医学放射生物学(73页)

带电粒子受物质原子核电场影响而产生轫致辐射（带电粒子动 能转化成连续能量分布）；
带电粒子与物质的原子和分子不断弹性碰撞，转化成热能。
几个概念：
(1) 吸收: 带电粒子在通过物质时，随着其能量的不断损失， 运动速度越来越慢，最后停留在该物质中。 (2)射程: 带电粒子在物质中沿着最初入射方向能穿行的最大直 线距离叫射程。 (3)径迹: 带电粒子在物质中沿着最初入射方向所能穿行的实际 路程叫径迹。
放射生物学将为保障机体安全和健康，探索有效防护措施和提高临
床放疗水平提供理论基础，使辐射和核技术更好地为人类服务。
目 录
• • • • • • • • • • • • • 第一章 绪论 第二章 电离辐射生物学作用的理化基础和基本规律 第三章 电离辐射的分子生物效应 第四章 电离辐射对细胞基本结构的作用 第六章 电离辐射的细胞效应 第七章 电离辐射对神经和内分泌系统的作用 第八章 电离辐射对造血系统的作用 第九章 电离辐射对免疫系统的作用 第十章 电离辐射对生殖系统的作用 第十一章 电离辐射对消化系统的作用 第十二章 电离辐射对呼吸系统和循环系统的作用 第十三章 电离辐射对泌尿系统及其它器官的作用 第十论
电离辐射生物效应
ICRP第60号建议书中区分以下四个述语:
①变化: 由辐射引起的某种生物学改变，可能有害，也可能无害; ②损伤: 表示某种程度的有害变化，这种损伤是指对细胞有害，不一定是对受
照射的人体有害;
③损害: 指临床上可观察到的有害效应，表现于受照射的个体(躯体效应)或其
• 按与物质作用分类：
电离辐射（Ionizing Radiation, IR）
非电离辐射（Non- Ionizing Radiation ） • 按本质和性质分类： 电磁辐射(Electromagnetic Radiation) 粒子辐射(Particle Radiation)
电离辐射
电离辐射是指能引起被作用物质发生电离的辐射总称
个性：
X-射线：核外，运动受阻或发生碰撞
γ 射线：核内，放射性核素衰变（钴60，铯137等）
光子与物质相互作用机理
（一）光电效应（photoelectric effect）
光子将它的全部能量传递给轨道电子，使他具有动能而发射出去，这种能量的吸 收过程称为光电效应 。
（二）康普顿效应（Compton effect）
电磁辐射（无形）
以相互垂直的电场和磁场，随时间变化而交变振荡，形成向前运动的电磁波 电离辐射（如 X 射线和 γ 射线） 非电离辐射（如无线电波、微波等）
粒子辐射（有形）
高能粒子通过消耗自身的动能把能量传递给其它物质
（高速粒子、带电粒子）
电离辐射
X, γ 射线
α 、β、中子 质子、负π
电磁辐射
光子与介质原子的1个轨道电子碰撞，产生1个向一定角度发射的反冲电子和1个 散射的带有剩余能量的光子，此过程称为康普顿效应。
（三）电子对产生（electron pair production）
光子（50~100MeV）在物质中通过时，可与原子核碰撞，转变成一个电子和一 个正电子，从原子中发射出来。
注意：
后代（遗传效应）;
④危害: 是一个复杂的概念，它将损害的概率、严重程度和显现时间结合起来 加以考虑。
放射生物学的发展简史
• 1896年 • 1947年 • 1980年 • 1984年 • 1992年 有关于电离辐射生物效应的报道； 研究日本原爆幸存者的辐射生物效应； 提出了低水平辐射兴奋效应的概念； 低剂量辐射诱导细胞遗传学适应性反应； 电离辐射旁效应；
• 1955年 成立联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）；
• 近些年来，电离辐射所致DNA损伤与修复机制、对抑癌基因和原癌基因的作 用及引发其突变机制、对细胞周期及分子调控机制以及对基因转录与翻译和 信号转导通路作用等方面的研究。
系统放射生物学
系统放射生物学（systems radiobiology），是通过放射物理学、 放射化学、生物物理学、放射生物学、放射治疗学、计算机学和 流行病统计学等学科的合作，运用系统科学的理论、理想的生物
• 三种生物效应后果的意义无明显差别，都是通过产生次级电子，从而引
起被作用物质发生电离和激发。
• X 射线与γ射线通过三种生物效应能力减弱至消失，其减弱服从指数规律，
据此可计算出屏蔽材料的厚度（多用重金属做屏蔽材料）。
三、粒子辐射
• 是高能（高速、带电）粒子引起的辐射。
• 带电粒子的能量转换：
带电粒子使作用物质激发或者电离；
紫外线、微波、电波
粒子辐射
X 和 γ 射线是临床诊治和放射生物学研究中 最常用的电离辐射
二、电磁辐射--波谱
电磁辐射—— X 射线 与γ射线
来源和性质 共性：光子，在波谱中位置基本相同，物理性质一致
光子: 光子是电磁场的一种单模量子。 光子具有波粒二象性（wave-particle duality）， 即同时具备波的特质及粒子的特质。
医学放射生物学
Ionizing radiation is ubiquitous. Air, water, soil, plants, animals, people, food, paper, machinery and buildings are radioactive.
医学放射生物学
放射生物学（Radiobiology）是研究电离辐射对生命系统作用规律、相 互影响及其机制，以及内外环境相互作用的一门学科。 电离辐射以其不同的辐射种类、剂量和剂量率及作用方式等，作用于整 个机体、器官、组织、细胞和分子水平，产生生物学效应，导致不同程度的 变化。
粒子辐射
• α 粒子：氦原子核，带两个质子和两个中子，正电荷。由铀（U）、镭（Ra）、
和数学模型，以及标准的实验方法，对放射生物学效应进行定性
分析和定量描述。
系统放射生物学的研究内容
① 靶效应和非靶效应；
② 辐射致癌及其模型；
③ 放射损伤在生物系统内的传播；
④ 辐射诱导的基因和蛋白表达。
第二章
电离辐射生物学作用的
理化基础和基本规律
第一节
电离辐射的种类及其与物质的相互作用
一、辐射种类