放射卫生学：第二章 放射防护的目的和应遵守的三原则.ppt

第二章第二章 放射防护的目的和放射防护的目的和 应遵守的三原则应遵守的三原则1.为什么要进行放射防护？2.放射防护的依据是什么？3.放射防护的目的是什么？4.放射防护的基本原则是什么？重点：1.放射防护的目的 2.放射防护的三原则第一节第一节 放射防护的依据和目的放射防护的依据和目的l放射防护（radiological protection）与辐射防护（radiation protection）是研究保护人类（可指全人类、其中一部分或个体成员以及他们的后代）免受或尽量少受电离辐射危害的应用性学科有时亦指用于保护人类免受或尽量少受电离辐射危害的要求、措施、手段和方法 l变化（change）是指辐射照射引起的轻微的效应，可能有害，也可能无害；l损伤（damage）指辐射照射引起的某种程度的有害变化；l损害（harm）指辐射照射引起的临床上可观察到的有害效应；l危害（detriment）为辐射照射所致受照人群及其后代损害（健康方面的损伤和其他效应）的数学期望值一、放射防护的生物学依据一、放射防护的生物学依据 1、早期的几个典型放射损伤实例、早期的几个典型放射损伤实例 ① 1895 ① 1895年伦琴发现年伦琴发现X X线后一位线后一位X X线机制造者的手出现了线机制造者的手出现了 放射性皮炎；放射性皮炎； ② 1896 ② 1896年贝克勒尔研究年贝克勒尔研究X X线和硫酸铀酰钾盐发光作用线和硫酸铀酰钾盐发光作用 时出现了放射性皮炎；时出现了放射性皮炎； ③ ③ 长期接触放射线的居里夫人最终死于白血病；长期接触放射线的居里夫人最终死于白血病； ④ 20 ④ 20世纪世纪2020年代用镭涂表盘的作夜光表的女工死于年代用镭涂表盘的作夜光表的女工死于 贫血和骨肉瘤。

贫血和骨肉瘤2、、电离辐射诱发的生物效应电离辐射诱发的生物效应 躯体效应躯体效应 按发生范围按发生范围 遗传效应遗传效应 近期效应近期效应 按发生时间按发生时间 远期效应远期效应 随机性效应随机性效应 按发生规律按发生规律 确定性效应确定性效应（一（一））随机性效应随机性效应 1、、随机性效应随机性效应( Stochastic effects ) 发发生生概概率率(而而非非严严重重程程度度)随随剂剂量量增增加加而而增增加加，，效效应应与与剂剂量量呈呈线线性性关关系系，，不不存存在在阈阈值值。

主主要要的的随随机机效效应应是癌症和严重的遗传效应是癌症和严重的遗传效应 2、随机性效应的发生机理、随机性效应的发生机理 正正常常细细胞胞中中因因电电离离辐辐射射事事件件改改变变了了细细胞胞，，从从而引起的躯体或遗传效应而引起的躯体或遗传效应 一一个个改改变变了了的的躯躯体体细细胞胞可可能能仍仍保保持持着着繁繁殖殖能能力力，，但但可可能能造造成成一一个个改改变变了了的的细细胞胞克克隆隆，，它它们们最最终可能会导致癌变终可能会导致癌变 性性腺腺中中一一个个改改变变了了的的生生殖殖细细胞胞，，具具备备着着传传递递信信息息给给受受照照者者的的后后代代的的功功能能，，可可能能传传递递了了错错误误的的遗传信息，从而引起对某些后代的严重损害遗传信息，从而引起对某些后代的严重损害3、随机性效应发生概率与剂量间的关系、随机性效应发生概率与剂量间的关系 1) 1)大剂量与小剂量的界定大剂量与小剂量的界定 对于低对于低LETLET辐射而言：辐射而言： < 0.2 < 0.2GyGy 为小剂量为小剂量; ; > 2 > 2GyGy 为大剂量为大剂量; ; 2Gy2Gy > > D D > > 0.20.2GyGy 为中等剂量为中等剂量; ; < 0.05 < 0.05mGymGy/min /min 为低剂量率为低剂量率; ; > 0.05 > 0.05GyGy/min /min 为高剂量率为高剂量率; ; 0.05mGy0.05mGy /min /min > > D D > > 0.050.05GyGy /min /min 为中剂量率。

为中剂量率 2) 随机性效应发生概率与剂量的关系式随机性效应发生概率与剂量的关系式 E=aD+bD2 式中：式中： E E 代表危险概率；代表危险概率； D D 代表剂量；代表剂量； a、、b为危险概为危险概 率常数。

率常数3）） 小剂量低剂量率条件下随机性效应小剂量低剂量率条件下随机性效应 的发生概率的发生概率 E= α D D 式中：式中： E E 代表危险概率；代表危险概率； D D 代表剂量；代表剂量； α 为危险概率常数。

为危险概率常数l剂量与效应关系简化的假设：对随机效应而言，在放射防护工作中，通常所遇到的照射条件和剂量范围内，剂量与某一效应的发生概率之间存在着线性无阈的关系E=αDl当某种有害健康的效应发生概率与辐射剂量成正比时，其比例因子称为危险度或危险系数l危险系数只适用于符合线性假说的随机性效应l实际上危险系数是指单位剂量照射引起的危险，通常以接受1Sv(或1Gy）照射后每百万人口中每年或终生的超额发生例数表示， 例数·a·10－6Svl危险系数概念的提出，使辐射危害评价得以实现定量、相加和对比，以便为选定辐射防护剂量限值提供生物学依据，是评价辐射对健康危害的重要参数4、危险概率系数、危险概率系数 1）危险概率系数的理论研究危险概率系数的理论研究 ① ① 理论推导理论推导 E=αD+βD2 研究发现研究发现当当 D=1Gy D=1Gy 时时α=β，， 于是有于是有 E=α D +βD 2= 2αD 而在小剂量条件下而在小剂量条件下 E=αD 2α α= 2 ② ② 辐射流行病调查辐射流行病调查 根据对日本原子弹受害幸存者的观察资根据对日本原子弹受害幸存者的观察资料，料， 在那些接受低于在那些接受低于0.50.5GyGy剂量照射的幸存剂量照射的幸存者中，每１者中，每１SvSv引起白血病的危险概率是接受引起白血病的危险概率是接受1-21-2GyGy剂量照射引起相同疾病的危险概率的剂量照射引起相同疾病的危险概率的１／２。

１／２ 即即: : E E低低＝１／２＝１／２E E高高 ③ ③ 对大剂量下危险概率系数的修正对大剂量下危险概率系数的修正 在在6060号号出出版版物物中中认认为为：：由由人人类类辐辐射射流流行行病病学学调调查查中中得得到到的的因因辐辐射射诱诱发发癌癌危危险险概概率率的的估估计计值值，， 通通常常是是由由在在较较短短时时间间内内接接受受高高剂剂量量照照射射推推导导出出来来的的而而要要把把这这些些估估计计值值应应用用于于小小剂剂量量、、 低低剂剂量量照照射射时时 ，，考考虑虑到到ＤＤＮＮＡＡ修修复复因因素素，， 需需要要引引入入的的重重要要因因子子之之 一一是是剂剂量量和和剂剂量量率率有有效效因因子子（（DDREFDDREF） 在低在低LETLET照射情况下，建照射情况下，建议取取DDREFDDREF值为２ 2）小剂量下的危险概率系数）小剂量下的危险概率系数 相同的吸收剂量未必产生同样程度的生物效应相同的吸收剂量未必产生同样程度的生物效应因为生物效应受到辐射类型、因为生物效应受到辐射类型、 剂量与剂量率大小、剂量与剂量率大小、生物种类、照射条件和个体生理差异等因素的影响。

生物种类、照射条件和个体生理差异等因素的影响用中子和用中子和γγ射线分别照射同一组织，射线分别照射同一组织， 如果吸收剂量如果吸收剂量都是１都是１GyGy，， 它们对组织产生的生物效应的严重程度它们对组织产生的生物效应的严重程度和发生几率是不同的和发生几率是不同的 为了比较不同的种类照射引为了比较不同的种类照射引起的有害效应，在放射防护中引进了一些系数，起的有害效应，在放射防护中引进了一些系数， 当当吸收剂量乘上这些修正系数后，吸收剂量乘上这些修正系数后， 就可以用同一尺度就可以用同一尺度来比较不同类型辐射照射所造成的生物效应的严重来比较不同类型辐射照射所造成的生物效应的严重程度或发生几率程度或发生几率 我们把乘上了适当的修正系数后我们把乘上了适当的修正系数后的吸收剂量称为当量剂量，记为Ｈ的吸收剂量称为当量剂量，记为ＨT T胚胎或胎儿在子宫内受照射的胚胎或胎儿在子宫内受照射的 辐射危险辐射危险（二）、确定性效应（二）、确定性效应 1、、确定性效应确定性效应( Deterministic effects ) 确定性效应是发生概率和严重程确定性效应是发生概率和严重程 度都随着剂量而改变的效应，这种效度都随着剂量而改变的效应，这种效 应存在某一剂量阈值。

应存在某一剂量阈值 主要的确定性效应是皮肤损伤、主要的确定性效应是皮肤损伤、 眼晶体白内障、再生障碍贫血和不育眼晶体白内障、再生障碍贫血和不育 2、确定性效应的发生机理是：、确定性效应的发生机理是： 电电离离辐辐射射使使一一个个器器官官或或组组织织内内有有足足够够的的细细胞胞被被杀杀死死或或不不能能繁繁殖殖和和发发挥挥正正常常的的功功能能，，从从而而引引起起器器官官的功能障碍的功能障碍3、确定性效应的发生概率、确定性效应的发生概率 确定确定性效应发性效应发生概率与生概率与剂量之间剂量之间的关系呈的关系呈 S S 形4、确定性效应的、确定性效应的阈值阈值（阈剂量）（阈剂量）（三）（三）随机性效应、确定性效应小结随机性效应、确定性效应小结 随机性效应随机性效应 确定性效应确定性效应 发生概率随剂量改变发生概率随剂量改变 发生概率随生概率随剂量改量改变 严重程度不随剂量改变严重程度不随剂量改变 严重程度随重程度随剂量改量改变 不存在阈值不存在阈值 存在存在剂量量阈值  二、辐射防护的目的二、辐射防护的目的 避免避免发生有害的确定性效发生有害的确定性效应，并把随机性效应的发生应，并把随机性效应的发生概率概率限制限制到可接受水平。

到可接受水平第二节第二节 放射防护三原则放射防护三原则• 辐射实践的正当化；辐射实践的正当化；• 放射防护的最优化；放射防护的最优化；• 个人剂量限值个人剂量限值一、实践的正当化原则一、实践的正当化原则（（ Justification of practices ）） 实践的正当化实践的正当化定义定义 : 由实践获得的净利益远远超由实践获得的净利益远远超 过付出的代价，称为实践正当化过付出的代价，称为实践正当化  二、防护的最优化原则（二、防护的最优化原则（ＡＬＡＲＡＡＬＡＲＡ）） 防护的最优化防护的最优化定义：定义： 在考虑到经济和社会因素之在考虑到经济和社会因素之 后一切辐射都应当保持在可合理后一切辐射都应当保持在可合理 达到的尽可能低的水平达到的尽可能低的水平As LowAs Low As Reasonably Achievable. As Reasonably Achievable.））三、个人剂量限值三、个人剂量限值（（Dose limitsDose limits）） 个人剂量限值个人剂量限值定义：定义： 个人在任何一年受到的外照射所产个人在任何一年受到的外照射所产生的有效剂量与在这一年内摄入的放射生的有效剂量与在这一年内摄入的放射性核素所产生的待积有效剂量两者之和性核素所产生的待积有效剂量两者之和的限值。

的限值个人剂量限值是不允许接受的个人剂量限值是不允许接受的剂量的下限剂量的下限 四、放射防护三原则三者之间的关系是：四、放射防护三原则三者之间的关系是： 实践的正当化是最优化的实践的正当化是最优化的前提前提；； 个人剂量限值是最优化的个人剂量限值是最优化的约束条件约束条件；； 最优化是辐射防护的最优化是辐射防护的核心核心五、最优化的约束五、最优化的约束 对一项实践中的任一特定源，个人剂量对一项实践中的任一特定源，个人剂量的大小、受照的人数、以及在不是肯定受到的大小、受照的人数、以及在不是肯定受到照射的情况下其发生的可能程度，在考虑了照射的情况下其发生的可能程度，在考虑了经济和社会因素后，应当全部保持在可以合经济和社会因素后，应当全部保持在可以合理做到的尽量低的程度。

这一程度应当受到理做到的尽量低的程度这一程度应当受到限制个人剂量的约束，对限制个人剂量的约束，对潜在的照射潜在的照射则应受则应受到限制个人危险的约束到限制个人危险的约束六、最优化的依据六、最优化的依据 剂量约束值！剂量约束值！ 1、、对职业照射对职业照射 剂量约束值是一种与受控源相剂量约束值是一种与受控源相 关的关的 个人剂量数值，是限制最优个人剂量数值，是限制最优 化过程中所考虑的剂量选择范围化过程中所考虑的剂量选择范围 2、、对公众对公众 剂量约束值是公众成员由受控源剂量约束值是公众成员由受控源计划运行中受到年照射剂量的上限，计划运行中受到年照射剂量的上限，它等于任何它等于任何关键人群组关键人群组在受控源运行在受控源运行过程中经过所有途径接受的年照射剂过程中经过所有途径接受的年照射剂量之和 3、对、对医疗照射医疗照射 辐射剂量约束值被视为辐射剂量约束值被视为医疗医疗照射的指导水平照射的指导水平第三节第三节 放射防护三原则的应用放射防护三原则的应用• 最优化的过程最优化的过程• 最优化的方法最优化的方法• 最优化计划实施方案最优化计划实施方案• 放射防护三原则在医疗照射中放射防护三原则在医疗照射中 的应用的应用（一）最优化过程（一）最优化过程 放射防护最优化过程大体可以分为六个阶段：放射防护最优化过程大体可以分为六个阶段： ① ① 初步评审阶段；初步评审阶段； ②② 评价和建议阶段；评价和建议阶段； ③③ 决策阶段；决策阶段； ④ ④ 基础数据鉴别阶段；基础数据鉴别阶段； ⑤ ⑤ 可合理做到尽可能低水平的定期评审阶段；可合理做到尽可能低水平的定期评审阶段； ⑥ ⑥ 反馈阶段。

反馈阶段（二）最优化方法（二）最优化方法 1、代价利益分析法：代价利益分析法： B=V-(P+X+Y) 式中：式中： B ：：净利益；净利益； V ：：毛利益；毛利益； P ：：基本的生产代价；基本的生产代价； X ：：防护代价；防护代价； Y：：危害代价危害代价2、图解法、图解法（三）最优化计划实施方案（三）最优化计划实施方案1、建立防护组织、建立防护组织2、建立完整的防护档案、建立完整的防护档案3、员工上岗前防护培训计划、员工上岗前防护培训计划4、防护设施的设计、防护设施的设计5、控制职业照射水平、控制职业照射水平6、控制公众受照剂量、控制公众受照剂量7、制订事故应急行动计划、制订事故应急行动计划（四）三原则在医疗照射中应用（四）三原则在医疗照射中应用 1、核医学诊断或治疗的正当化、核医学诊断或治疗的正当化 医生认为采用核医学诊断或治疗方法医生认为采用核医学诊断或治疗方法会对患者带来净利益，那么这种专业上的会对患者带来净利益，那么这种专业上的判断就构成了使患者接受这种照射的正当判断就构成了使患者接受这种照射的正当化理由。

化理由 医生应当考虑：还有没有其他可供选医生应当考虑：还有没有其他可供选择的诊断或治疗方法择的诊断或治疗方法?这些方法各自的效这些方法各自的效能和伴随的危能和伴随的危 险是什么险是什么?2、核医学诊断或治疗的最优化、核医学诊断或治疗的最优化 1 1）在核医学诊断和治疗最优化过程需要）在核医学诊断和治疗最优化过程需要 考虑的因素还有：考虑的因素还有： ① ① 诊断或治疗程序本身的最优化诊断或治疗程序本身的最优化 ② ② 获得的放射性药物的最佳质量获得的放射性药物的最佳质量 ③ ③ 使用可靠设备使用可靠设备 ④ ④ 可能使用增进信噪比的程度可能使用增进信噪比的程度2）核医学诊断或治疗的最优化）核医学诊断或治疗的最优化３、在核医学诊断或治疗过程应用放射防３、在核医学诊断或治疗过程应用放射防护原则时必须注意下列几个问题：护原则时必须注意下列几个问题： ① ① 给病人远远大于最适活度的药物，以增给病人远远大于最适活度的药物，以增 进获得的诊断信息质量；进获得的诊断信息质量； ② ② 为了限制给予的活度而给予低于最适活为了限制给予的活度而给予低于最适活 度量；度量； ③ ③ 要防止或避免在获取信息时遭到失败；要防止或避免在获取信息时遭到失败； ④④ 核医学检测设备程序中的微小失误也许核医学检测设备程序中的微小失误也许 会使全部检查失去效用。

会使全部检查失去效用  辐射权重因子定义：辐射权重因子定义： 为辐射防护的目的，对吸收为辐射防护的目的，对吸收剂量乘以的因子，用以考虑不同剂量乘以的因子，用以考虑不同类型辐射的相对危害效应类型辐射的相对危害效应 两只双胞胎雄性狗，它们的体质状况完全相同并互为对照，一只狗受到γ射线全身照射的吸收剂量为12Gy，而另一只狗受到中子（能量100keV)全身照射的吸收剂量也为12Gy，从表面观察两只狗的吸收剂量相同 临床表现（1）受照射后2只狗均出现呕吐和腹泻，但受到中子照射的狗临床症状出现更早，并伴有皮肤出血点和便血 （2）2只狗均诊断为急性放射病，受到中子照射的狗经抢救无效死亡，而γ射线照射的狗存活问题：为什么吸收剂量相同但产生的生物效应不同呢？ 阈值（阈剂量）：阈值（阈剂量）： 引起一种特异效应所需要的剂引起一种特异效应所需要的剂量  关键人群组关键人群组 对于某一给定的辐射源和给定的对于某一给定的辐射源和给定的照射途径，受照相当均匀、并能代照射途径，受照相当均匀、并能代表因该给定辐射源和给定照射途径表因该给定辐射源和给定照射途径所受有效剂量或当量剂量最高的个所受有效剂量或当量剂量最高的个人的一组公众成员。

人的一组公众成员 医疗照射医疗照射：： 患者（包括不一定患病的受检者）患者（包括不一定患病的受检者）因自身医疗诊断或治疗所受到的照射、因自身医疗诊断或治疗所受到的照射、知情但自愿帮助和安慰患者的人员知情但自愿帮助和安慰患者的人员（不包括施行诊断治疗的职业医师和（不包括施行诊断治疗的职业医师和医技人员）所受的照，以及生物医学医技人员）所受的照，以及生物医学研究计划中的志愿者所受的照射研究计划中的志愿者所受的照射 集体有效剂量的定义：集体有效剂量的定义： 对一个给定的辐射源受照群对一个给定的辐射源受照群体所受到的总有效剂量体所受到的总有效剂量 剂量约束值剂量约束值 对源可能造成的个人剂量预先确对源可能造成的个人剂量预先确定的一种限制，它是源相关的，被用定的一种限制，它是源相关的，被用作对所考虑的源进行防护和安全最优作对所考虑的源进行防护和安全最优化时的约束条件化时的约束条件 对每个源的剂量约束应保证关键对每个源的剂量约束应保证关键人群组所受的来自所有受控源的剂量人群组所受的来自所有受控源的剂量之和保持在剂量限值以内。

之和保持在剂量限值以内 医疗照射指导水平医疗照射指导水平 （（ guidance level for medical exposure）） 医疗业务部门选定并取得审管部门认医疗业务部门选定并取得审管部门认可的剂量、剂量率或活度值，用以表明可的剂量、剂量率或活度值，用以表明一种参考水平，高于该水平时则应由执一种参考水平，高于该水平时则应由执业医师进行评价，以决定在考虑了特定业医师进行评价，以决定在考虑了特定情况并运用了可靠的临床判断是否有必情况并运用了可靠的临床判断是否有必要超过此水平要超过此水平 潜在照射潜在照射 potential exposurepotential exposure 有一定把握预期不会受到但可能有一定把握预期不会受到但可能会因源的事故或某种具有偶然性质会因源的事故或某种具有偶然性质的事件或事件序列（包括设备故障的事件或事件序列（包括设备故障和操作错误）所引起的照射和操作错误）所引起的照射 睾丸睾丸 睾丸能无限期耐受睾丸能无限期耐受0.3- 0.4Sv0.3- 0.4Sv／／a a 的的职业性照射。

性照射 睾睾丸丸在在一一次次短短暂暂时时间间内内受受到到 0.20.2ＳＳv v剂剂量量照照射射，，就就可可能能引引起起精精子子计计数的短暂降低数的短暂降低 卵巢卵巢 双双侧侧卵卵巢巢受受到到急急性性的的超超过过 0.65-1.50.65-1.5GyGy剂剂量照射时，量照射时， 很快就可能引起生育力障碍；很快就可能引起生育力障碍； 当当剂剂量量低低于于２２－－３３GyGy时时，，能能有有大大量量未未成成熟熟的的卵卵母母细细胞胞存存活活，，从从而而能能使使生生育育力力最最终终得得到到恢复；恢复； 低低LETLET辐辐射射对对卵卵巢巢进进行行多多次次或或长长期期照照射射照照射射引引起起不不育育的的总总当当量量剂剂量量为为2.5-6.02.5-6.0SvSv，，年年剂剂量率阈剂量为量率阈剂量为0.20.2SvSv/a/a 眼晶体眼晶体 低低LETLET辐辐射射急急性性照照射射约约1 1GyGy时时，，几几分分钟钟内内可检出细胞异常；可检出细胞异常； 单单次次受受照照可可检检出出晶晶体体混混浊浊阈阈剂剂量量：：0.5-2.00.5-2.0SvSv; ;可检出白内障阈剂量：可检出白内障阈剂量：5.0 5.0 SvSv; ; 多多次次受受照照出出现现晶晶体体混混浊浊阈阈剂剂量量：：5 5SvSv; ;出出现白内障阈剂量：现白内障阈剂量：8 8SvSv。

因晶体不含血管，中子易诱发白内障因晶体不含血管，中子易诱发白内障 骨髓骨髓 骨骨髓髓细细胞胞有有再再生生和和再再殖殖能能力力，， 所所以以在在低低水水平平职职业业性性照照射射条条件件下下，，致致死死性性造造血血枯枯竭竭的剂量阈值估计将超过的剂量阈值估计将超过1 1GyGy／／a a 单单次次照照射射和和每每年年多多次次分分次次低低迁迁延延性性照照射射引引起起骨骨髓髓造造血血功功能能低低下下估估计计的的总总当当量量剂剂量量和和年剂量率分别为年剂量率分别为0.50.5SvSv和和0.40.4SvSv/a/a 皮肤皮肤 ＸＸ射射线线或或γγ射射线线使使人人体体皮皮肤肤的的1010cmcm2 2照照射射野野产产生生红红斑斑的的剂剂量量阈阈值值取取决决于于照照射射次次数数和和照照射射的的时时间间长长短短单单次次短短暂暂照照射射是是为为6-86-8GyGy; ;多多次次长长期期照照射射时时为为3030GyGy 导导致致暂暂时时脱脱毛毛的的剂剂量量阈阈值值，，单单次次短短暂暂时时间间照照射射为为3-53-5GyGy；；导导致致永永久久脱脱毛毛阈阈剂剂量量单单次次照照射射为为7 7GyGy；；在数周内分次照射时约为在数周内分次照射时约为50-6050-60GyGy。

受受低低LET职职业业照照射射，，当当累累计计剂剂量量达达到到10-30Gy时，显微镜下可观察到真皮血管优亚临床变化时，显微镜下可观察到真皮血管优亚临床变化 思考题1.试述影响辐射损伤的因素及其与辐射防护的关系2.何谓随机性效应与确定性效应？3.完整叙述放射防护目的和放射防护应遵守的三项基本原则。