放射性氚的毒理学共40页文档
放射性氚的毒理学课件
氚的稳定性
氚的半衰期约为12.3年， 是一种相对稳定但仍然具 有放射性的元素。
氚的天然本底与排放源
天然本底
氚在自然界中存在，主要来自宇 宙射线的辐射和地球上的放射性 衰变。
人为排放源
核设施、核武器试验、工业流程 和废物处理等人为活动可增加氚 的排放。
加强对放射性氚生产、使用和 处理过程的监管和监测，及时
发现和处理问题。
CHAPTER 05
放射性氚污染的监测技术与 方法
环境介质中氚的监测技术
气溶胶
通过采集气溶胶样品，测量其中的放射性氚含量。
沉降物
通过测量沉降物中的放射性氚含量，评估其对环境和生物的影响。
水体
采用放射性测量设备，对水体中的氚进行测量。
风险。
03
基于剂量率与暴露时间的风险评估
根据放射性氚的剂量率及暴露时间，评估其对人体的风险。
环境氚污染的风险评估
空气氚污染
研究空气中氚的来源、扩散、沉降等过程，评估 对环境和人类健康的风险。
水体氚污染
研究水体中氚的来源、迁移、转化等过程，评估 对水生生物和人类健康的风险。
土壤氚污染
研究土壤中氚的来源、积累、释放等过程，评估 对环境和人类健康的风险。
康问题。
环境保护措施
加强核设施监管，降低放射性物 质排放，提高环境保护意识，减
少核污染对人类健康的影响。
CHAPTER 04
放射性氚的风险评估与控制
氚的风险评估方法
01
基于生物效应的风险评估
考虑放射性氚的生物效应，如细胞损伤、基因突变等，通过剂量-效应
关系模型评估风险。
02
放射毒理学
1、一般毒性作用急性、亚急性、慢性毒性。
2、特殊毒性作用致突变、致癌、致畸性。
3、氡及其子体是铀矿工肺癌的病因。
4、吸入氡及其子体诱发肺癌的危险度为 2*10（-3）Sv-1,年摄入量限值（ALI）为 0.02J，导出空气浓度（DAC）为 8*10（-6）J/m3 。
5、放射性核素在体内的吸收、分布、滞留、排泄称生物转运，在机体内的代谢过程称生物转化，大部分化学物质以简单扩散通过生物膜。
6、跨膜转运方式有被动转运、特殊转运，被动转运又包括简单扩散、滤过、水溶扩散，特殊转运包括主动转运、易化扩散、膜动转运。
7、按摄入方式对时量关系的影响，分为4种模式：单次摄入、短期多次摄入、一次摄入后在长时期内递减性吸收、长期均匀摄入（持续摄入）。
8、隔室模型分为单室模型、双室模型，还可分为开放性隔室、闭合隔室。
9、呼吸道吸收是放射性核素进入人体内最危险、最主要的途径，尤其肺吸收是最危险的途径。
10、气溶胶进入呼吸道并附着在其表面经以下三种作用惯性冲击或离心力作用、重力或沉降作用、布朗运动或扩散。
2nm 以下粒子，才具有布朗运动，大于 5nm 的粒子几乎全部沉积于鼻和支气管树，小于5nm 支气管树的外周分支，小于等于1nm 主要在肺泡内。
11、放射毒理学上以活性中值直径（AMD）表示放射性气溶胶粒子大小。
12、粒子空气动力学等效直径，在相同的空气动力学条件下，具有和它一样的终末沉积速度。
13、密度为 1g/cm3 的球形粒子直径，不足1 g/cm3的球形粒子换算：空气动力学直径=该粒子的几何直径*该粒子密度。
呼吸道模型四区：胸腔外区（ET）（上皮基底细胞）、支气管区（BB）（基底细胞、分泌细胞）细支气管区（bb）（分泌细胞）、肺泡-间质区（AI）（内皮细胞、分泌细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞）。
14、沉寂于呼吸道内的核素粒子廓清途径主要有向血液转移、通过吞咽转入胃肠道、通过机械清除机制转运到其他部位。
15、向血液转移的物质分为快物质（F）、中等物质（M）、慢物质（S）三类。
浅谈如何安全使用氚实验室
浅谈如何安全使用氚实验室【摘要】氚及其标记化合物已成为军事、工业、农业、医学以及各个科学研究领域里重要的研究工具，如何安全使用氚实验室愈来愈受到人们的重视。
本文简要介绍了氚的性质、氚的防护、氚污染的处理以及氚废物的处理等，使研究人员了解和掌握氚的相关知识，以保证实验室及实验操作人员的安全。
【关键词】氚；实验室管理；实验室安全3H，即氚，是组成生物机体的基本元素氢的同位素。
由于氚不仅具有适宜的核物理性质，并且价廉、毒性较低、比活度较高和放射自显影良好等优点，所以，氚及其标记化合物在军事、工业、农业、医学以及各个科学研究领域里均起着重要的作用。
在生命科学的许多研究工作中，氚标记化合物则是必不可少的研究工具。
例如，酶的作用机理和分析、细胞学、分子生物学、受体结合研究、放射免疫分析、药物代谢动力学，以及癌症的诊断和治疗等，都离不开氚标记化合物。
我院的氚实验室是开放性实验室，不仅承担着本院师生的教学和科研任务，还承担着许多外单位研究人员的科研任务。
由于放射性实验室不同于普通实验室，放射性物质对人身及环境存在一定的危险性，为了操作人员安全使用氚实验室，因此，了解氚的性质、氚的防护、氚污染的处理以及氚废物的处理等知识，是非常必要的。
1 氚的性质氚，纯β射线，半衰期为12.33 a，比活度为2.62×108 Bq/μg。
其β射线能量很低，其平均能量为5.72 keV，最大能量仅为18.61 keV，其射程很短，在铝中的最大射程仅为0.6 mg/cm2，在水中的最大射程为6 μm，平均射程为0.68 μm。
氚能与水和生物机体中的氢发生同位素交换反应而存在于空气、水、食物及一切生物体中。
氚水及其水蒸汽能通过食入、呼吸道吸入以及皮肤渗透进入人体，并与细胞中的DNA和RNA结合，直接产生辐照作用，可诱发染色体畸变。
氚的性质较活泼，氚具有很强的亲合、吸附和渗透能力。
棉布和天然橡胶对氚的亲合力最大，而聚乙烯或聚四氟乙烯对氚的亲合力最小。
放射性氚的毒理学
1. 确定性效应
急性毒性作用
亚急性毒性作用
慢性毒性作用
对DNA的损伤作用
对细胞的损伤效应
对生殖细胞的影响
致染色体畸变
对子代的影响
31
氚致转换突变效应 31H掺入到分子中成为分子的一个成分
，如DNA中，因为31H衰变，使31H β 32He + e ，分子成分突然发生变化，此过 程称为氚致转换突变；由此引起的一系的 效应，称转换突变效应。
32
2. 随机性效应 致癌效应 致遗传效应
33
致癌效应 氚水 白血病、几乎所有组织的肿瘤
3H-TdR：、 淋巴肉瘤、肝癌、甲状腺癌
34
致遗传效应 基因突变 显性致死突变、骨骼显性突变等
生殖细胞染色体畸变 生殖细胞稳定性染色体畸变：染色体相互
易位
氚水遗传效应的指标：精原细胞色体染易35
1. 环境中氚的来源 天然氚 人工氚
7
天然氚 宇宙射线与大气中的氮、氧作用产生（宇生
放射性核素） 太阳系及其它星球
8
人工氚 核爆炸 核反应堆 氚靶（加速器） 氚标记化合物 发光涂料
9
➢ 核爆炸（氢弹试验） ➢ 大气层核爆产生的氚形成氚水并随雨雪降到
地球表面 ➢ 地下核爆时，岩石中的锂俘获中子可产生大
能上看，C-3H共价键比C-1H共价键稳定，
因此与C- 1H有关的生化反应可因氚取代了
氢而发生改变。
5
具有放射毒理学意义的氚化合物 氧化物：氚水 氚气：HT或T2 难溶性氚化合物：金属化合物、含氚发光
涂料 可溶性氚的有机化合物：生物物质 氚标记化合物：3H-TdR
6
二、环境中氚的来源和循环
➢ 氚水 ➢ 核素氚 ➢ 有机结合氚 ➢ 氚标记化合物（如DNA前体物质）
放射性污染化学
终生平均1mSv/a，年最大：5mSv
1mSv/a导致的年死亡概率增加量：10-5
放射性的分布
土壤岩石圈
岩石多于土壤，火成岩多于水成岩。花岗岩是放射 性较强的一种
水圈
差异很大，花岗岩地带的地下水含铀较高
大气圈
氡（222）是最重要的
放射性物质的迁移
大气迁移（吸附） 山谷、海湾容易聚集放射性沉淀物 放射性烟云 水体迁移 生物迁移
日本福岛核电站泄漏出来的是哪种类 型的辐射？
报道说在核电厂附近检测到铯和碘的放 射性同位素，专家认为有氮和氩的放射 性同位素泄出也是很自然的，目前还没 有明确的迹象有铀或者钚泄漏。
辐射对人体健康的损害
放射性物质的衰变中产生电离辐射。它能破坏人体 组织里分子和原子之间的化学键，可能对人体重要 的生化结构与功能产生严重影响。 我们的身体会尝试修复这些损伤，但是有时损伤过 于严重或涉及太多组织与脏器，以至于不可能修复。 而且，身体在自然修复过程中，也很可能产生错误。 最容易为辐射所伤的身体部分包括肠胃上皮细胞以 及生成血细胞的那些骨髓细胞。
电离辐射防护原则
中国疾控中心表示——暴露于电离辐射可能会增加 患癌症的风险。核事故后烟云能飘浮多远很难预测， 它取决于风速和其它气象条件。在突发事件的早期 和中期，隐蔽是主要防护措施之一，大多数建筑物 可使建筑物内的人员吸入剂量约降低一半，隐蔽时 间一般认为不应超过2天。 一、体外照射的防护原则 1、尽可能缩短被照射时间； 2、尽可能远离放射源； 3、注意屏蔽，利用铅板、钢板或墙壁挡住或降低照 射强度。
影响放射性核素生物转移及蓄积的因素 物理形态
难溶性核素易与较大的颗粒结合，较快沉降， 植物较难吸收 挥发性较大核素易与细微的气溶胶颗粒结合， 沉积缓慢，扩散范围大，植物较易吸收
放射性核素的毒理学效应
放射性核素的毒理学效应放射性核素是具有放射性的核素。
分为天然放射性核素和人工放射性核素。
天然放射性是指天然存在的放射性同位素，能自发地放射出射线的属性。
人工放射性核素是指利用反应堆的中子流和加速器的高能带电粒子流，人为制备的放射性核素。
应用人工方法可得到所有元素的放射性同位素。
天然放射性核素品种很多，性质与状态也各不相同，它们在环境中的分布十分广泛。
在岩石、土壤、空气、水、动植物、建筑材料、食品甚至人体内都有天然放射性核素的踪迹。
地壳是天然放射性核素的重要贮存库，尤其是原生放射性核素。
地壳中的放射性物质主要为铀、钍系和锕系。
其中，空气中的天然放射性核素主要由地表释入大气中的及其子体核素。
土壤放射性污染的人为来源包括核试验（分为大气层核试验和地下核试验两种。
大气层核试验产生的放射性落下灰是迄今土壤环境的主要放射性污染源。
）、核武器制造、核能生产和核事故、放射性同位素的生产和应用、矿物的开采、冶炼和应用。
土壤主要由岩石的浸蚀和风化作用而产生的，可见，其中的放射性是从岩石转移而来的。
由于岩石的种类很多，受到自然条件的作用程度也不尽一致，土壤中天然放射性核素的浓度变化范围是很大的。
影响其在土壤环境中的积累和迁移的因素有气候与地形、放射性核素的形态和性质、土壤的性质、植物种类和肥料、化学添加剂和人类的耕种等。
土壤的地理位置、地质来源、水文条件、气候以及农业历史等都是影响土壤中天然放射性核素含量的重要因素。
放射性物质进入土壤后，随时闻的推移逐渐衰变而减少。
另外，植物和动物也从土壤中吸收一定量的放射性核素。
存在于岩石和土壤中的放射性物质，由于地下水的浸滤作用而受损失，地下水中的天然放射性核素主要来源于此途径。
此外，粘附于地表颗粒土壤上的放射性核素，在风力的作用下，可转变成尘埃或气溶胶，进而转入到大气圈并进一步迁移到植物或动物体内。
土壤中的某些可溶性放射性核素被植物根吸收后，继而输送到可食部分，接着再被食草动物采食，然后转移到食肉动物，最终成为食品中和人体中放射性核素的重要来源之一。
日本核污水含有的放射性元素及危害有哪些
日本核污水含有的放射性元素及危害有哪些日本核污水含有的放射性元素及危害氚氚（音chuān），英文名称：Tritium，亦称超重氢，是氢的同位素之一，符号为T或3H。
它的原子核由一个质子和两个中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年，原子量3.016u。
碳-14碳-14，核素符号14C，半衰期为5.70E+03a，可用于标记化合物示踪，测定年代等。
锰-54锰-54，核素符号54Mn，半衰期为312.12d，可用作能量刻度源，制作54Mn 放射性标准溶液，γ点状标准源，农业中用作微量元素Mn的示踪研究等。
铁-59铁-59，核素符号59Fe，半衰期为44.495d，可作为放射性示踪剂等，在人体代谢及血液系统疾病治疗中起重要作用。
其环境行为受稳定铁的地球化学性质所控制。
钴-58钴-58是一种核素，日本核污染水排海的核放射性物质之一。
钴-60钴-60，核素符号60Co，半衰期为5.2713a，可用作制作γ放射源、β放射源和γ同位素热源等。
镍-63镍-63，核素符号63Ni，半衰期为100.1a。
63Ni主要用于制造β放射源，用于β活度测量和β能量响应刻度时的参考源和工作源、色谱仪电子捕获器、离子感烟探测器、电子管内电离源、气相层析的电子俘获探头等。
锌-65锌-65，核素符号65Zn，半衰期为244.06d，可用于制造发射γ射线的医用同位素、示踪核素等。
锶-89锶-89，是一种同位素。
2022年10月，中核秦山同位素生产基地建设项目开工建设，规划建设锶-89同位素生产线。
锶-90锶-90，核素符号90Sr，半衰期为28.79a，是β辐射体，可用于放射性核素检测仪器-X射线荧光分析仪、静电消除、同位素热源、医疗、卷烟密度测量等。
20XX年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，锶-90在1类致癌物清单中。
钇-90钇90是较理想的治疗用放射性核素，其半衰期为64h，辐射类型为纯β辐射(0.9MeV)，可由90Sr-90Y发生器得到。
核污染的氚
核污染的氚
氚（Tritium）是一种放射性核素，也是氢的同位素之一。
氚
广泛应用于氢弹、核电站等核能技术中，但也由于核试验、核电厂事故、核武器制造等原因而造成了核污染。
当核电站发生事故或泄漏时，氚可能会释放到大气中、土壤、水体等环境中，对人体健康和环境产生危害。
氚具有高辐射能力，可以通过皮肤、呼吸道和食物进入人体，其辐射能够使人的细胞遭受损害，增加罹患癌症等疾病的风险。
氚在人体内的半衰期相对较长，约为12.3年，这意味着一旦
进入人体，氚将在较长时间内不断辐射。
因此，对于受到氚污染的环境和物体，需要进行严格的处理和管理，以减少对人体健康和环境的影响。
为了防止氚污染，需要加强核能设施的安全管理和监测，减少核事故和泄漏事件的发生。
此外，需要加强核能废物处理的技术和政策，确保废物的妥善处理和封存，以防止氚等放射性物质的扩散和污染。
此外，为了保护个人免受氚的辐射，人们应避免长时间接触受氚污染的环境和物体，严格遵守核能设施和核废物处理设施的安全规定，同时加强个人防护，减少暴露于放射性物质的风险。