電離輻射防護與安全培訓(xùn)危害與防護2015.10月醫(yī)療類

1、輻射危害與防護,山東省環(huán)境保護學(xué)校 張文革 2015. 10 濟南,放射性同位素與射線裝置安全與防護培訓(xùn),輻 射 危 害,輻 射 防護,輻射如何傷害人們的身體？,如何做好輻射防護,主要內(nèi)容,第一部分：輻射危害,主要內(nèi)容輻射的生物損傷電離輻射效應(yīng)類型輻射危害的影響因素,1. 輻射的生物損傷（生物效應(yīng)）,細胞損傷：輻射干擾細胞的正常運轉(zhuǎn)導(dǎo)致細胞

2、 的直接和間接損害。 直接損傷：對DNA分子自身的直接電離。 間接損傷：細胞內(nèi)形成化學(xué)活性高的自由基。,輻射使細胞中水分子電離,,產(chǎn)生化學(xué)活性高的自由基,,自由基導(dǎo)致酶的損傷,,,自由基打斷DNA中的化學(xué)鍵,自由基導(dǎo)致細胞膜的損傷,1. 輻射的生物損傷（續(xù)）,細胞損傷效應(yīng)： 對單個細胞的輻射損傷基本上是源于DNA的損傷。3個主要的損傷結(jié)果： （

3、1）細胞死亡； （2）細胞發(fā)生改變導(dǎo)致非正常的細胞分裂； （3）細胞的遺傳信息被改變。,,損傷效應(yīng)產(chǎn)生的過程和機理,1. 輻射的生物損傷（續(xù)）,細胞修復(fù) 細胞有一個非常有效的修復(fù)機制來恢復(fù)不同介質(zhì)帶來的各種損傷。 細胞的損傷速度越慢，細胞修復(fù)的幾率越高。 如：長時間低劑量輻射（易修復(fù)） 短時間高劑量輻射（不易修復(fù)）

4、 細胞的修復(fù)機制是癌癥患者放療的重要依據(jù)。,2. 電離輻射效應(yīng)類型,按效應(yīng)出現(xiàn)的時間早晚分： 早期效應(yīng)：效應(yīng)發(fā)生在數(shù)天或數(shù)周內(nèi) 晚期效應(yīng)：效應(yīng)需要數(shù)年來形成按效應(yīng)發(fā)生在自身或子代身上分為： 軀體效應(yīng)：受照者本人 遺傳效應(yīng)：影響下一代或隨后的幾代按劑量-效應(yīng)關(guān)系分： 確定性效應(yīng) 隨機性效應(yīng),遺傳效應(yīng)：如果生殖細胞(精子或卵子)受到輻射的損害，使生殖細

5、胞發(fā)生變異，則錯誤的信息將向后代傳遞，有可能直接影響下一代或隨后的幾代。 遺傳效應(yīng)是隨機性效應(yīng)，風(fēng)險遠低于癌癥。 動物試驗研究：受到大劑量輻射后會發(fā)生遺傳效應(yīng)人體受到輻射損害后產(chǎn)生遺傳效應(yīng)未得到確認,后代中的隨機性效應(yīng),確定性效應(yīng)：當照射劑量達到一定水平，輻射導(dǎo)致的死亡細胞達到一定數(shù)量時必然會影響器官或組織的整體功能，導(dǎo)致器官功能喪失，這種輻射損傷稱為確定性效應(yīng)。 臨床表現(xiàn)：乏力、嘔吐、脫發(fā)、牙齦出血、白細胞降低、白內(nèi)障、皮膚

6、紅斑、潰瘍等不同類型的放射病，直至死亡。,2.1 確定性效應(yīng),確定性效應(yīng)的特點： ●損害程度取決于吸收劑量，如皮膚變紅、發(fā)黑、潰爛 ●存在劑量閾值 例如: 白內(nèi)障，皮膚損傷，再生障礙性貧血和不育。,短時間大劑量輻射（意外事故、急性照射）,,身體急性照射效應(yīng)（全身）,事故經(jīng)過: 2001年9月2日凌晨，某施工隊在探傷檢測后，將放射源（192Ir）從儀器中掉出，遺留在工地上。一工作人

7、員在第二天上班時，發(fā)現(xiàn)放射源并拾起,雙手來回玩耍、觀看約20min，然后放入右褲兜；2小時后放入工具箱內(nèi)，并在工具箱邊吃飯、休息，下午下班洗澡時，發(fā)現(xiàn)右大腿有2×2cm的充血性紅斑。當晚入院治療。,丟失探傷機放射源受照事故 2001.9.2,2.1Gy31.2Gy,受照劑量： 全身劑量：1.0Gy±0.5 局部劑量：右大腿皮膚 100Gy

8、 右大腿骨中心 8Gy 左大腿 10～15Gy 手部 10～20Gy 胸部 10～15Gy,+1d,+2d,+4d,

9、+5d,+9d,+20d,+39d,+39d,+27d,+27d,+2d,+5d,+15d,+22d,隨機性效應(yīng)：受照細胞未死亡，這些損害造成細胞變異，細胞的變異比正常細胞更迅速分裂并大幅度增加。如果異常細胞侵害正常組織，最后形成癌癥或遺傳性疾病。 記?。弘S機性效應(yīng)是低劑量下唯一可能發(fā)生的效應(yīng)，即使很小劑量的輻射也可能導(dǎo)致癌癥。,2.2 隨機性效應(yīng),低劑量下唯一可能發(fā)生的效應(yīng),隨機效應(yīng)的特點: ● 損害程度與吸收劑量無關(guān)；

10、 ● 不存在劑量閾值； ● 發(fā)生的機率隨劑量線性增加。 例如: 輻射引致的癌病，遺傳效應(yīng),輻射效應(yīng)總結(jié),輻 射 照 射,,,,急性照射,慢性照射,,早期效應(yīng),,晚期效應(yīng),,,,紅斑,輻射病,不育,,,,癌癥,遺傳效應(yīng),意外事故,公眾場合工作場所,白內(nèi)障,電離輻射的種類吸收劑量劑量率分次照射照射部位和面積照射方式輻射敏感性敏感性：個體差異、年齡,3. 輻射危害的影響因素,電離輻射的種類：由于不同種類的

11、電離輻射與物質(zhì)相互作用的特點不同，其生物效應(yīng)也不同。 吸收劑量：一般劑量越大，生物效應(yīng)越嚴重。 ● 劑量低于1Gy，效應(yīng)不明顯； ● 在1~10Gy之間，劑量與效應(yīng)基本上呈線性關(guān)系 ● 10-100Gy之間，平均生存時間處于一個坪值； ● 劑量超過100Gy時，平均生存時間又隨劑量加 大而縮短。,不同吸收劑量的X、?射線對人體損傷的估計,劑量率：一般情況下

12、，劑量率越高生物效應(yīng)越顯著。這是因為高劑量率的照射使機體對損傷的修復(fù)作用不能充分顯現(xiàn)出來所致。 分次照射：同一劑量的照射，在分次給予的情況下，其生物效應(yīng)低于一次給予的效應(yīng)，分次愈多，各次間隔時間越長，其生物效應(yīng)越小。其原因與機體的代償和修復(fù)過程有關(guān)。,>0.05~0.1Gy/min引起急性放射病,照射方式：內(nèi)、外照射或二者兼有的混合照射作用于機體產(chǎn)生的生物效應(yīng)各不相同。 ● 外照射時，多方向照射 > 單向照射；

13、 ● 內(nèi)照射時，?射線的生物效應(yīng) > ?、?射線； ● 混合照射 > 單一照射的效應(yīng)更顯著。,照射部位與面積： ● 機體受照的部位不同，其損傷的嚴重程度也不同 在同一劑量和劑量率情況下，腹部損傷最重 其次是盆腔、頭頸、胸部和四肢。 ●當照射的其他條件相同時，受照射的面積愈大， 機體出現(xiàn)的損傷效應(yīng)愈顯著。 如200c

14、Gy的輻射：照射幾cm2的皮膚，引起皮膚發(fā)紅； 照射全身，可發(fā)生急性放射病。,● 個體發(fā)育不同階段的敏感性：一般情況下放射敏感性隨發(fā)育過程而逐漸降低。老年人其放射敏感性又高于成年?！?個體敏感性差異：● 人體各種組織的敏感性差異： 高度敏感組織：淋巴、骨髓、性腺、胚胎等； 中度敏感組織：角膜、晶狀體、皮膚上皮、腎

15、、肝等 輕度敏感組織：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟 不敏感組織：肌肉、軟骨和骨組織、結(jié)締組織,輻射敏感性,主要內(nèi)容輻射防護基本原則外照射危害的防護內(nèi)照射危害的防護,第二部分：輻射防護,1. 輻射防護基本原則,所有人都會受到來自天然和人工電離輻射源的照射。人工輻射源的應(yīng)用帶來了許多利益，但是這些源的照射會對人造成損害。如何來保護人們免受不必要的或者過量的電離輻射的照射？,輻射防護體系,輻射源及其產(chǎn)生

16、的人均劑量（UNSCEAR2000年報告）,醫(yī)用X射線檢查的有效劑量（1991-1996）,什么是輻射防護？,輻射防護定義為旨在限制輻射造成的人類損害的科學(xué)與實踐，是一門綜合性學(xué)科，已成為核科學(xué)領(lǐng)域中一個重要分支。,電離輻射,輻射防護的主要目的 （1）防止確定性效應(yīng)； （2）減少隨機性效應(yīng)的發(fā)生幾率； （3）為人們提供必要和適當?shù)姆雷o，以最大限度 地保證人們的輻射安全。,輻射防護的

17、任務(wù) （1）保護從事放射工作者本人和后代以及廣大 公眾乃至全人類的安全，保護好環(huán)境； （2）允許進行那些可能會產(chǎn)生輻射的必要實踐 以造福于人類。,輻射防護的基本原則,,不應(yīng)獨立應(yīng)用三者同等重要,（1）實踐的正當性（2）輻射防護的最優(yōu)化（3）個人劑量限值,采取任何可能接受輻射劑量的行動，都要經(jīng)過事先論證，進行正當性分析。只有在其對個人或者社會產(chǎn)生的

18、利益大于其對健康所致的損害或損傷時，才是可以接受的。否則就不能采取這樣的行動。,前提,利益>風(fēng)險,（1）實踐的正當性——,個人劑量、受照人數(shù)和潛在照射的可能性與大小，在綜合考慮了社會和經(jīng)濟等因素之后，都應(yīng)保持在合理達到的盡可能低的水平。 As Low As Reasonably應(yīng)當為輻射源與裝置提供最好的實際可行的防護和安全措施。,（2）輻射防護最優(yōu)化——,永遠的追求,ALARA,規(guī)定個人劑量限值的目的是為了保證社會

19、的每個成員都不會受到不合理的輻射照射。不適用于醫(yī)療照射和干預(yù)場合。 醫(yī)療照射另行制定了供執(zhí)業(yè)醫(yī)師適用的指導(dǎo)水平。 干預(yù)的劑量限值： ＜50mSv （一般情況） ; ＜100mSv（緊急情況）; 如防止演變成災(zāi)難性情況等 ＜500mSv（搶救生命）。,（3）個人劑量限值——,允許受照劑量的上限,當量劑量與有效劑量限值,16歲

20、周歲以下：不得接受職業(yè)照射。 16歲~18歲學(xué)生：孕婦和喂乳婦女：① 腹部表面＜2mSv （ICRP建議） ② 放射性核素攝入量＜（1/20）ALI,其他職業(yè)照射人員的劑量限值,輻射防護的三個主要原則,輻射防護體系,,,正當性,最優(yōu)化,利益>風(fēng)險,,劑量限值,ALARA,數(shù)值的劑量限值,必須全面貫徹整個放射防護體系三者同等重要，缺一不可。不能單把個人劑量限值當作尺子來用，不考慮實踐的正當 性和防護的最優(yōu)化

21、。,2. 外照射危害的防護,外照射是來自于體外的輻射源造成的照射。輻射類型對外照射危害的影響：外照射危害的來源： ? 放射性物質(zhì) ? 設(shè)備或裝置運行時產(chǎn)生的電離輻射,中子射線 >γ射線 >β射線 >α射線,外照射危害防護基本措施 ? 控制照射時間—— 時間防護 ? 增大與源的距離——距離防護 ? 設(shè)置屏蔽——屏蔽防護 ? 管理控制 ? 實體

22、控制,人體受到照射的累積劑量是隨時間延長而增加的，正比于受照時間。在固定劑量率的放射源下，工作人員受到的總的輻射劑量為： D = R?T （R為劑量率）降低從事放射性工作的時間 降低受到放射性物質(zhì)照射的時間,（1）時間防護,因工作需要進入電離輻射場操作時，為縮短受照時間，操作時務(wù)求熟練、迅速。嚴格遵守規(guī)章制度，應(yīng)避免在電離輻射場中作不必要的逗留。某些場合如搶修設(shè)備和排除事故時

23、，無關(guān)人員要及時離開輻射場，工作人員需在強輻射場內(nèi)進行工作，應(yīng)采用輪流、替換辦法，嚴格限制每個人的操作時間。2min、2.5mSv/h、5組9人,控制受照時間的措施,人體受到照射的劑量率是隨離開源的距離增大而減小的。點源(d>10L)的劑量率和距離之間的關(guān)系如下： R = k/d2 （平方反比定律） 即：距離加倍，劑量率降低到原來的1/4。禁止靠近放射源 使用長

24、柄工具（夾具）來操作等。,（2）距離防護,屏蔽防護，就是在放射源和人員之間放置一種能有效吸收射線的屏蔽材料，從而減弱或消除射線對人體的危害。屏蔽材料的數(shù)量和種類依賴于： ? 輻射的類型和能量； ? 輻射源的活度； ? 屏蔽體外面所允許的輻射劑量率。,（3）屏蔽防護,β射線的屏蔽防護,低能量的β射線：低能量的β射線（如氚發(fā)射的β射線0.019MeV ）很容易被吸收，不需屏蔽。高能量的β射線：高能量的β射線（如32P發(fā)

25、射的β射線1.7MeV ）具有很強的穿透力，與屏蔽材料相互作用產(chǎn)生韌致輻射。 F=3.3×10-4ZEmax (F：轉(zhuǎn)成韌致輻射的比例),0.07MeV,β射線的屏蔽防護,選用的屏蔽材料：內(nèi)層為有機玻璃或鋁 外層鉛包裹操作強β放射源注意： （1）不要用眼睛在近處直接觀察，可透過

26、有機玻璃觀察放射源； （2）不要使手或身體的其他部位直接暴露在輻射場中，要用有機玻璃防護，用長柄躡或坩堝鉗操作放射源。,安全保證D=2Eβ,X、? 射線的屏蔽防護,屏蔽材料：X或?射線的穿透能力較強，一般選用高原子序數(shù)的物質(zhì)（例如混凝土、鉛或鐵）作為屏蔽材料。注意事項：鉛有毒，不容易進行操作，大塊的鉛在沒有很好支撐時會下垂。 混凝土價格便宜，易于處理，但需要較厚的尺寸以達到有效屏蔽。,

27、鉛當量 為了便于比較不同的屏蔽材料對X、γ射線的屏蔽性能，通常把達到與一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的鉛層厚度，稱為該厚度屏蔽材料的鉛當量，單位以mmPb表示。,1mm鉛當量不同材料的厚度,X射線防護材料半值層,幾種γ射線源的半值層 cm,中子射線的屏蔽防護,中子防護的原則： 先對快中子減速，然后對減速了的慢中子捕獲。選用的屏蔽材料： 減速劑：低原子序數(shù)元素是理想的中子減速劑， 因此，含氫豐富的水、塑

28、料和石蠟是通用的中子屏蔽材料。,常用中子屏蔽材料,中子射線的屏蔽防護（續(xù)）,選用的屏蔽材料： 吸收劑：要求在捕獲吸收中子時，放射出來的粒子能量小，而且容易被阻擋、被吸收。因此，鋰、硼、氫是較好的吸收劑。,中子射線的屏蔽防護（續(xù)）,選用的屏蔽材料：常用硼與石臘(或聚乙烯)均勻混合為中子屏蔽材料，也可用水或石臘單獨屏蔽?；炷羶?nèi)含有相當數(shù)量的氫，對中子和γ射線都有較好的防護能力，是工程中常用的材料。注意事項：中子捕獲反應(yīng)可能產(chǎn)生高能

29、量的γ射線，必須考慮對其γ射線的屏蔽。,Fe-586MeV,推薦的屏蔽材料小結(jié),任何電離輻射與空氣相互作用，會產(chǎn)生某些有害的氣體，例如臭氧、氮氧化物。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。除了注意外照射的輻射防護，還須采取相應(yīng)的其它措施(如通風(fēng))，用以防止內(nèi)照射、有害氣體及其它有害因素對人體的損害。,（3）屏蔽防護（續(xù)）,管理控制是防止或減少外照射危害的方法之一 ? 對工作

30、區(qū)域進行分區(qū)：控制區(qū)和監(jiān)督區(qū) ? 每個分區(qū)要放置明顯的標志 ? 對工作人員和管理者進行放射防護培訓(xùn) ? 工作程序要綜合考慮時間、距離和屏蔽 ? 輻射安全審核制度 ? 對個人劑量和工作場所劑量建立調(diào)查水平,（4）管理控制,根據(jù)年劑量率進行分區(qū) μSv/h,電離輻射標志,電離輻射警告標志,IAEA新的警告標志（Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類放射源）,應(yīng)該在工作場所設(shè)置實體控制，即實體屏障 ?

31、 聯(lián)鎖裝置 ? 固定屏蔽 ? 遠程操作 ? 定時器,（5）實體控制,鉛當量圍裙鉛手套甲狀腺隔離罩鉛眼鏡,（6）個人防護用具的配備與應(yīng)用,鉛圍裙,,管電壓在100kV以下，鉛當量不得少于0.25mm100kV以上，鉛當量不得少于0.35mm。介入放射學(xué)工作人員必須使用0.5mm鉛當量圍裙。,在介入放射學(xué)中，存在高劑量照射的可能，這些專科醫(yī)務(wù)工作人員，即放射科醫(yī)師、心臟病專家及神經(jīng)放射醫(yī)師等，必須采取甲狀腺防護措

32、施 。,甲狀腺的防護,74,一些介入放射治療操作過程中，介入科醫(yī)師的眼睛晶狀體受照劑量接近、甚至可能超過150mSv/a（國家標準的劑量限值）。,鉛眼鏡,在這種情況下必須戴上鉛眼鏡或者面罩，包括側(cè)面防護。,0.25~0.5mm 鉛當量手套能夠在需要接近 x射線束邊緣進行操作時對工作人員進行良好的防護。然而，這樣的手套使得工作人員操作不夠靈活，在需要進行精細操作時就不適用了。,鉛手套,輕的鉛手套與外科手套相似，在介入治療中也有一定防護作用

33、。然而，它只能在低管電壓的情況下使用（在60kV以下，有10~30 % 衰減作用）。,（7）個人劑量監(jiān)測 個人劑量監(jiān)測： （1）控制區(qū)：職業(yè)照射劑量>5mSv/a，必須進行 （2）監(jiān)督區(qū)：職業(yè)照射劑量在1~5mSv/a，盡可能進行 （3）其 他： ＜＝ 5mSv/a，可以不監(jiān)測,每個劑量計只能供專人使用。,個人劑量監(jiān)測設(shè)備,工作人員在控制區(qū)工作時必須佩戴個人劑量計。 劑量計應(yīng)當佩戴在軀干

34、上半身前部，即肩膀與腰部之間，通常在鉛圍裙內(nèi)面。,3. 內(nèi)照射危害的防護,當放射性物質(zhì)進入體內(nèi)后，就存在內(nèi)照射危害。 持續(xù)照射組織器官、直接接觸到身體組織內(nèi)照射危害的來源： ? 非密封源：放射性示蹤、放射性藥物等 ? 事故時的密封源,200Bq的239钚導(dǎo)致100mSv,放射性物質(zhì)進入體內(nèi)的途徑 ? 吸入放射性氣溶膠 ? 通過口腔食入 ? 通過皮膚吸收 ? 通過

35、敞開的傷口進入,輻射類型對內(nèi)照射危害的影響：,α射線> β射線 >γ射線,取決于射程,年攝入量限值A(chǔ)LI ? 一個年攝入量限值定義為放射性核素的Bq數(shù)， 這個數(shù)量的核素產(chǎn)生的待積有效劑量等于劑量限值。 ? L：年有效劑量限值，目前為20mSv h：劑量系數(shù)，吸入1Bq核素所導(dǎo)致的有效劑量。,ALI = L / h,內(nèi)照射防護的基本原則 制定各種規(guī)章制度

36、，采取各種有效措施，阻斷放射性物質(zhì)進入人體的各種途徑，在最優(yōu)化原則的范圍內(nèi)，使攝入量減少到盡可能低的水平。內(nèi)照射危害防護基本措施 ? 操作放射性物質(zhì)最小化 ? 管理控制 ? 實體控制,在所有處理放射性核素的過程中，應(yīng)按照ALARA原則，將放射性活度降到盡可能低的水平。達到同樣的應(yīng)用目的，要選擇毒性最低的放射性核素，并將使用量控制在需要量的最小值。,（1）放射性物質(zhì)的最小化,管理控制是預(yù)防或減少內(nèi)照射危害

37、的方法之一 ? 對工作區(qū)域進行分區(qū)：控制區(qū)和監(jiān)督區(qū) ? 每個分區(qū)要放置明顯的標志 ? 對工作人員和管理者進行放射防護培訓(xùn) ? 工作程序和實體控制相結(jié)合 ? 局部規(guī)章限制進入和工作條件要求穿防護服和戴面具 ? 對每個區(qū)域的放射源臺賬進行檢查； ? 放射安全審管體系，包括工作場所和設(shè)備的安全評價； ? 對個人劑量和工作場所劑量建立調(diào)查水平,（2）管理控制,根據(jù)表面污染和空氣污染水平分區(qū),DL：

38、表面污染的導(dǎo)出限值，Bq/cm2DAC：導(dǎo)出空氣濃度， Bq/cm3,? 按照內(nèi)照射危害的水平對工作場所進行分區(qū),應(yīng)該在工作場所采用實體控制來包容放射性物質(zhì)防止放射性物質(zhì)的擴散 ? 防灑托盤（簡單的包容系統(tǒng)） ? 通風(fēng)櫥 （低水平包容系統(tǒng)） ? 手套箱 （包容系統(tǒng)，有機玻璃制成，操作α或β源） ? 屏蔽室 （包容系統(tǒng)，厚鉛玻璃屏蔽窗，操作高劑量率γ源） ? 聯(lián)鎖裝置,（3）實體控制,? 實驗室設(shè)計要求

39、：,對地面的要求,非滲透材料耐洗耐化學(xué)腐蝕要有墻的下裙 密封所有的接縫粘附在地板上,不可使用地毯,,,因為相當重的鉛制的屏蔽物可能放到工作臺上，故需要加固。,對工作臺的要求,要在工作臺的表面覆蓋有吸水收性的紙,通風(fēng)櫥,在上下拉框處于正常工作狀態(tài)下，通風(fēng)櫥的空氣處理能力應(yīng)當使得線形層面的速度在0.5~1.0米/秒之間；,通風(fēng)廚必須由光滑的、非滲透的、可清洗的，并且耐化學(xué)試劑的材料制造；,工作臺的表面邊緣要稍微隆起，以容納任何