輻射安全防護(hù)2

電離輻射生物效應(yīng)吉林大學(xué)第二醫(yī)院放療科劉林林什么是電離輻射？電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱(chēng)，其種類(lèi)很多，高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子，不帶電粒子X(jué)射線、γ射線。

電離輻射的來(lái)源天然輻射：

人類(lèi)主要接收來(lái)自于自然界的天然輻射。它來(lái)源于太陽(yáng)，宇宙射線和在地殼中存在的發(fā)射性核素。從地下溢出的氡是自然界輻射的另一種重要來(lái)源。從太空來(lái)的宇宙射線包括能量化的光量子，電子，γ射線和X射線。在地殼中發(fā)現(xiàn)的主要發(fā)射性核素有鈾，釷和釙,及其他發(fā)射性物質(zhì)。它們釋放出α，β或γ射線。

電離輻射的來(lái)源人造輻射：

輻射廣泛用于醫(yī)學(xué)，工業(yè)等領(lǐng)域。人造輻射主要用于：醫(yī)用設(shè)備(例如醫(yī)學(xué)及影像設(shè)備)；研究及教學(xué)機(jī)構(gòu)；核反應(yīng)堆及其輔助設(shè)施，如鈾礦以及核燃料廠。諸如上述設(shè)施必將產(chǎn)生放射性廢物，其中一些向環(huán)境中泄漏出一定劑量的輻射。放射性材料也廣泛用于人們?nèi)粘５南M(fèi)，如夜光手表，釉料陶瓷，人造假牙，煙霧探測(cè)器等。電離輻射的相對(duì)生物效應(yīng)相對(duì)生物效應(yīng)（RBE）

定義：X或γ射線引起某種生物效應(yīng)（往往以機(jī)體某種損傷表示之）所需要的吸收劑量與所研究的電離輻射引起相同生物效應(yīng)所需吸收劑量的比值（倍數(shù)），即為相對(duì)生物效應(yīng)。

應(yīng)當(dāng)指出，RBE值并不是一成不變的，它可因某些因素而變化。一、電離輻射的直接作用

射線的粒子或光子的能量被DNA或具有生物功能的其他分子直接吸收，使生物分子發(fā)生化學(xué)變化，這個(gè)效應(yīng)為直接效應(yīng)。電離輻射的這種作用稱(chēng)為直接作用。

電離輻射對(duì)核酸大分子的直接作用，主要引起堿基的破壞或脫落、單鏈或雙鏈斷裂、氫鍵破壞、螺旋結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)交聯(lián)，或核酸之間、核酸與蛋白質(zhì)之間出現(xiàn)交聯(lián)。

電離輻射對(duì)蛋白質(zhì)的直接作用可引起蛋白質(zhì)側(cè)鏈發(fā)生變化，氫鍵、二硫鍵斷裂，導(dǎo)致高度卷曲的肽鏈出現(xiàn)不同程度的伸展，空間結(jié)構(gòu)改變。二、電離輻射的間接作用

間接作用：輻射的能量向生物分子傳遞時(shí)，通過(guò)擴(kuò)散的離子及自由基起作用，并被生物分子所吸收而產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)稱(chēng)為間接效應(yīng)或間接作用。自由基定義：帶有一個(gè)或多個(gè)不配對(duì)電子的分子或原子團(tuán)。(一)間接作用主要是指輻射通過(guò)水的原發(fā)射解產(chǎn)物（H·，OH·，ea-q，H2，H2O2）等對(duì)生物大分子的作用，引起后者的損傷(二）自由基的損傷機(jī)制

1、自由基破壞細(xì)胞膜，使膜脂質(zhì)過(guò)氧化，引起膜結(jié)構(gòu)的破壞；

2、自由基使細(xì)胞蛋白質(zhì)氧化、脫氫，造成蛋白質(zhì)的失活、結(jié)構(gòu)改變、化學(xué)鏈的斷裂，或使蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚合，從而影響蛋白質(zhì)的正常功能；

3、自由基使糖鏈的斷裂和失活；

4、自由基引起核酸的損傷，造成細(xì)胞死亡輻射量及其單位一、放射性活度放射性活度（radioactivity）簡(jiǎn)稱(chēng)活度，它的SI單位是“S-1”，SI單位專(zhuān)名是貝可[勒爾]（Becquerel），符號(hào)為Bq。1Bq＝1次衰變/秒。暫時(shí)與SI并用的專(zhuān)用單位名稱(chēng)是居里，符號(hào)為Ci。1Ci＝3.7×1010Bq或1Bq＝1s-1≈2.703×10-11Ci二、照射量照射量（exposuredose）X是dQ除以dm所得的商，其中dQ的值是在質(zhì)量為dm空氣中，由光子釋放的全部電子（負(fù)電子和正電子）在空氣中完全被阻止時(shí)所產(chǎn)生的離子總電荷的絕對(duì)量，即：X＝dQ/dm。單位：庫(kù)侖·千克-1（C/kg）。暫時(shí)與SI并用的照射量的專(zhuān)用單位名稱(chēng)是倫琴（Roentgen），符號(hào)為R，目前尚無(wú)SI單位專(zhuān)名，與SI單位的關(guān)系為1R＝2.58×10-4C·kg-1。三、吸收劑量吸收劑量（absorbeddose）定義為dε除以dm所得的商，其中dε是致電離輻射給予質(zhì)量為dm的受照物質(zhì)的平均能量。即D＝dε/dm。吸收劑量的SI單位是焦耳·千克-1（J·kg-1），SI單位專(zhuān)名是戈[瑞]（gray），符號(hào)Gy。暫時(shí)與SI并用的專(zhuān)用單位名稱(chēng)是拉德，符號(hào)為rad。1Gy＝1J·kg-1＝100rad，或1rad＝10-2J·kg-1＝10-2Gy。影響電離輻射生物學(xué)作用的

主要因素

一、與輻射有關(guān)的因素（一）輻射種類(lèi)

（二）照射劑量

半數(shù)致死劑量：（LD50）orLD50/30

（三）劑量率

(四）分次照射

（五）照射部位

當(dāng)照射劑量和劑量率相同時(shí)，腹部照射的全身后果最嚴(yán)重，依次為盆腔、頭頸、胸部及四肢。

（六）照射面積

（七）照射方式

二、與機(jī)體有關(guān)的因素

放射敏感性：指當(dāng)一切照射條件完全一致時(shí)，機(jī)體或其組織、器官對(duì)輻射作用的反應(yīng)強(qiáng)弱或速度快慢不同。若反應(yīng)強(qiáng)，速度快，其敏感性就高，反之則低。（一）生物種系的放射敏感性

總的趨勢(shì)是：種系演化越高，機(jī)體組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則其放射敏感性越高。

（二）個(gè)體發(fā)育的放射敏感性

總的來(lái)說(shuō)，放射敏感性隨著個(gè)體發(fā)育過(guò)程而逐漸降低.?胚胎植入前期:照射母體…胚胎大量死亡，人為妊娠第0~9日，小鼠為0~5日。

器官形成期:受到照射…出現(xiàn)大量畸形。人為第9~42天，小鼠為第5~13天。

器官形成期后:個(gè)體的放射敏感性逐漸下降。

應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，胚胎和胎兒期受照射的兒童發(fā)生某些類(lèi)型的癌癥和白血病的危險(xiǎn)度增高。

(三)不同組織和細(xì)胞的放射敏感性

Bergonie和Tribondeau定律：

一種組織的放射敏感性與其細(xì)胞的分裂活動(dòng)成正比而與其分化程度成反比的結(jié)論,但卵母細(xì)胞和淋巴細(xì)胞例外，這２種細(xì)胞并不迅速分裂，但兩者都對(duì)輻射極為敏感。

(四)亞細(xì)胞和分子水平的敏感性

DNA>mRNA>rRNA和rRNA>蛋白質(zhì)

輻射對(duì)人體的影響

人體所受的輻射照射分為內(nèi)照射和外照射兩類(lèi)，進(jìn)入人體內(nèi)的輻射源對(duì)人體產(chǎn)生的照射稱(chēng)為內(nèi)照射，而處在體外的輻射源對(duì)人體產(chǎn)生的照射稱(chēng)為外照射。不論是內(nèi)照射還是外照射，都有可能對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的影響。輻射效應(yīng)分類(lèi)人體受到電離輻射照射后，輻射對(duì)人體產(chǎn)生的效應(yīng)可以出現(xiàn)在受照射本人或其后裔身上。出現(xiàn)在受照者本人身上的稱(chēng)為軀體效應(yīng)；出現(xiàn)在受照射者后裔身上的稱(chēng)為遺傳效應(yīng)。國(guó)家輻射防護(hù)委員會(huì)26號(hào)出版物中，又將這些效應(yīng)分為隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)（現(xiàn)稱(chēng)為確定性效應(yīng)）。隨機(jī)性效應(yīng)是指發(fā)生幾率（而不是嚴(yán)重程度）與劑量大小無(wú)關(guān)的效應(yīng)，對(duì)于這種效應(yīng)不存在著劑量的閾值。確定性效應(yīng)是指嚴(yán)重程度隨劑量而變化的效應(yīng)，對(duì)于這種效應(yīng)存在著劑量閾值，低于這個(gè)閾值，不會(huì)發(fā)生有害效應(yīng)。

輻射效應(yīng)分類(lèi)遺傳效應(yīng)和軀體效應(yīng)中癌的發(fā)生都是隨機(jī)性效應(yīng)。為了防護(hù)目的，假定了在低水平照射下，隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率和劑量有著線性無(wú)閾的關(guān)系。即發(fā)生率和劑量成正比，也就是說(shuō)即使很小的劑量，也有可能使人體受到損害，只是發(fā)生的幾率是很微小的。確定性軀體效應(yīng)表現(xiàn)為機(jī)體機(jī)能的改變，例如形成白內(nèi)障、皮膚的良性損傷、骨髓中細(xì)胞的減少、生育能力的減退、血管或結(jié)締組織的損傷等，這些效應(yīng)不會(huì)表現(xiàn)在后裔身上，所以不屬于遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)的嚴(yán)重程度（疾患嚴(yán)重程度）取決于劑量的大小，即只有在機(jī)體接受的劑量超過(guò)一定閾值時(shí)才能發(fā)生。

輻射效應(yīng)分類(lèi)

關(guān)于早期效應(yīng)日本核臨界事故（99.09.30）O氏（17Gy）：意識(shí)喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細(xì)胞數(shù)為0S氏（10Gy）20分鐘后感覺(jué)麻木、嘔吐、腹瀉輻射致癌的潛伏期終生16-24年10年其他癌癥40年8年2年白血病最大潛伏期中央值最小潛伏期輻射損傷機(jī)理

電離輻射可使水分子電離，形成自由基（H，OH）和過(guò)氧化氫等有害物質(zhì)。自由基的化學(xué)性質(zhì)極活潑，過(guò)氧化氫為強(qiáng)的氧化劑，它們與細(xì)胞中的硫氫基及其它重要化合物發(fā)生反應(yīng)，造成細(xì)胞損傷。大量研究還證明，電離輻射還可以直接使細(xì)胞中的染色體或其他重要成分?jǐn)嗔?，從而造成非正常?xì)胞的出現(xiàn)。如果損傷的細(xì)胞是體細(xì)胞，則表現(xiàn)為軀體效應(yīng)；如果損傷的是生殖細(xì)胞，則輻射效應(yīng)表現(xiàn)在受照者的后代身上，這就表現(xiàn)為遺傳效應(yīng)急性放射病定義：人體一次或短時(shí)間內(nèi)分次受到大劑量照射引起的全身性疾患。外照射：＞1Gy急性放射病

癥狀與劑量的關(guān)系:劑量(Gy)癥狀0.10.51.01.53-57-10染色體變化末梢血中淋巴細(xì)胞減少10%的人惡心，嘔吐死亡閾值LD50/60天(造血器官死亡)LD100/60天(消化器官死亡)對(duì)造血組織影響細(xì)胞類(lèi)型正常值減少閾值(Gy)白細(xì)胞3500-10000.5紅細(xì)胞(400-500)×1041.0血小板20×1041.0血細(xì)胞壽命淋巴細(xì)胞3-4天紅細(xì)胞120天血小板8-9天生殖系統(tǒng)的影響不孕的閾值(Gy):1次急性照射慢性照射男性一時(shí)性不孕0.150.4/年永久性不孕3.5-62.0/年1次急性照射慢性照射女性一時(shí)性不孕0.65–1.50.4/年永久性不孕2.5-60.2/年皮膚的放射損傷劑量(Gy) 急性損傷 慢性損傷0.5 染色體畸變 無(wú)5 一時(shí)性脫發(fā)及紅斑紅腫,疼痛,燒灼感 伴有功能障礙10 一時(shí)性潰瘍,水泡疤痕色素沉著WBC上升全身中毒癥狀 萎縮,15 永久性潰瘍,合并感染敗血癥 慢性頑固性潰瘍眼組織的放射損傷眼晶體:放射敏感性大于結(jié)膜等其他眼組織眼晶體前面部位的上皮細(xì)胞發(fā)生分裂障礙混濁白內(nèi)障(從前向后推移)潛伏期：6個(gè)月-35年，與劑量成反比 一次急性照射 多次照射混濁 0.5-2.05白內(nèi)障 5.08劑量與效應(yīng)的關(guān)系

一次全身受到大劑量的照射后能引起的癥狀

～25倫無(wú)明顯自覺(jué)癥狀可不治療，酌情觀察25～50極個(gè)別人有輕度惡心，乏力等感覺(jué)，血液學(xué)檢查有變化增加營(yíng)養(yǎng)，要觀察50～100極少數(shù)人有輕度短暫的惡心，乏力，嘔吐，工作精力下降增加營(yíng)養(yǎng)，注意休息，可自行恢復(fù)健康

100～150部分人員有惡心，嘔吐，食欲減退，頭暈乏力，少數(shù)人一時(shí)失去工作能力癥狀明顯者要對(duì)癥治療150～200半數(shù)人員有惡心，嘔吐，食欲減退，頭暈乏力，少數(shù)人癥狀較重，有一半人員一時(shí)失去工作能力大部分人需要對(duì)癥治療，部分人員要住院治療200～400大部分人出現(xiàn)上述癥狀，不少人癥狀較嚴(yán)重，少數(shù)人可能死亡400～600全部人員出現(xiàn)上述癥狀，死亡率約50％均需住院搶救，死亡率取決于治療的積極性800以上一般將100％死亡，盡量搶救，或許對(duì)個(gè)別人有成效輻射反應(yīng)和輻射損傷

身體或遺傳的效應(yīng)取決于幾種因素,包括總劑量和劑量率(放射劑量/單位時(shí)間).隨著總劑量或劑量率的增加,可測(cè)到效應(yīng)的可能性也增加.單劑快速照射幾個(gè)Gy后很容易觀察到明顯的生物效應(yīng)；但若在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)給相同劑量的Gy,則可被機(jī)體耐受而且可測(cè)到的急性效應(yīng)很小.

放射效應(yīng)還取決于被照射的身體面積,全身1次吸收2Gy不致死；但當(dāng)整體劑量達(dá)到4.5Gy時(shí),死亡率約為50%(LD50)；而在很短時(shí)間內(nèi)所給整體劑量＞6Gy時(shí),幾乎肯定致死.相反,若長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)給小區(qū)域組織(如癌腫治療)照射數(shù)10Gy,則仍可耐受.在機(jī)體內(nèi)的劑量分布也很重要,一般細(xì)胞轉(zhuǎn)化越快,對(duì)輻射的敏感性越大.淋巴細(xì)胞最敏感,其他依次為性腺,增殖的骨髓細(xì)胞,腸上皮細(xì)胞,表皮,肝細(xì)胞,肺泡和膽道上皮細(xì)胞,腎上皮細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞(胸膜和腹膜),神經(jīng)細(xì)胞,骨細(xì)胞和肌肉及結(jié)締組織.放射治療時(shí),敏感區(qū)域(如腸,骨髓)加以防護(hù),而可接受高整體劑量,否則可致死.

病理生理學(xué)足夠高的劑量照射后,可發(fā)生細(xì)胞壞死.高的亞致死劑量可通過(guò)降低有絲分裂率,減緩DNA合成或使細(xì)胞變成息肉狀,而干擾細(xì)胞的增殖.連續(xù)進(jìn)行更新的組織(如腸上皮,骨髓,性腺)經(jīng)輻射后可產(chǎn)生劑量依賴(lài)的進(jìn)行性再生不良,萎縮,最終纖維化.某些受損但仍能進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞,在其死亡前還可經(jīng)1或2個(gè)生殖周期,產(chǎn)生異常的后代(如巨大晚幼粒細(xì)胞,分葉過(guò)度的嗜中性白細(xì)胞).＜100mGy劑量的身體和遺傳學(xué)效應(yīng),通常用高劑量研究結(jié)果的線性外推法來(lái)估計(jì).

急性輻射綜合征

大腦綜合征由極高整體劑量(＞30Gy)輻射所致,幾乎都是致死的.該綜合征有3個(gè)階段：表現(xiàn)為惡心和嘔吐的前驅(qū)期；倦怠和嗜睡,程度上從淡漠到虛脫(可能因腦內(nèi)非細(xì)菌性炎癥灶或輻射產(chǎn)生的毒性產(chǎn)物所致)；震顫,抽搐,共濟(jì)失調(diào),最后在數(shù)小時(shí)至數(shù)天內(nèi)死亡.胃腸道綜合征由整體劑量≥4Gy輻射所致,其特征為惡心,嘔吐和可導(dǎo)致嚴(yán)重脫水,血容量降低和血管虛脫的腹瀉.胃腸道綜合征由組織壞死引起,并且可因進(jìn)行性胃腸道粘膜萎縮而持續(xù)不愈.也可因腸道壞死而發(fā)生菌血癥.最后腸絨毛脫落,大量血漿流失于腸腔.若補(bǔ)充大量血漿,4~6天后胃腸道上皮細(xì)胞可再生；在該期用抗生素可使病人保持存活.但2或3周內(nèi)可發(fā)生造血衰竭而通常致死.造血系統(tǒng)綜合征由整體劑量為2~10Gy的輻射所致,其最初的表現(xiàn)為厭食,冷漠,惡心和嘔吐.這些癥狀可在6~12小時(shí)內(nèi)達(dá)高峰,在照射后24~36小時(shí)完全消退.

外周血中,淋巴細(xì)胞減少立即發(fā)生,24~36小時(shí)內(nèi)達(dá)高峰.嗜中性的細(xì)胞減少的發(fā)生較緩慢.3~4周內(nèi)血小板減少明顯.

隨機(jī)性效應(yīng)-輻射致癌癌癥的概念與起源癌癥(cancer):增生失控并侵入周?chē)M織或向遠(yuǎn)隔部位轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤致癌因子(carcinogen):能使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约?xì)胞最后發(fā)展為癌癥的因子

化學(xué)因素物理因素病毒機(jī)體遺傳特性,激素水平,環(huán)境因素,生活因素癌癥的多階段發(fā)生學(xué)說(shuō)(multi-stage)始動(dòng)期(initiation):原癌基因的激活;抑癌基因的失活淘汰機(jī)制:DNA修復(fù),免疫系統(tǒng)的識(shí)別監(jiān)視消除癌癥是否出現(xiàn)和何時(shí)出現(xiàn)促進(jìn)期(promotion):變異細(xì)胞癌細(xì)胞發(fā)展期(progression):癌細(xì)胞的惡性性質(zhì)增加癌癥預(yù)防

若在照射前給某些藥物或化合物(如巰基化合物),可增加動(dòng)物的存活率.但沒(méi)有可用于人類(lèi)的預(yù)防藥物.減少致死的或嚴(yán)重超劑量暴露的唯一辦法是嚴(yán)格執(zhí)行防護(hù)措施和堅(jiān)持最大允許劑量水平制度.治療

被放射性物質(zhì)污染的皮膚,應(yīng)該立即用大量的水和用含有依地酸(EDTA)的特異性螯合液清洗.小的穿通傷必須嚴(yán)格清洗和清創(chuàng),直至創(chuàng)口無(wú)放射性.攝入的放射性物質(zhì)應(yīng)迅速催吐清除,若是剛攝入則可洗胃清除.

急性大腦綜合征是致死性的,故治療是枯息性的,包括處理休克和缺氧,緩解疼痛和焦慮,給鎮(zhèn)靜劑控制抽搐.

對(duì)胃腸道綜合征,若照射劑量不大,給止吐藥,鎮(zhèn)靜劑和抗生素已足夠.若能口服進(jìn)食,則給可刺激性的飲食可獲良好耐受.經(jīng)適當(dāng)途徑補(bǔ)足大量液體,電解質(zhì)和血漿.所給液體的量和種類(lèi)取決于血化學(xué)分析(特別是電解質(zhì)和蛋白),血壓,脈搏,液體出入量和皮膚的充盈度.

對(duì)造血系統(tǒng)綜合征并伴有潛在的致死性感染,出血和貧血的病人,處理與不管什么原因所致的骨髓再生不良及全血減少的處理相同.主要的治療是給抗生素和輸新鮮血及血小板.所有皮膚穿刺都必須無(wú)菌操作,病人應(yīng)該隔離以防止接觸致病菌

輻射防護(hù)的概念輻射防護(hù)是研究保護(hù)人類(lèi)(系指全人類(lèi)、其中的部分或個(gè)體成員以及他們的后代)免受或少受輻射危害的應(yīng)用學(xué)科，有時(shí)亦指用于保護(hù)人類(lèi)免受或盡量少受輻射危害的要求、措施、手段和方法。輻射包括電離輻射和非電離輻射。在核領(lǐng)域，輻射防護(hù)專(zhuān)指電離輻射防護(hù)。

1什么是輻射防護(hù)的三原則?輻射防護(hù)三原則是指實(shí)踐的正當(dāng)性、防護(hù)水平的最優(yōu)化和個(gè)人受照的劑量限值。2什么叫外照射?外照射防護(hù)方法有哪三種?體外輻射源對(duì)人體的照射稱(chēng)外照射。外照射的防護(hù)方法有受照射時(shí)間的控制、增大與輻射源間的距離和采用屏蔽三種方法。3什么叫內(nèi)照射?控制內(nèi)照射的基本原則是什么?進(jìn)入人體內(nèi)的放射性核素作為輻射源對(duì)人體的照射稱(chēng)內(nèi)照射?？刂苾?nèi)照射的基本原則是防止或減少放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)，對(duì)于放射性核素可能進(jìn)入體內(nèi)的途徑要予以防范。

輻射防護(hù)的基本知識(shí)輻射防護(hù)的目的

ICRP1：防止或減少軀體損傷，并

且減少居民的遺傳性體質(zhì)

的惡化。

ICRP9：防止急性輻射效應(yīng)并將

晚期效應(yīng)的危險(xiǎn)限制到

一個(gè)可以接受的水平。ICRP26：防止有害的非隨機(jī)效應(yīng)，并限制隨機(jī)性效

應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到被認(rèn)為可以接受的水平。

另一附加的目的是保證伴有輻射照射的各種實(shí)踐

都具有正當(dāng)?shù)睦碛伞?/p>

ICRP60：放射防護(hù)的主要目的，是為人類(lèi)提供一個(gè)

適宜的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)而不致過(guò)分地限制產(chǎn)生輻射照射

的有益實(shí)踐。從上面簡(jiǎn)單的回憶中可以看出，輻

射防護(hù)的主要對(duì)象是個(gè)人，他們的后代，以

及全人類(lèi)這一點(diǎn)一直是很明確的。

1.輻射效應(yīng)的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)細(xì)胞

細(xì)胞是由膜包圍的能獨(dú)立進(jìn)行繁殖的原生質(zhì)團(tuán)。細(xì)胞是一切生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。根據(jù)細(xì)胞的功能，可將組成人體的細(xì)胞分成兩大類(lèi)，一類(lèi)稱(chēng)作體細(xì)胞，一類(lèi)稱(chēng)作生殖細(xì)胞。前者是構(gòu)成個(gè)體本身（軀體）的各種細(xì)胞，后者則是專(zhuān)為繁殖后代的細(xì)胞。

細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核

（或類(lèi)核）。細(xì)胞結(jié)構(gòu)可用以下格式表示：

質(zhì)膜

細(xì)胞器

細(xì)胞

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)溶質(zhì)

細(xì)胞骨架

細(xì)膜核（或類(lèi)核）

細(xì)胞核：細(xì)胞中由膜圍成的主要細(xì)胞器是細(xì)胞核。核表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜，核內(nèi)含有由脫氧核糖核酸（DNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體。DNA具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在通常狀況下以雙螺旋形式存在，DNA是一切細(xì)胞的基本遺傳物質(zhì)，即可遺傳信息的物質(zhì)。DNA中的堿基共有4種，兩種嘧啶（胸腺嘧啶和胞嘧啶）和兩種嘌呤（腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤）。4種堿基之間的聯(lián)系并非任意，而是嚴(yán)格遵循一定的規(guī)律。

染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體在細(xì)胞分裂的不同時(shí)期結(jié)構(gòu)狀態(tài)也各異。人類(lèi)的46條染色體長(zhǎng)短不一，構(gòu)成人類(lèi)每條染色體的DNA分子的平均長(zhǎng)度有數(shù)厘米，總長(zhǎng)度約1.7m。

細(xì)胞增殖

細(xì)胞增殖的方式是細(xì)胞分裂（有絲分裂），細(xì)胞分裂的兩個(gè)主要階段是細(xì)胞DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞進(jìn)一步分裂形成下一代細(xì)胞。

DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂發(fā)生在明顯的且很有規(guī)律的時(shí)間間隔內(nèi)，因此可將細(xì)胞周期分為四個(gè)時(shí)期，①G1期（DNA合成前期），這是分裂之后新細(xì)胞的第一個(gè)生長(zhǎng)期，最長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期，為細(xì)胞復(fù)制作準(zhǔn)備；②S期（DNA合成期），DNA進(jìn)行復(fù)制，形成每條染色體的完整拷貝；③G2期（DNA合成后期），較短的間隙期，位于S期后，有絲分裂期之前；④M期（有絲分裂期），隨著細(xì)胞的分裂，染色體對(duì)等地分配進(jìn)兩個(gè)子細(xì)胞。

圖4-1細(xì)胞周期細(xì)胞分化在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，后代細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生差異的過(guò)程稱(chēng)為細(xì)胞分化。已分化的細(xì)胞稱(chēng)作分化細(xì)胞或功能細(xì)胞。在生物體體內(nèi)存在著另一些未分化的體細(xì)胞，這類(lèi)細(xì)胞不能執(zhí)行特定功能而專(zhuān)門(mén)進(jìn)行增殖，它一直處于細(xì)胞周期的循環(huán)過(guò)程中，不斷生成新的細(xì)胞，這就是干細(xì)胞。

人體的結(jié)構(gòu)及功能組織、器官和系統(tǒng)人體和所有的生物體一樣是由細(xì)胞構(gòu)成的，而細(xì)胞有多種多樣。許多在來(lái)源、構(gòu)造、功能方面相同的細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)結(jié)合在一起并發(fā)揮著相同作用，就成為組織。人體有4種組織：即上皮組織、肌肉組織、結(jié)締組織和神經(jīng)組織。多種具有同一功能組織結(jié)合起來(lái)構(gòu)成器官。人體有多種器官，人們熟知的有心、肝、脾、肺、腎等。幾個(gè)不同的器官組合在一起完成某種特定的功能就構(gòu)成系統(tǒng)。人體的系統(tǒng)有骨骼、肌肉、消化、呼吸、循環(huán)、泌尿、神經(jīng)、內(nèi)分泌和生殖等系統(tǒng)。

輻射引起的DNA損傷與修復(fù)輻射防護(hù)所關(guān)心的是包括癌癥及遺傳效應(yīng)在內(nèi)的隨機(jī)效應(yīng)和確定性效應(yīng)。輻射誘發(fā)細(xì)胞死亡、突變及惡性突變的部位是在細(xì)胞核內(nèi)，而DNA是主要靶。DNA損傷與修復(fù)輻射徑跡可將能量直接沉積于DNA（直接效應(yīng)），或使與DNA緊密結(jié)合的其他分子（特別是水）電離，形成能損傷DNA的自由基（間接效應(yīng)）（圖4-2）。圖4-2輻射對(duì)DNA的直接作用和間接作用在正常情況下細(xì)胞具有很強(qiáng)的修復(fù)能力，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)使受損傷的DNA分子回復(fù)原狀，以維持細(xì)胞正常的生命過(guò)程，這就是DNA的損傷修復(fù)。按DNA損傷修復(fù)機(jī)理，修復(fù)途徑可分為回復(fù)修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)、錯(cuò)配修復(fù)和SOS修復(fù)。

基因突變和染色體畸變

通過(guò)復(fù)制而遺傳的DNA結(jié)構(gòu)的任何永久性改變都叫突變，突變是一種遺傳狀態(tài)。所有的突變都是由于DNA鏈中堿基發(fā)生了改變。根據(jù)輻射誘發(fā)突變的性質(zhì)和突變涉及范圍，可將突變分為三種類(lèi)型：點(diǎn)突變、染色體突變和基因組突變。

染色體畸變當(dāng)受到一定劑量的電離輻射作用后，在外周血淋巴細(xì)胞和骨髓細(xì)胞中早期即可見(jiàn)到染色體的改變，這種變化稱(chēng)之為染色體畸變。根據(jù)細(xì)胞受照射所處的時(shí)期以及染色體斷裂后重接的方式染色體結(jié)構(gòu)的改變分為兩類(lèi)：一為染色單體畸變，二是染色體型畸變。一般認(rèn)為染色單體畸變對(duì)評(píng)價(jià)輻射效應(yīng)意義不大。可以根據(jù)照后所產(chǎn)生的畸變頻率，利用事先用健康人血獲得的畸變量與照射劑量關(guān)系的刻度曲線回歸方程估算受照劑量。

FISH穩(wěn)定性畸變，其畸變頻率基本保持不變，與原來(lái)受照劑量仍有一定相關(guān)。近年來(lái)，穩(wěn)定性染色體畸變分析技術(shù)的發(fā)展，特別是顯帶技術(shù)和熒光原位雜交（FISH）方法可以較為準(zhǔn)確地認(rèn)別易位畸變，這些技術(shù)為事故劑量估算和職業(yè)受照者的劑量重建提供了有力的支持。

非靶效應(yīng)

基因組不穩(wěn)定性和旁效應(yīng)近年來(lái)，報(bào)道了許多輻射照射產(chǎn)生的非靶效應(yīng)，這些效應(yīng)包括輻射誘發(fā)的基因組不穩(wěn)定性、旁效應(yīng)，在受照個(gè)體血漿中產(chǎn)生的斷裂因子（當(dāng)與未照射細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)它可引起染色體畸變）和雙親受照產(chǎn)生的在后代顯現(xiàn)的可遺傳效應(yīng)，這些效應(yīng)對(duì)輻射照射危險(xiǎn)評(píng)估和對(duì)輻射誘發(fā)癌癥的理解提出了新的挑戰(zhàn)。輻射誘發(fā)的基因組不穩(wěn)定性是指在照后某一延遲時(shí)間于受照細(xì)胞受初始攻擊后的多代后裔細(xì)胞中顯現(xiàn)的效應(yīng)?；蚪M不穩(wěn)定性是一個(gè)描述基因組變化速率增加（在細(xì)胞周期的許多代中）的含義廣泛的術(shù)語(yǔ)。效應(yīng)未在受照細(xì)胞中發(fā)生而是發(fā)生在其子代細(xì)胞中。

2.隨機(jī)性效應(yīng)——致癌效應(yīng)習(xí)慣上把所有惡性腫瘤統(tǒng)稱(chēng)為癌，在輻射致癌危險(xiǎn)評(píng)估中，把所有惡性腫瘤分為兩類(lèi)：白血病和實(shí)體癌，后者是指除白血病外的其他全部惡性腫瘤。

輻射效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)致癌效應(yīng)，線性無(wú)閾，發(fā)生率與劑量成正比。確定性效應(yīng)05年建議書(shū)稱(chēng)之為組織反應(yīng)，有閾值。癌癥發(fā)生的多階段理論

聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（UNSCEAR）1993、2000年報(bào)告分別將腫瘤的發(fā)生概括為3階段和4階段模型。

癌癥發(fā)生的三階段模型

UNSCEAR1993年報(bào)告將癌癥發(fā)生概括為三個(gè)階段：始動(dòng)、促進(jìn)和發(fā)展。

UNSCEAR癌癥發(fā)生的4階段模型

2000年報(bào)告將輻射致癌過(guò)程大致分為4個(gè)階段；腫瘤形成的始動(dòng)、腫瘤形成的促進(jìn)、腫瘤轉(zhuǎn)化和腫瘤形成的進(jìn)展。見(jiàn)圖4—3圖4-3多階段腫瘤生成的簡(jiǎn)單概括圖正常靶細(xì)胞染色體DNA損傷DNA正確修復(fù)失敗

特異的腫瘤始動(dòng)突變出現(xiàn)

正癌前促進(jìn)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為明顯的惡性表型

惡性進(jìn)展和腫瘤擴(kuò)散

輻射致癌的劑量響應(yīng)關(guān)系

UNSCEAR1993年報(bào)告在審議有關(guān)突變、哺乳動(dòng)物中染色體畸變、細(xì)胞轉(zhuǎn)化及輻射誘發(fā)癌癥資料的基礎(chǔ)上，對(duì)低LET提出了三種無(wú)閾模型，即線性、線性平方純平方模型。見(jiàn)圖4—4。

3.隨機(jī)性效應(yīng)——遺傳效應(yīng)

輻射遺傳效應(yīng)是通過(guò)輻射對(duì)生殖細(xì)胞遺傳物質(zhì)的損害使受照者后代發(fā)生的遺傳性異常，它是一種表現(xiàn)于受照者后代的隨機(jī)性效應(yīng)。輻射遺傳效應(yīng)的人類(lèi)觀察資料

原爆幸存者遺傳效應(yīng)研究

輻射遺傳效應(yīng)流行病學(xué)調(diào)查項(xiàng)目對(duì)原爆幸存者受照射后懷孕所生子女進(jìn)行了登記隨訪。調(diào)查項(xiàng)目有：不幸妊娠結(jié)果活產(chǎn)兒F1生育年齡前死亡、腫瘤發(fā)生率、某些類(lèi)型染色體異常頻率、影響蛋白某些特征的突變頻率、性比例和兒童身體發(fā)育等七項(xiàng)。上述7個(gè)數(shù)據(jù)組的差異分析指出，盡管預(yù)期趨勢(shì)上有差別，沒(méi)有顯示出親代受照對(duì)兒童的這些指標(biāo)有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著的影響。

輻射遺傳效應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)

全體人群遺傳效應(yīng)的總概率1.0×10-2Sv-1。對(duì)于一個(gè)工作人員人群來(lái)說(shuō)，有生育能力人員的份額為（30―18）/（65―18）=12/47≈0.25，工作人員的人均概率約為0.6×10-2Sv-1。遺傳效應(yīng)所致全體人群和工作人員的危害系數(shù)分別為1.33×10-2Sv-1和0.8×10-2Sv-1。

4.確定性效應(yīng)（05年建議書(shū)草案稱(chēng)這為組織反應(yīng)）

確定性效應(yīng)的概念

在較大劑量照射全部組織或局部組織情況下，大量的細(xì)胞被殺死，而這些細(xì)胞又不能由活細(xì)胞的增殖來(lái)補(bǔ)償，由此引起的細(xì)胞丟失可在組織或器官中產(chǎn)生臨床上可檢查出的嚴(yán)重功能損傷，所觀察到的效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量有關(guān)，因而存在劑量閾值。這種照射引起的效應(yīng)即為確定性效應(yīng)。

全身照射后的死亡

對(duì)健康的成年人群來(lái)說(shuō)急性照射后的LD50/60估計(jì)為3~5Gy，這種情況下，死因是骨髓干細(xì)胞丟失造成的骨髓功能喪失。當(dāng)劑量越過(guò)大約5Gy時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生其他效應(yīng)，包括嚴(yán)重胃腸道損傷，在更大劑量情況下，則發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的效應(yīng)，幾天之后個(gè)體死于休克。表4—4給出了在短時(shí)間內(nèi)（如幾分鐘）受到大劑量、低LET照射后死亡時(shí)間。

表4—4人類(lèi)受低LET全身均勻急性照射誘發(fā)綜合癥和死亡的特定輻射的劑量范圍全身吸收劑量（Gy）

造成死亡的主要效應(yīng)

照后死亡時(shí)間（d）

3—5骨髓損傷（LD50/60）

30—605—15胃腸道及肺損傷

10—20＞15神經(jīng)系統(tǒng)損傷

1—5輻射防護(hù)

1外照射防護(hù)1.1外照射概念外照射系指來(lái)自體外的電離輻射對(duì)人體的照射。外照射防護(hù)的主要目的在于既保證完滿(mǎn)達(dá)到電離輻射源的應(yīng)用目的，又使得人員受到的輻射照射保持在可以合理做到的最低水平。其次，外照射防護(hù)有時(shí)也為了保護(hù)那些對(duì)電離輻射敏感的材料和設(shè)備免受電離輻射的損壞。

1.2重要性1.2.1外照射廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生、科研等各領(lǐng)域。1.2.2從業(yè)人員多，出現(xiàn)人體放射損傷的幾率較高，損傷程度可能較嚴(yán)重。1.2.3有些外照射場(chǎng)合，如大型γ輻射加工及加速器應(yīng)用場(chǎng)所，劑量率非常高。如人員受到誤照，損傷會(huì)非常嚴(yán)重，甚至受照幾分鐘即可致人于死地。1.2.4若發(fā)生事故，政治、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)影響均比較大。

1.3基本方法1.3.1控制源強(qiáng)對(duì)使用放射性核素的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)工作需要選擇具有適宜活度的放射源。對(duì)射線裝置，要保證射線質(zhì),減少無(wú)用輻射成份。如醫(yī)用診斷χ線，應(yīng)盡量采用高電壓、低電流的方式。

1.3.2距離防護(hù)在可能的情況下，盡量增加人體與放射源之間的距離以降低人體接受劑量。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)較高能量的χ、γ射線點(diǎn)源,離點(diǎn)源距離d處的照射量率反比于d的平方。即：距離增大一倍，照射量率降低到原來(lái)的1/4。

1.3.3時(shí)間防護(hù)操作或接觸放射源和放射線時(shí)間越長(zhǎng)，接受劑量越大，所以應(yīng)盡量減少接觸放射線的時(shí)間以減少人體接受劑量。為縮短受照時(shí)間，在進(jìn)行有關(guān)操作之前，應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，操作時(shí)務(wù)求熟練、迅速。

1.3.4屏蔽防護(hù)在實(shí)際工作中，由于條件所限，往往單靠縮短接觸時(shí)間和增大距離并不能達(dá)到安全操作的目的。

因此上述兩種方法都不適用，而必須采用屏蔽防護(hù)。屏蔽防護(hù)就是根據(jù)輻射通過(guò)物質(zhì)時(shí)被減弱的原理，在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物（減弱材料），把外照射劑量減少到控制標(biāo)準(zhǔn)以下，以保護(hù)人體安全。屏蔽所用材料根據(jù)射線不同的性質(zhì)、類(lèi)型、輸出量大小等決定。

外照射防護(hù)，除了上述基本措施外，還應(yīng)做好工作人員的防護(hù)培訓(xùn)，進(jìn)行工作環(huán)境和個(gè)人劑量的監(jiān)測(cè)，及時(shí)屏蔽或移走暫時(shí)無(wú)用或多余的放射性物質(zhì)等。

此外，任何電離輻射與空氣相互作用，會(huì)產(chǎn)生某些有害的氣體，例如臭氧、氮氧化物。同時(shí)，受到高能帶電粒子束、中子束或高能光子束照射的物質(zhì)（包括空氣和灰塵）還可能被誘發(fā)感生放射性。因此，在應(yīng)用外部電離輻射源的時(shí)候，除了注意外照射的輻射防護(hù)，還須采取相應(yīng)的其它措施（如通風(fēng)），用以防止內(nèi)照射、有害氣體及其他有害因素對(duì)人體的損害。

2內(nèi)照射防護(hù)2.1內(nèi)照射概念當(dāng)放射性核素經(jīng)由食入、吸入、皮膚粘膜或傷口進(jìn)入人體內(nèi)時(shí)，可引起內(nèi)照射的危害。內(nèi)照射不同于外照射的顯著特點(diǎn)是，即使停止接觸放射性物質(zhì)以后，已經(jīng)進(jìn)入人體內(nèi)的放射性核素仍將產(chǎn)生照射，而同一數(shù)量的放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)后引起的危害大于其在體外作為外照射源時(shí)所造成的危害。因此，內(nèi)照射防護(hù)的基本原則是采取各種措施，盡可能地隔斷放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的各種途徑、減少放射性核素進(jìn)入人體的一切機(jī)會(huì)，在“可以合理做到”的限度內(nèi)，使攝入量減少到盡可能低的水平。2.2基本措施2.2.1圍封隔離包括在開(kāi)放源的周?chē)O(shè)立一系列的屏障，以限制可能被污染的體積和表面，防止由于人員或物體的移動(dòng)而將污染帶到相鄰房間等措施。工作場(chǎng)所要合理布局、三區(qū)分明、避免交叉污染。2.2.2凈化通風(fēng)嚴(yán)格安全操作規(guī)定，防止或減少污染的發(fā)生，對(duì)受到污染的表面及時(shí)去污，對(duì)污染空氣的凈化，并合理組織通風(fēng)。2.2.3密閉包容把可能成