03电离辐射对人体的危害及辐射防护标准

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电离辐对人体的危害及 辐射防护标准主讲： 崔 莹1电离辐对人体的危害 及辐射防护标准核能的开发与利用，给人类带来巨大利益的同时，也伴随着一定的危害。 但是只要采取合适的防护措施，辐射的危害是可以减小和防止的。大量的调查结果表明，原子能工业的事故年平均死亡率及职业病年平均 死亡率远小于一般工业，成为安全记录较好的工业。 原子能工业良好的安全记录，是由于高度重视了安全防护而获得的。21

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用电离辐射与物质相互作用，从某种意义上讲是一种能量的传 递过程，其结果是电离辐射的能量被物质吸收，造成种种辐 射效应，即受照射的物质的性质发生各种变化，其中有物理 的、化学的，当生物体受照时，还有生物学的变化，这就是 辐射的生物学效应。 电离辐射作用于人体，可能造成器官或组织的损伤，因而表 现出各种生物效应。通常所说的辐射损伤就是指电离辐射所引 起的各种生物效应的总称。3第一节 电离辐射对人体的损伤作用电离辐射作用于人体，可能造成器官或组织的损伤，因而表现出各种生 物效应。通常所说的辐射损伤就是指电离辐射所引起的各种生物效应的总 称。 细胞中各种分子的比例 类 别 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 蛋白质 其他有机物 脂类 无机物质 水 比例（相对于DNA分子数） 1 4.4 700 4000 7000 7×104 1.2×10742

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辐射的作用过程10-13秒电离辐射直接作用 物理阶段 生物分子 激发、电离 能量吸收间接作用生物分子周围物质激发、电离 分子内能转移10-10秒物理化学阶段 原初损伤 分子内能转移扩散自由基 与生物分子反应 生物自由基10-6秒激发反应 分子变化 化学阶段 代谢 突变 代谢 生物化学变化 亚显微损伤秒至数年代谢 ：可见损伤生物阶段辐射的作用效果细胞死亡 机体死亡5 辐射的作用效果远期损伤第一节 电离辐射对人体的损伤作用辐射效应出现在受照者本人身上的叫躯体效应，如放射病，辐射诱发 癌症等；出现在受照者后代身上的称为遗传效应。 辐射效应分为随机效应和确定性效应（组织反应）。随机效应的发生不存 在剂量的阈值，其发生的几率与受照剂量的大小有关，如遗传效应及某些 躯体效应（即癌症）。确定性效应（随机效应、组织反应）的发生只有当 受照剂量超过某一阈值时才会发生，也就是说效应的发生时存在剂量阈值 的，其效应的严重程度随受照剂量的大小而异。性细胞的损伤引起的生育 能力的损害、眼晶体损伤引起的白内障等，就是确定性效应。63

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用随机效应的发生不存在剂量的阈值，其发生的几率与受照剂量的大小有关；确定性效应的发生只有当受照剂量超过某一阈值时才会发生， 也就是说效应的发生时存在剂量阈值的，其效应的严重程度随受照剂 量的大小而异。0效应严重程度 剂量D 0 阈值效应发生率P剂量D7随机效应的发生率与剂量的关系确定性效应的严重程度与剂量的关系第一节 电离辐射对人体的损伤作用辐射对人体健康的有害的生物学效应随机效应— 效应发生率取决于剂量， 严重程度与剂量无关，质能通过流行病 学调查才能发现 确定效应— 效应的严重程度取决于剂 量，并存在剂量阈值，能准确判定由辐 射引起 白内障、皮肤的良性损伤、骨髓内血细 非特异性的辐射致癌，即其他物理和化 躯体效应 学物质也能引起相同的效应 育能量减退、血管和结缔组织受损等 遗传效应 各种遗传危害8胞减少造成造血障碍、性细胞受损致生4

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用一.躯体效应按躯体效应发生的早晚，分为急性效应和晚期效应（一）.辐射的急性效应这是受照者一次或短时间接受大剂量照射时所发生的效应。在核企业 的正常运行过程中，或工作人员在遵守操作规程的日常工作中，一般 不会发生这种照射，只是在下述情况下才可能发生： （1）超临界事故 （2）违反操作规程或丢失辐射源的严重事故（如遭受大型60Co辐射源的误照） （3）核爆炸时，距投影点（空爆）一定距离内，无屏蔽情况下的照射 急性效应的类型分三种：一是造血器官（骨髓）损伤型；二是消化系 统（胃肠）损伤型；三是中枢神经（脑）损伤型9第一节 电离辐射对人体的损伤作用全身急性照射可能产生的效应受照剂量（戈）临床症状0-0.25 0.5 1 2无可检出的临床症状。可能无迟发效应 血相有轻度暂时性变化（淋巴细胞和白细胞减少），无其他可查出的临床症状。 但可能有迟发效应，对个体不会发生严重的效应 可产生恶心、疲劳。受照剂量达1.25戈以上时，有20-25％的人可能发生呕吐， 血相有显著变化，可能致轻度急性放射病 受照后24小时内出现恶心及呕吐。经约一周潜伏期后，毛发脱落、厌食、全身虚 弱及其他症状如喉炎、腹泻等。如果既往身体健康或无并发感染者，短期内可望 恢复 受照后几小时内发生恶心、呕吐。潜伏期约一周。二周内毛发脱落、厌食、全身 虚弱体温增高。第三周出现紫斑、口腔及咽部感染。的四周，出现苍白、鼻血、 腹泻，迅速消瘦。50％受照个体可能死亡。存活者6个月内可逐渐恢复 受照者1-2小时内出现恶心、呕吐、腹泻。潜伏期短，的一周末出现腹泻、呕吐、 10 口腔、咽喉发炎，体温增高，迅速消瘦。第二周出现死亡，死亡率可能达100％4 半致死剂量 ≥6 致死剂量5

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用一些生物效应的剂量阈值单次照射剂量阈值/Gy 晶体混浊 0.5～2.0； 100％白内障 5 精子减少 0.15； 永久不育 3.5～6.0 永久性绝育 2.5～6，（卵巢含有100 000个生殖细胞，一旦完 全破坏，就绝育了） 造血机能低下 0.5； 致命性再障 1.5眼睛（X射线照射）男性性腺（睾丸）女性性腺（卵巢）骨髓11第一节 电离辐射对人体的损伤作用受照后皮肤损伤的程度皮肤损伤程度/Gy 射线 软X射线 硬X射线 γ射线 β射线 脱毛 3.00 5.00 7.00 4.00～5.00 红斑 5.00 7.00 10.00 6.00～7.00 水泡 7.50 10.00 15.00 10.00 溃疡坏死 1.00 15.00 20.00 15.00126

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用放射性皮肤损伤与一般烧伤的区别放射皮肤损伤 热烧伤病因射线 细胞破坏，导致营养障碍。蛋白质变性， 有一定的发展过程 三或四 毛囊性丘疹和脱毛是特征，红斑可反复出 现，持续时间长，创伤面炎症反应不强 烈，往往培养出细菌，疼痛严重且持久， 四度可能癌变热辐射 瞬时性，皮肤附属器很少受损害，发 展较快，不伴有明显的分期 三 无次改变，红斑不反复出现，持续时 间短，穿棉炎症反应明显，坏死上皮 细胞多，脓性细胞邵，疼痛较前者 轻，不会癌变 13病理改变分度临床表现第一节 电离辐射对人体的损伤作用（二）.辐射的晚期效应 辐射的晚期效应是指受照后数年所出现的效应。当受急性照射恢复后 或长期接受超容许水平的低剂量照射（内照射或外照射）时，可能发 生晚期效应。晚期效应主要指辐射诱发的癌症、白血病及寿命缩短等。1.癌症：某些组织的恶性过度增生，使患病器官失去功能，病因和发病机制尚不明了 广岛、长崎距原子弹爆心投影点2000米内男女甲状腺癌发生率 剂 量 （戈） >2 0.5-1.99 0-0.49 男 调查人数 740 789 928 性 发生率（％） 4.1 2.5 1.1 1100 1332 1806 女 调查人数 性 发生率（％） 9.1 6.8 2.8142.白血病：造血器官的癌症。白血病的发病率与受照剂量和剂量率有关 3.辐射致寿命缩短：指由辐射而引起的非特异性寿命缩短7

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用二.遗传效应生殖细胞时具有遗传特性的细胞。每个细胞有一个细胞核，核内有特 定数目的染色体。染色体是生物遗传、变异的物质基础，由蛋白质和 脱氧核糖核酸（DNA）所组成。DNA具有修复损伤和复制自己的能力， 许多决定着遗传特性的基因定位在DNA分子的不同区段上。 电离辐射的作用，可造成DNA分子受损伤（如分子单链、双链的断 裂或错误复制）。如果是生殖细胞中的DNA分子受损伤，并把这种 损伤信息传给后代，后代身上就可能出现某种程度的遗传疾患。15第一节 电离辐射对人体的损伤作用三.慢性小剂量照射的特点小剂量：在UNSCEAR（联合国原子辐射效应科学委员会）1993年报告中， 小剂量、低剂量率照射的含义略有变动，该报告将低于0.1mGy/min的剂量 率（对约1h平均，不管总剂量是多大）或小于0.2mGy的剂量（不管剂量率 是多大）看作是低剂量率或小剂量。 慢性小剂量 照射的生物效应主要是远期效应，它也是非特异性的，但潜 伏期更长，发生率更低。常用统计学方法对人数中度的群体进行调查， 或者通过动物试验进行研究。 对于躯体效应，在低剂量、低剂量率照射下，唯一潜在的危险是辐射诱发 癌。恶性肿瘤的发生率随着辐射剂量的增加而增加，但并不全是线性关系168

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素辐射损伤是一个复杂的过程，它与许多因素，如剂量、剂量率、照射 方式、辐射敏感性、集体的生理状态等有关。 （一）物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 1. 辐射剂量 辐射剂量这里就是指吸收剂量，吸收剂量的大小是受照生物体产生生物 效应大小的决定因素。受照剂量在几Gy以下，且剂量率不是太高的情况 下，生物效应的发生率P和吸收剂量D的关系如下：p = aD + bD 2式中，a、b为常数，在低剂量、低剂量率时，线性项aD占主要地位，在 高剂量（1Gy以上），bD2占主要地位。17第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 1. 辐射剂量 根据实际的资料，为了辐射辐射防护的目的，ICRP在第26号出版物中提 出如下假设：在小剂量、低剂量率的情况下，剂量与随机效应的发生率 之间存在着线性无阈的关系，且效应的严重程度与剂量无关。 根据这个假设，即可把一个器官或组织受到的若干次剂量简单地相加在一 起，用以度量它所受到的危险。对随机效应我们主要关心低剂量、低剂量 率的情况，则p = aD18对确定性效应，它的发生是有剂量阈值的，一定条件下的受照剂量必须大 于阈剂量，效应才会发生，而且其严重程度和一定条件下的受照剂量有关9

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 2. 辐射品质 所谓辐射品质，指的是电离辐射授予物质的能量在微观空间分布上的那 些特征，不同种类和不同能量的射线授予物质的能量在微观空间分布上 是不相同的，因而有不同的生物效应。 某一点的辐射品质由品质因数Q来表征，它是辐射防护领域中为了以同一尺 度衡量各种辐射在某点处具有相同吸收剂量时，产生不同程度的有害生物 效应而引进的一个系数。品质因数Q的大小由入射粒子在单位长度路程上沉 积的能量来决定，在单位长度上沉积的能量越大则品质因数Q越大。19第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 3. 辐射剂量率 由于生物体对辐射损伤有着一定的恢复作用，故受照总剂量相同时，小 剂量的分散照射比一次大剂量率的急性照射所造成的辐射损伤要小得多。 例如，若一生（50年）全身均匀照射的累积剂量为2Gy的X射线照射，并 不会发生急性的辐射损伤。如果一次受到剂量为2Gy同样X射线的急性照 射，则可能产生严重的躯体效应，在临床上表现为急性放射性病。因此 急性剂量控制时，应在尽可能低的剂量率水平下分散进行。剂量率越高 则生物效应越大，照射时间间隔越大则生物效应越小。2010

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 在受照条件严格一致的情况下，机体不同的器官、组织或全身某一效 应的时间快慢及严重程度不同，某效应出现快而又相对严重的可称之 为对辐射的敏感性高，反之对辐射的敏感度低 1. 不同生物种系的辐射敏感性在使不同种系的生物死亡50％所需的X、γ射线的吸收剂量值D50生物种系 D50/Gy 人 4.0 猴 6.0 大鼠 7.0 鸡 7.15 龟 15 大肠杆菌 56 病毒 2×10421第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 2. 个体发育不同阶段的辐射敏感性出生前受2Gy剂量的X射线 腹部局部照射（受孕后不同时间给予）造成死胎 和畸形的发生率2211

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 3. 不同细胞、组织或器官的辐射敏感性 不同的细胞具有不同的辐射敏感性，因而，不同组织也具有不同的敏感性。 （1）. 高度敏感 淋巴组织；胸腺；骨髓；胃肠上皮；性腺；胚胎组织 （2）. 中度敏感 感觉器官（角膜、晶状体、结膜）；内皮细胞；皮肤上皮； 唾液腺；肾；肝；肺组织的上皮细胞 （3）. 轻度敏感 中枢神经系统；内分泌腺；心脏 （4）. 不敏感 肌肉组织；软骨和骨组织；结缔组织23第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 4. 受照条件 受照条件包括照射方式、照射面积等。 （1）.照射方式 照射方式分为外照射和内照射 各种不同的辐射按其对人体的危害作用大小排列如下：外照射 内照射n > γ，X > β > αα，p > β，γ，X2412

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第一节 电离辐射对人体的损伤作用四.影响辐射损伤的因素（一）生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 4. 受照条件 （2）. 照射面积 在相同剂量照射下，受照面积愈大，产生的效应也愈大。 以受照剂量为6Gy的X或γ为例，在几平方厘米的面积上照射，仅引起 皮肤暂时变红，不会出现全身症状；受照面积增大到几十平方厘米，就 有恶心、头痛等症状出现，但经过一个时期就会消失；如果受照面积达 到全身的三分之一以上，就有致死的危险。 应尽量避免大剂量的全身照射25第一节 电离辐射对人体的损伤作用五.辐射防护中与个体相关的量（一）当量剂量 在ICRP第60号出版物中把某个器官或组织T受到某一类型的射的当量 剂量（vequivalent dose）HT,R定义为：H T , R = DT , RWR式中，DT,R是辐射R在器官或组织T内产生的平均吸收剂量，WR是R类型 辐射的权重因子，当量剂量的单位为希沃特（Sv），上式当量剂量公式 只限于辐射防护所关心的与长期小剂量慢性照射相应的那个剂量范围使 用，当量计量仅包括了影响辐射生物效应的物理因素。 注意：当量剂量关心的是生物体中一个器官或组织整个受辐射照射后的 整体行为，但有时也需要考虑器官或组织中某一个点的行为，即用剂量 当量（H）表示。2613

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第二节 受照器官或组织的危险度一 性腺 性腺受照后所发生的有害效应可能有辐射致癌，受照本人生育力受损及 后代的遗传效应。由于性腺受辐照后可诱发基因突变和染色体畸变，故 主要考虑辐射的遗传效应。父母一方性腺受照后，最初二代的严重遗传 疾患的危险度取作大约10-2西弗-1 性腺损伤（一次照射） 性腺剂量（戈） 1.5 2.5 5 8 不育程度 生育能力短期下降 1-2年不育 永久性或长期不育 永久不育27第二节 受照器官或组织的危险度一 性腺 性腺受照后所发生的有害效应可能有辐射致癌，受照本人生育力受损及 后代的遗传效应。由于性腺受辐照后可诱发基因突变和染色体畸变，故 主要考虑辐射的遗传效应。父母一方性腺受照后，最初二代的严重遗传 疾患的危险度取作大约10-2西弗-1 危险度：假定随机效应的发生几率与剂量之间的关系是线性无阈的，器 官或组织T内发生随即效应的几率PT与该器官或组织的剂量当量HT有如下 关系：PT = γ T H T式中，γT称为参考人器官或组织T的危险度，它表示与器官或组织单位 剂量当量相应辐射诱发的癌症死亡率或最初二代严重遗传疾患的几率28（反应生物因素的影响因子，现在叫标称概率系数）14

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第二节 受照器官或组织的危险度二 红骨髓 在辐射防护中最关心的是红骨髓受照后能诱发白血病。 红骨髓受照后诱发白血病的危险度可取作2×10-3西弗-1 三 骨 骨中对辐射最敏感的细胞时骨内膜细胞和骨表面的上皮细胞。 骨的恶性肿瘤的危险度取作5×10-4西弗-1 四 肺 不仅内照射能引起肺癌，外照射也能引起肺癌，ICRP估计肺癌的危险度 大致和白血病的危险度相同，取作2×10-3西弗-129第二节 受照器官或组织的危险度五 肺淋巴组织 肺淋巴组织指肺－支气管淋巴结，约占全身淋巴组织的1％。当吸入非 专一性放射性微粒后，有部分放射性微粒滞留于此处，造成淋巴组织的 局部照射。肺的辐射敏感性比淋巴组织高，在吸入非转移性放射性微粒 后，对于肺的危害比淋巴组织更严重。 六 甲状腺 当甲状腺受照后，主要是甲状腺滤泡的上皮细胞受损，多数情况下，整 个腺体的平均剂量基本上和这些细胞的受照剂量相等。总的致死危险度 约为红骨髓危险度的1/4，取作5×10－4西弗－13015

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第二节 受照器官或组织的危险度七 乳腺 达到生育年龄的妇女，其乳腺的辐射敏感性比较高，受照后发生如下乃 的危险度，可能逼辐射诱发白血病的危险度高数倍。为了全体工作人员 防护目的用，发生乳腺癌的危险度取作2.5×10－3西弗－1 八 所有其他组织 ICRP假定：对所有其他组织总辐射致癌的危险度不至于超过5×10－3西 弗－1，并假定对任何单个组织的危险度不会超过上述值的1/5 九 全身均匀照射时随机性效应的总危险度 在全身均匀照射下，辐射诱发癌症的危险度约为取作10－2西弗－1。 在最初二代后裔身上发生的遗传效应的平均危险度，大约为4×10－2西弗－1 在评价全人口的辐射危害时，考虑全部后代的危险度，其值大约为最初二代 31 后裔身上显现遗传效应平均危险度的2倍，即8×10－2西弗－1第三节 人体受到照射的来源人体受到照射的辐射源有两类，即天然辐射源和人工辐射源 一 天然辐射源对人类和环境的影响 天然放射性按其起因分为三类： 1.宇宙辐射，来自宇宙空间的高能粒子流，其中有质子、α粒子、其他 重粒子、中子、电子、光子、介子等； 2.宇生核素，他们主要是由宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的， 如3H、14C、7Be等； 3.原生核素，存在与地壳中的天然放射性核素。3216

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33第三节 人体受到照射的来源天然辐射源所致世界范围内平均辐射剂量照射源 直接电离辐射和光子 中子 外照射 宇生核素 陆地室外照射 陆地室内照射 吸入铀、钍系列 吸入氡及其子体 内照射 吸入钍及其子体 食入40K 食入其他核素 合计 年有效剂量/mSv 平均值 0.28 0.10 0.01 0.07 0.41 0.006 1.15 0.10 0.17 0.12 2.4 0.2～0.8 1～1034典型范围 0.2～1.00.3～0.60.2～1.017

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第三节 人体受到照射的来源中国居民所受天然辐射源剂量与世界范围内平均辐射剂量比较单位： mSv 辐射源 宇宙射线电离成分 外照射 宇宙射线中子成分 陆地γ辐射 氡及其子体 内照射 钍及其子体40K中国 0.26 0.10 0.54 0.92 0.18 0.17 0.17 2.30世界 0.28 0.10 0.48 1.15 0.10 0.17 0.12 2.4035其他核素 合计第三节 人体受到照射的来源二 人工辐射源对人类和环境的影响 人类受到的主要人工辐射源是：医疗照射、核动力生产和核爆炸 1.医疗照射 全世界居民所受电离辐射负担中，来自医疗照射的份额比核能生产及放 射性职业照射高两个量级（世界居民的年人均有效剂量约为0.4mSv）。 2.核试验 大气层核试验是环境中人工辐射源对全球公众产生照射的最主要原因。 放射性落下灰 落下灰：通常是指核爆炸的落下物。它主要是在核爆炸时，有地 面带入空中的物质以及爆炸本身的产物，它由报纸条件（例如在水中、 陆地上或高空中）不同而不同。这其中由核裂变产物，未裂变的核燃料、 弹壳以及被中子活化的其他物质、土壤、岩石和水等。 3.核能生产3618

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第四节 辐射防护的目的、任务与基本原则由于电离辐射对人体由损伤作用，核能和核技术的广泛应用存在着潜在性的 危险，因过量的辐射照射确实会对人体产生危害。一.辐射防护的目的与任务辐射防护的基本任务：保护好环境、保障从事放射工作的人员和公众的 健康与安全、保护他们的后代、促进原子能事业的发展。 辐射防护的目的：是在保证不对伴随辐射照射的有益实践造成过度限制 的情况下为人类提供合适的保护，具体来讲就是防止有害的确定性效应 （非随机效应），并限制随机性效应的发生概率，使他们达到尽可能低 的水平。37第四节 辐射防护的目的、任务与基本原则二.辐射防护体系为了达到辐射防护的目的和任务，辐射防护必须遵守辐射实践的正当化。 辐射防护最优化和限制个人剂量当量三项基本原则，这三项基本原则是 一个完整的体系，需要全面贯彻执行。1.辐射实践的正当性对于任何一项辐射实践，在综合考虑了社会、经济和其他有关因素之 后，经过充分论证，权衡利弊，只有当该项辐射对受照个人或社会所带 来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时，该辐射实践才是正当的。3819

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