放射性生物效应辐射防护课件
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放射性衰变的类型
• 在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫 母核，衰变后所产生的核叫子核。放射性 原子核的衰变主要有三种类型：
• α衰变 • β衰变 • γ跃迁
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α衰变
• 原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做 α衰变。经过α衰变以后，子核的质量数比母核 减少4，原子序数减少2。
• α粒子是由高速运动的氦原子核（又称α射线） 组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流 相同。
直接或间接使介质发生电离
效应的带电或不带电的射线
或粒子 (能量 ﹥keV )
α、β、γ、 x、 n、p、 裂变碎片 介子等
来源 1)放射性物质 (人造 天然） 2)加速器 3)反应堆 4)宇宙射线 5)地球环境
电磁辐射 紫外线、红外线、微波等 这些粒子虽能够同物质发 生作用但都不能使物质发 生电离效应，故也称非电 离辐射
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吸收剂量D（absorbed dose）
吸收剂量的定义 单位质量受照物质吸收的任何电离辐射的平均能量。 D=dε/dm 其中dm为物质的质量（kg）；dε是dm物质所吸收的平 均辐射能量（焦耳）。
吸收剂量D 的SI制单位与比释动能相同，也是Gy（戈 端），常用的单位有rad。 • 吸收剂量是辐射剂量学中的一个最重要的物理量。物质 吸收辐射的能量越多，辐射引起的效应越明显。吸收剂 量就是对物质吸收辐射能量的定量描述。
• 阈值就是发生某种效应所需要的最低剂量值。
• 随机效应：发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量 无关的辐射效应叫随机效应。它们主要是发生受照个体的 癌症及其后代的遗传效应。一般认为，在低剂量范围内， 这种效应的发生不存在剂量阈值。
• 原子核自发地放射出射线后，原子核本身就从一 种核素转变成另一种核素，这种过程就叫做原子 核的衰变，又叫放射性衰变。
放射性基础知识和辐射防护PPT讲稿
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
当前你正在浏览到的事第十九页PPTT，共六十页。
电子俘获——7Be 7Li
当前你正在浏览到的事第二十页PPTT，共六十页。
基本衰变——衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
光子
－
中微子
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N0:（t = 0）时放射性原子
核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变 的放射性原子核数目
: 放射性原子核衰变常数
大小只与原子核本身性质
有关，与外界条件无关; 数值越大衰变越快
N = N0e-t
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三、电离辐射的来源
电离辐射
直接或间接使介质发生电离
效应的带电或不带电的射线 或粒子 (能量 ﹥keV ) α、β、γ、 x、 n、p、 裂变碎片 介子等
High Energy
non
Electromagnetic Photons
电荷 速度
Double Positive
Single Negative
non
Slow
< 3 x 108 m/s various
positive various
non 3 x 108 m/s
X
Same as Gamma-Rays
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②生物因素
不同生物种系的辐射敏感性
种系的进化程度越高、机体结构越复杂，其辐射敏感 性越高。使生物死亡50%所需要的吸收剂量称为LD50 。
－
中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
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电子俘获——7Be 7Li
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基本衰变——衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
光子
－
中微子
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N0:（t = 0）时放射性原子
核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变 的放射性原子核数目
: 放射性原子核衰变常数
大小只与原子核本身性质
有关，与外界条件无关; 数值越大衰变越快
N = N0e-t
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三、电离辐射的来源
电离辐射
直接或间接使介质发生电离
效应的带电或不带电的射线 或粒子 (能量 ﹥keV ) α、β、γ、 x、 n、p、 裂变碎片 介子等
High Energy
non
Electromagnetic Photons
电荷 速度
Double Positive
Single Negative
non
Slow
< 3 x 108 m/s various
positive various
non 3 x 108 m/s
X
Same as Gamma-Rays
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②生物因素
不同生物种系的辐射敏感性
种系的进化程度越高、机体结构越复杂，其辐射敏感 性越高。使生物死亡50%所需要的吸收剂量称为LD50 。
辐射防护 ppt课件
PPT课件
8
3、当量剂量（EQUIVALENT DOSE）,HT
不同种类的辐射（α 、β 、γ 、中子）照射人体，虽使人体有相 同的吸收剂量，但却会造成不同的伤害现象。
为此，针对不同种类的辐射定出辐射权重因数（WR），代表不 同辐射对人体组织造成不同程度的生物伤害，它们的值列于下表：
辐射种类
辐射权重因数
因此又定出「组织权重因数」（WT）来代表各组 织器官接受辐射对健康损失的概率。
若把各组织器官的当量剂量（HT），与其权重因数 的乘积再累加起来，即成为有效剂量（E）。
E代表全身的辐射剂量，用来评估辐射可能造成我
们健康效应的风险PPT，课件单位也是希弗（Sv）。
11
组织器官的组织权重因数(WT)
器官或组织
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6
二、电离辐射相关的量与单位
1、活度（ACTIVITY），A 放射性核素在单位时间内产生自发性衰变的次数，即衰 变率，称为放射性活度。活度的单位是「贝可」，简写成Bq， 它定义为 1贝可（Bq） ＝1衰变/秒 贝可是用来表示一个辐射源的强度（衰变率）。
另一个常用的旧的单位是「居里」： 1居里（Ci） ＝3.7×1010贝可（Bq）
在辐射的作用下，人体内的生物大分子，如核酸、蛋白 质等会被电离或激发。这些生物大分子的性质会因此而改变， 细胞的功能及代谢亦遭到破坏。实验证明辐射可令DNA断裂 或阻碍分子复制。
此外，人体内的生物大分子存在于大量水分子中，当辐 射作用于水分子时，水分子亦会被电离或激发，生成有害的 自由基(如 OH-、 H+ 自由基等)，继而使在水分子环境中的 生物大分子受到损伤。
电离辐射：指能量高能使物质发生电离作用的辐 射。
(1)直接致电离辐射，如α、β等。 (2)间接致电离辐射，如中子辐射、γ辐射、X射线 等。
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• 电磁力 将原子核与电子结合
• 核力
将核中质子与中子结合
核与电子处于不同的能量状态(能级结构) 核力>>>电磁力，核力是短程力，只有在
距离很短的时候才发生作用
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4
• 核素 ：具有确定质子数和中子数的原子核的一种 统称
• 同位素：质子数相同而中子数不同的核素
核素 氢 氘 氚
碳-12 碳-13 碳-14
辐射安全与防护知识培 训
• 一放射性基础知识 • 二电离辐射及其生物效应 • 三辐射安全与防护 • 四柳钢放射源使用和管理现状 • 五电磁辐射介绍
辐射安全与防护知识培训
2
现代原子结构
Hale Waihona Puke ++ + 辐射安全与防护知识培训
原子核 中子 质子 电子 (电子云)
3
原子半径：10-10m 原子核半径：10-14m
20
常见射线的基本性质
种类 符号 电荷 质 量
α
（e) ( u )
β
α
4He +2 4.00279
β
e± ±1 5.486×10-4
0
0
质 子 p +1 1.007276
中 子 n 0 1.008665
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αβγ对物质电离作用的比较
电离过程 径迹 比电离 穿透能力
直接
直接
间接
• α粒子是由高速运动的氦原子核（又称α射线） 组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流 相同。
• 它的电离作用大，贯穿本领小，在空气中的射程 只有几个厘米。
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9
β衰变
3、放射生物效应与放射防护
成年人睾丸、卵巢、眼晶体及骨髓的确定性效 应的估计值
组织和效应
在一单次短时照射中 受到的总剂量当量 （Sv）
睾丸 暂时不育 永久不育 卵巢 不育 眼晶体 可查出的混浊 视力障碍（白内障） 骨髓 造血机能低下
阈值
在分次很多的照射 或迁延照射中受到 的总剂量（Sv） 多年中每年以分次很 多的分次照射或迁延 照射接受剂量时的年 剂量率（Sv·a-1）
辐射诱发遗传性伤害有二种形式， 即基因突变和肉眼能见的染色体畸变 （染色体结构或数目的改变）。 2、确定性效应(deterministic effects)：指效应发生的严重程度与 受照剂量相关，有剂量阈值，阈值以 下不会发生这种效应，阈值以上可能 发生这种效应。如不育、白内障、造 血机能低下、寿命缩短等皆属于。
3 、人工环境本底照射 由于人工 电离辐射源对环境的污染或扩大应 用所受到的照射。主要包括：放射 工作场所向周围环境泄漏的电离辐 射和排放的放射性“三废”；核武 器试验全球落下灰；带有辐射源或 放射性核素的日用消费工业品，如 电视和电脑等。 4、事故和灾害性照射 指在发生 放射性意外事故和核战争时人员所 受到的照射。
总剂量相同，照射次数不同时大白鼠的死亡率
（二）与受照机体放射敏感性有关的因素 1 、生物种系 不同种系的生物其放射敏 感性不同，规律是种系演化越高，机体结 构越复杂，其射线的敏感性越高。多细胞 生物比单细胞生物敏感，哺乳类比鸟类、 鱼类、两栖类敏感性高。 2、生物个体 在同一种系中个体敏感性 不同，而个体在不同的发育阶段敏感性也 有差异，一般是随着个体的发育生长，其 放射敏感性逐渐降低，如胚胎期较胎儿期 敏感，幼年、青少年比成年敏感。
三、放射工作人员剂量限值标准
年剂量当量限值(msv·a-1)
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虽然辐射可能对人体造成损伤，但如剂量不高，机体可 以通过自身的代谢过程对受损伤的细胞或局部组织进行修复， 这种修复作用程度的大小，既与原初损伤的程度有关，又可 能因个体间的差异而有所不同。
14
2、细胞水平损伤
15
16
3、电离辐射对人体的作用
电离辐射对人体的作用可以概括为两种作用：
（一）是对细胞的杀伤作用。 辐射使受照射细胞死亡或受伤，细胞数目减少或功能降低，结果影响了受照
射组织或器官的功能，表现为非随机性效应，如急性放射病、造血功能障碍。
轻者表现为致伤、致病效应，如可产生恶心、疲劳、呕吐、血相有变化。
重者表现为毛发脱落、厌食、全身虚弱、体温增高、出现紫斑、苍白、鼻血、 迅速消瘦，甚至出现死亡。
1
内容提要
一、简介
1、简述辐射
2、简述放射性
二、电离辐射相关的量与单位
1、活度 2、吸收剂量 3、当量剂量 4、有效剂量 5、照射量
三、电离辐射的生物效应
1、辐射损伤的机理 2、细胞水平损伤 3、电离辐射对人体的作用 4、效应的类型 四、辐射防护的原则和基本措施 1、辐射防护的原则
2
一、简介 1、简述放射
性腺
0.20
（红）骨髓
0.12
结肠
0.12
肺
0.12
胃
0.12
膀胱
0.05
乳腺
0.05
肝脏
0.05
食道
0.05
甲状腺
0.05
皮肤
0.01
骨表面
0.01
其余组织和器官
0.05
12
5、照射量（Exposure），X
照射量表示X或γ射线在单位质量小体积元空 气中，释放出来的全部电子（负电子和正电子） 被完全阻止于空气中时，空气中形成的一种符号 的离子总电荷的绝对值。
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2、细胞水平损伤
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3、电离辐射对人体的作用
电离辐射对人体的作用可以概括为两种作用：
（一）是对细胞的杀伤作用。 辐射使受照射细胞死亡或受伤，细胞数目减少或功能降低，结果影响了受照
射组织或器官的功能，表现为非随机性效应，如急性放射病、造血功能障碍。
轻者表现为致伤、致病效应，如可产生恶心、疲劳、呕吐、血相有变化。
重者表现为毛发脱落、厌食、全身虚弱、体温增高、出现紫斑、苍白、鼻血、 迅速消瘦，甚至出现死亡。
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内容提要
一、简介
1、简述辐射
2、简述放射性
二、电离辐射相关的量与单位
1、活度 2、吸收剂量 3、当量剂量 4、有效剂量 5、照射量
三、电离辐射的生物效应
1、辐射损伤的机理 2、细胞水平损伤 3、电离辐射对人体的作用 4、效应的类型 四、辐射防护的原则和基本措施 1、辐射防护的原则
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一、简介 1、简述放射
性腺
0.20
（红）骨髓
0.12
结肠
0.12
肺
0.12
胃
0.12
膀胱
0.05
乳腺
0.05
肝脏
0.05
食道
0.05
甲状腺
0.05
皮肤
0.01
骨表面
0.01
其余组织和器官
0.05
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5、照射量（Exposure），X
照射量表示X或γ射线在单位质量小体积元空 气中，释放出来的全部电子（负电子和正电子） 被完全阻止于空气中时，空气中形成的一种符号 的离子总电荷的绝对值。
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一、放射性基本知识
γ衰变特点： 1、从原子核中发射出光子 2、常常在 α 或 β 衰变后核子从激发态
退激时发生 3、产生的射线能量不连续 4、可以通过测量光子能量来鉴定核素类别
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
γ衰变示例——3He→ 3He
放射性生物效应辐射防护
20
一、放射性基本知识
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• 在国际单位制中，放射性的单位为贝可勒尔， 简称贝可，符号Bq。
放射性生物效应辐射防护
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电离辐射警告标志图：
ICP备案编号： 京ICP备06025006
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• 3、放射性衰变的种类 • 在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，
衰变后所产生的核叫子核。 • 放射性原子核的衰变主要有三种类型， • 分别叫做α衰变、β衰变和γ跃迁。
• 2、什么是电离辐射？
• 原子由于失去电子或获得电子而成为离子的过 程称为电离。在辐射防护领域，电离辐射是指 能在生物物质中产生离子对的辐射，包括由直 接或间接电离粒子或由两者混合组成的任何辐 射。直接电离粒子本身带有电荷，例如电子、α 粒子、β射线、质子等；间接电离粒子是指非带 电粒子，例如光子、中子等。
(1.7)
• 原子核由高能态自发地向低能态的跃迁也可以 通过发射核外电子的方式来完成，这一过程叫 内转换，此时不发射γ射线。
• γ跃迁不会导致核素质量数和原子序数的变化， 只是原子核内部能量状态发生了改变。
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
γ衰变
+
+ ++
+ +
+
+ 防护
4
一、放射性基本知识
• 1、什么是放射性？
• 放射性是自然界存在的一种自然现象，来自于 原子核。
• 大多数物质的原子核是稳定不变的，少数原子 核不稳定。
• 不稳定的原子核会自发的向稳定的状态变化 （衰变），同时会发射各种各样的射线，这种 现象就是 “放射性”。
放射性生物效应辐射防护
5
一、放射性基本知识
• 其衰变式如下：
•
（1.3）
• 其中，X为母核ZA，XY 为Z A 子 4 2核Y，A为质量数，Z为原
子序数。
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
α衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
从母核中射出 的4He原子核
238U→4He + 234Th
α粒子得到大部分衰变能
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
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一、放射性基本知识
β衰变示例——3H→ 3He
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• γ跃迁
• 原子核通过放射γ射线由高能态自发地向低能态 跃迁，叫做γ跃迁，也叫γ衰变。γ射线一般是伴 随α或β衰变产生的，也有同核异能态的原子核 向基态退激时发射γ射线的情形。如
•
14 m 1C 8 1 d 4 . 6 8 m 1 4C 1 81 d
放射性生物效应辐射防护
3
一、放射性基本知识
1896年，法国物理学家贝克
勒尔（1852-1908）发现只要
有铀元素存在，就有贯穿辐
射产生——证明发射这种射
线是铀原子自身的作用。
放射性的发现，引起人
们对原子核内部的研究的深
入
。
“进入原子内部”和“分裂
原子”成为世纪之交时期科
学领域中最振奋人心的口号。
放射性生物效应辐射防护
α衰变示例241Am→ 237Np
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一、放射性基本知识
• β衰变
• 原子核的β衰变有三种形式。它们是衰变、衰变 和电子俘获。其表达式分别为：
•
Z AX ZA 1Y
(1.4)
•
Z AX ZA 1Y
(1.5)
•
ZAXe ZA 1Y
(1.6)
• 在β衰变中，子核与母核的质量数相同，只是原
放射性生物效应辐射防护
6
一、放射性基本知识
• 辐射：包括电离辐射（放射性辐射）和非电离 辐射（电磁辐射）两类。
• 电离辐射：指可在生物物质中产生离子对的辐 射，能量较高，可使电中性的原子或分子得到 或释放电子。
• 非电离辐射：指能量以电磁波的形式通过空间 传播的现象，包括可见光、紫外线、无线电波 和微波辐射等。
常见射线的种类
+ α
γ-
β
放射性生物效应辐射防护
21
一、放射性基本知识
不同射线的穿透能力
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• 4、放射性活度
• 原子核自发地放射出射线后，原子核本身就从 一种核素转变成另一种核素，这种过程就叫做 原子核的衰变，又叫放射性衰变。
• GB4960-85：一定量的放射性核素在一个很短 的时间间隔内发生的核衰变数除以该时间间隔 叫做放射性活度。
子序数相差1。它们是相邻的同量异位素。
放射性生物效应辐射防护
14
一、放射性基本知识
β衰变 发生原因：母核中子或质子过多
中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
反中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
放射性生物效应辐射防护
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• α射线：是由高速运动的氦原子核（又称α粒子） 组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子 流相同。它的电离作用大，贯穿本领小。它在 空气中的射程只有几个厘米。
• β射线：是高速运动的电子流，它的电离作用较 小，贯穿本领较大。它在空气中的射程因其能 量的不同而有较大差异，一般为几米。
• γ射线：是波长很短的电磁波，所以它在磁场中 不发生偏转。它具有间接电离作用，贯穿本领 很大。它在空气中的射程通常为几百米。
放射性生物效应辐射防护
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一、放射性基本知识
• α衰变
• 原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做 α衰变。
• 经过α衰变以后，子核的质量数比母核减少4， 原子序数减少2。
放射性
生物效应 辐射防护
放射性生物效应辐射防护
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• 一、基本知识 • 二、生物效应 • 三、辐射防护 • 四、辐射事故
放射性生物效应辐射防护
2
一、放射性基本知识
• 1、什么是放射性？ • 1896年，贝可勒尔（H. Becquerel）在研究铀矿物的荧光现象时，
发现铀矿物能发射出穿透力很强的不可见射线。它能使附近的照 相底片感光。这一发现改变了原子是物质不可分割的最小单位的 认识。从此，自然科学从原子时代进入了原子核时代。