第二章 辐射对人体健康的影响

第二章 辐射对人体健康的影响,射线对人体的作用,根据目前的认识，大致可分为两类有益的：人类生存条件之一，天然辐射提高免疫力、刺激作用。有害的：大剂量照射时，可能得各种放射病；小剂量照射时，有三个大家关心的问题：遗传、致癌、寿命。根据目前所掌握的知识来看，这些影响可忽略，可被接受。射线对人体作用时，有三种生化指标可能会发生变化 白血球、血小板、染色体。,(1) 外照射：是指辐射源位于人体外对人体造成的辐射照射，包括均匀全身照射、局部受照。(2) 内照射：存在于人体内的放 射性核素对人体造成的辐射照射称为内照射。(3) 放射性核素的体表沾染：是指放射性核素沾染于人体表面(皮肤或粘膜)。沾染的放射性核素对沾染局部构成外照射源，同时尚可经过体表吸收进入血液构成体内照射。,辐射作用人体的方式,1 概述,1.1 辐射进入人体的途径： 呼吸系统 消化系统 循环系统,1.2 辐射与细胞的相互作用,一切有生命的生物和有机体都是由细胞组成的；细胞构成了人体的各种器官和组织。细胞的基本成分是细胞核、细胞质和细胞膜。细胞核包含有染色体，人类的细胞通常含有46条染色体。染色体是由基因构成的细小线状结构。基因由脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质分子组成，而且带有决定子体细胞特性的信息。,细胞主要由水组成的。核辐射在水中的电离将使分子发生变化并会形成对染色体有害的化学物质。细胞早期死亡；阻止细胞分裂或延迟细胞分裂等；细胞永久性的变形，一直可持续到子代细胞。,1.3 几种电离辐射的相对危害性,核辐射的穿透能力,核辐射的穿透力,1.3.1 粒子的相对危害性,粒子外照射：质量大，电荷多，在物质中的射程很短。能量最大的粒子在空气中的射程只有几厘米，难以穿透人体皮肤外表的角质层。角质层是一层无生命组织，粒子几乎不存在外照射危害的问题。粒子内照射：一旦进入人体，其射程短，辐射源被人体活组织所包围，损伤几乎都集中在粒子源点的附近。若粒子沉积在人体内的某个器官，粒子的能量就会被该器官全部吸收。该器官就会受到严重的损害。粒子的内照射危害是很值得重视的。,1.3.2 粒子的相对危害性,粒子在空气中的射程比粒子远。能量较高的粒子才能穿透人体皮肤进入浅表组织几毫米。因此，粒子具有外照射的危害。不过，它只能造成人体皮肤和浅表组织的受照，是一个轻微的外照射源。粒子同样也有内照射的危害，但其危害性要比粒子小些。因为粒子在组织中射程较远，在组织的某个小体积内放出的能量较粒子小，因此，这个小体积内组织的损伤也较小。,1.3.3 射线（包括射线）的相对危害性,射线和射线在空气和其它物质中射程很远，穿透力强，即使离辐射源很远，也可能对人体造成外照射的危害。当人体处于射线或射线辐射场中时，可能会使所有的器官和组织均受到照射。因此，就外照射而言，、射线与、粒子相比具有更大的危害性。由于、射线在人体组织中的射程很远，甚至贯穿人体，因而交给组织中某一小体积内的能量较少，损伤也较小。就内照射而言，、射线对人体的危害要比、粒子小得多。,1.3.4 中子的相对危害性,中子不带电，无论在空气中还是在其它物质中，它均有很远的射程。因此，与射线和射线一样，中子对人体的影响主要是外照射的危害。由于中子的品质因子是射线和射线的20倍，因此，同样的吸收剂量，中子对人体的相对危害性要比射线和射线大得多。中子几乎不存在内照射的问题，因为中子源进入人体的机会是极为罕有的。停堆后不存在中子辐射。,综上所述，核电站常见的几种辐射，就其相对危害性而言，辐射和辐射的潜在危害主要在内照射，而辐射(包括射线)和中子辐射的潜在危害主要在外照射，这些相对不同的危害性也是辐射防护关注的重点。,2 辐射的生物效应,人体由于辐射而致的效应主要有两种分类方法： 按效应出现的对象可分为：躯体效应和遗传效应。 按效应发生的规律可分为：确定性效应和随机性效应。,2.1.1 躯体效应指出现在受照者本身的效应。是人体普通细胞受到损伤引起的，并且只影响受照人本身。根据其显现时间可分为早期效应和晚期效应。,2.1 躯体效应和遗传效应,躯体的早期效应躯体的早期效应是指受照之后几个小时到几周内就会出现的那种效应，包括造血组织、消化系统及中枢神经系统等的效应。,一般只有在急性大量照射后，才有可能出现。如急剧地受照1 Gy以上，可能在几小时之后出现恶心和呕吐，还可能引起白血球、血小板减少等；如一次受照5 Gy以上，皮肤会出现线斑和脱毛；只有在受照数十Gy以上才会引起中枢神经的损伤。一般情况下，全身受照0.51Gy照射时，通常反应较少，个别人有恶心，呕吐反应。正常人群受到小剂量的射线照射后，主要出现以植物神经系统功能紊乱为主的早期临床症状，在受照后12天内可自行消失。,150GBq 192Ir放在衬衣口袋里90分钟皮肤30 Gy 全身2-5 Gy,1.37 TBq 192Ir 二天后大腿上的水泡,放射源安全防护不当，受照6小时。1cm深处，皮肤剂量约10000Gy。,辐照装置事故,+20d,+39d,工业探伤事故,bb,b,北京燕化事故 2001.9.2,浙江省卫生监督所 2004,天津事故,浙江省卫生监督所 2004,辽宁灯塔市事故 20010418,浙江省卫生监督所 2004,关于近期效应,切尔诺贝利核电站事故（86.04.26）,凌晨1：26，切尔诺贝利4号反应堆发生爆炸，释放出的辐射是广岛原子弹的100倍。 现场紧急处理受害者共225名，其中死亡4名。需要治疗的143名人员中送往莫斯科115名，其中死亡27名（大面积射线皮肤烧伤死亡19名，骨髓型死亡6名，胃肠型死亡2名），即事故共死亡31名。,日本核临界事故（99.09.30上午）,事故发生时的位置图,根据推算，铀的临界量为2.4kg，而这名工作人员却将16kg的铀硝酸盐溶液一下子都倒入沉淀池中，于是即引发了链式核裂变反应，在瞬间三人都看见了 “兰色的闪光”辐射射监测报警器立即呜响，临界事故已发生。,特殊操作员，大内久，男，35岁，受到中子和射线混合照射剂量为1623Gy，受照后数分钟出现恶心、呕吐，并伴有抽搐和短暂意识丧失，1h后出现腹泻并持续2d，受照后100min外周血白细胞数为23109/L，入院第2d淋巴细胞数几乎为零，患者伴有皮肤烧伤、呼吸困难、免疫力下降，诊断为极重度放烧复合伤，给予止血、抗感染、防治休克、纠正水电解质紊乱、输血、骨髓移植重建、烧伤皮肤移植等治疗，82d后患者死亡。,邻室工作人员，筱原理人，男，39岁，受到中子和射线混合照射剂量为610Gy，体内测到了天然环境中不存在的放射性核素，因为该核素只有在中子照射人体组织活化后才能生成，由此估算患者受到中子的剂量约为4 Gy。患者受照后1h开始呕吐，分别在第3、7d淋巴细胞数降到零，同时出现血液浓缩的特征，诊断为轻度肠型急性放射病，给予止血、抗感染、纠正水电解质紊乱、输血、脐血移植等对症治疗措施，5个月后患者出现全身皮肤硬化、腹部和四肢纤维化，6个月后死于多器官功能衰竭。,隔室工作人员，横川丰，男，54岁，事故发生时他坐在距离较远在隔墙的另一房间内，估算受到单一射线照射的剂量为14.5 Gy，有轻微的恶心，皮肤出现过轻微弥散的红斑，外周血象有改变，但恢复较快，诊断为轻度或中度骨髓型急性放射病，目前仍存活，定期随访。,某研究所辐照事故 1980年某研究所用60Co放射源辐照加工聚四氟乙烯物品，由于防护门安全联锁装置失灵而违章操作，致使1名25岁的男性工作人员两次误入辐照室内约40s，该男性走出钻源室即感面部发热、头晕、口唇麻木肿胀、眼结膜及耳郭充血。0.5h后开始恶心，1h后开始呕吐，2h内共呕吐8次。 临床检查和诊断：入院后经染色体畸变、淋巴细胞微核等生物和现场模拟及反复剂量估算，患者全身受到4.76.5 Gy射线不均匀照射，以头和上身为重，确诊为为重度骨髓急性放射病。 治疗和预后：治疗包括抗辐射药物、改善微循环措施、抗感染和良好护理、胎肝细胞移植、输人类白细胞抗原（human leukocyte antigen, HLA）相合或半相合的新鲜全血或有形成分、抗出血措施和促进造血功能、综合对症处理，入院50d内较平稳地度过了初期、假愈期、极期和恢复期。 12年后患者因乏力、低能入院治疗，查体发现肝大、胸骨压痛，外周血白细胞高达328109/L，幼稚细胞占97%，确诊为急性淋巴细胞白血病（L-），经化学治疗后病情有所缓解。1年后急性淋巴细胞白血病复发，于事故后12年10个月颅内白血病细胞浸润致颅内出血死亡。,日本福岛核电站,据英国媒体报道，日本向国际原子能机构表示，福岛第一核电站的抢险工作中，有28名工作人员遭受了大剂量辐射。国际原子能机构引述日本当局数据称，现场300名抢险人员中，有28人累积辐射量超过100毫希。但该机构称：“日本规定核电站工作人员的全年辐射量上限为250毫希，目前没人超过这个上限。”报道指出，今年3月，福岛第一核电站2名工作人员因作业时靴子进水，遭受的辐射量为170180毫希，经住院治疗后已康复。,IAEA公布的事故中发生在中国的辐射事故,浙江省卫生监督所,浙江省卫生监督所,浙江省卫生监督所 2004,核能工业引起的工作人员和公众的照射水平远远低于产生早期效应的水平，只有在发生几率极小的重大核事故中才有可能急剧地受到大剂量的照射。辐射防护关注的重点是长期小剂量照射的累加可能对人体产生的有害效应。,躯体的远期效应把经历潜伏期较长的躯体效应称为晚期效应，主要指受照6个月以后出现的机体变化。晚期效应的表现主要有各种癌症、白内障、不育症、寿命缩短等。由于晚期效应的潜伏期较长，很容易同其它的因素，如工业污染、化学药物或长期不良的生活习惯所引起的效应相混，故不能确切地判明引起效应的原因。,同时由于核工业只有几十年的历史，尚未积累许多可靠的资料和足够的实验数据，特别是在较小剂量和剂量率条件下，更缺乏令人信服的资料。因此不可能给出有关晚期效应与剂量当量的严格的对应关系。在这样的情况下，不要一提到癌症、白内障和不育症等就认为是电离辐射引起的。但是，通过对现有资料的分析研究，电离辐射增加了某些晚期效应的发生几率。,接受长期小剂量照时，人体主要器官组织可能引起的辐照损伤： 性腺 红骨髓（0.5Sv) 肺 甲状腺 乳腺 其他组织（胃、直肠、肝）,关于远期效应的潜伏期,日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化,0,10年,20年,30年,40年,白血病,白血病之外的肿瘤,2年,1986年切尔诺贝利核电站事故后，当地数千名儿童罹患甲状腺癌。,资料 日本福岛县10月9日开始对全县未成年人进行甲状腺超声波检查，以此作为福岛核事故后管理居民健康的一项措施。据了解，此次检查将在福岛县立医科大学附属医院进行，检查对象为核事故发生时年龄在18岁以下的约36万名未成年人，整个检查预计在两年半内完成。到11月中旬前，将先行对辐射量较高的饭馆村、浪江町、川俣町山木屋地区的近5000名未成年人进行检查，然后扩大到全县其他地区，全部检查预计在2014年3月结束。此次检查完成后，被检查者将每隔两年再进行一次检查，到20岁之后，每隔5年进行一次检查。,2.1.2 遗传效应 指出现在受照者后代的效应，生殖细胞受到损伤引起的，将影响受照者的子孙后代，主要是指畸形、低智、白痴等。遗传基因的变化或突变既可由电离辐射诱发，也可由非电离辐射因素诱发，电离辐射增加了遗传效应的发生几率。,2.2.1 确定性效应 通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应，超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度愈大。是大量细胞杀伤的综合效果确定的。辐射造成的眼晶体混浊、放射性白内障、皮肤放射损伤、造血功能障碍、生育能力减退和免疫功能下降等都属于确定性效应。,2.2 确定性效应和随机性效应,2.2.2 随机性效应发生几率与剂量成正比，而严重程度与剂量无关的辐射效应。在辐射防护感兴趣的低剂量范围内，可以假定随机性效应的发生几率与受照剂量之间存在着线性无阈的关系。依据这个假定，就可把一个器官或组织若干次受照剂量简单地相加，用以评价该器官或组织受到的总的辐射影响。 随机性效应包括躯体晚期效应中的各种癌症和遗传效应。,确定性效应与随机性效应,剂量,剂量,几率,严重程度,阈值,随机性效应,确定性效应,？,有剂量阈值,无剂量阈值,效应的严重程度 与剂量成正比,发生几率与剂量成正比,严重程度与剂量无关,2.3 核动力工业辐照原因致癌的几率很小,1) 美国分析数据表明，核工业辐照致癌与全部致癌原因相比较，所占比例还不到十万分之一,2）前苏联分析数据表明，火电站附近居民的致癌