电离辐射的生物效应及防护

电离辐射的生物效应及防护

电离辐射的生物效应与安全防护1. 电离辐射基础知识 2. 电离辐射的生物效应 产生的过程和机理 生物效应的分类 3.人类受到的电离辐射 天然辐射 人工辐射 4.辐射防护

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1. 电离辐射基础知识放射性:核素衰变放射出粒子的现象,称为放射性 (radioactivity);

放射性同位素:具有衰变活性的同位素,称为放射性同位素(radio isotope);

放射性同位素衰变而释放出过剩能量时,产生 的主要衰变产物有α粒子、β粒子和γ辐射。X射线：原自电子从较转移到较高的能量状态。

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2. 电离辐射的生物效应2.1 生物效应产生的过程和机理电离辐射的能量 转移过程

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DNA损伤(分子水平) 单链断裂：

可以实现无差错

C

修复 双链断裂：

错误修复

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细胞水平损伤细胞死亡间期死亡 增殖死亡 间期死亡 间期死亡增殖死亡 间期死亡 增殖死亡

功能障碍 结构改变

增殖死亡

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细胞水平损伤细胞变异(modification)

变异异常细胞 克隆

细胞转化

癌症

transformation

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cancer

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细胞凋亡(apoptosis)

变异细胞的程序性死亡(programmed death) 镜下表现：胞核浓缩、断裂 机理：P53基因 凋亡小体

激活自我致死程序

是变异细胞免于患癌的重要机制

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细胞凋亡(apoptosis)

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生物效应产生的过程和机理分子水平细胞水平体细胞 细胞死亡 生殖细胞 DNA损伤 体细胞 细胞变异 肿瘤 随机性效应 单一细胞变异导致 不孕

临床症状功能障碍

效应

确定性效应 多细胞死亡导致

生殖细胞

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遗传效应

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2.2 电离辐射所致生物效应的分 类依据效应发生的个体：躯体效应(somatic effects) 定义：发生在受照者本人身上的效应

遗传效应(hereditary effects) 定义：发生在受照者后代身上的效应

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关于遗传效应 由生殖细胞的变异引起

辐射照射引起的遗传效应没有特异性

迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传 效应的发生

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电离辐射所致生物效应的分类依据效应发生的时期 潜伏期(latent period):从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间

早期效应(early effects) 受到照射后数周之内发生的效应 晚发效应(Late effects) 受到照射后数月以后发生的效应

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关于早期效应日本核临界事故 (99.09.30) O氏(17Gy): 意识丧失、呕吐、 腹泻、淋巴细胞数 S氏(10Gy) 20分钟后感觉麻木、 呕吐、腹泻事故发生时的位置图

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关于晚期效应的潜伏期白血病之外的肿瘤 白血病

0 2年 10年

20年

30年

40年

日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化

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辐射

致癌的潜伏期最小潜伏期 中央值白血病 其他癌症 2年 10年 8年 16-24年

最大潜伏期40年 终生

ICRP Publ. 60(1990)

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电离辐射所致生物效应的分类依据效应-剂量关系分类随机性效应 (deterministic effects) (stochastic effects) 无剂量阈值 有剂量阈值 发生几率与剂量 效应的严重程度 成正比 与剂量成正比 严重程度与剂量无关 确定性效应

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确定性效应与随机性效应确定性效应 严 重 程 度

随机性效应 几 率

剂量

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阈值

剂量

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确定性效应急性放射病

定义：人体一次或短时间内分次受到大 剂量照射引起的全身性疾患。 外照射：>1Gy

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急性放射病 症状与剂量的关系:剂量(Gy)0.1 0.5 1.0 1.5 3-5 7-10

症

状

染色体变化 末梢血中淋巴细胞减少 10%的人恶心，呕吐 死亡阈值 LD50/60天(造血器官死亡) LD100/60天(消化器官死亡)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8foi.html