輻射是指處于溫度零度以上的物質以電磁波(光子)或粒子形式向外發射的能量,從本質上來講,輻射包括電離輻射和電磁輻射。我們常說的輻射主要是指波長短、頻率高、能量高的電離輻射(或叫射線輻射、核輻射),由于電離輻射中的主體射線本身的能量很高,它在接觸其它物體的過程中,其強大的能量可以從使其它物質的原子、分子或其他束縛狀態放出(ionize)一個或幾個電子,所以我們說射線輻射又叫電離輻射。電離輻射的射線種類很多,主要包括本身高速帶電的粒子(如α粒子、β粒子、質子)和不帶電粒子(如中子以及X射線、γ射線)。
電離輻射和電磁輻射對比圖
電離輻射有很強的穿透作用,在接觸電離輻射的工作中,如防護措施不當,違反操作規程,人體受照射的劑量超過一定限度,則能發生有害作用。這此由于接觸電離輻射而對人體造成的損傷就是輻射損傷。
輻射損傷是一定量的電離輻射作用于機體后,受照機體所引起的病理反應。 急性放射損傷是由于一次或短時間內受大劑量照射所致,主要發生于事故性照射。在慢性小劑量連續照射的情況下,值得重視的是慢性放射損傷,主要由于X線職業人員平日不注意防護,較長時間接受超允許劑量所引起的。
人類的經驗已證明,X線的應用可以給人類帶來巨大的利益(如放射診斷、等),但是在應用中如果不注意防護或使用不當。也可造成一定的危害(如個體受到損傷或人群中癌癥發病率增高等)。電離輻射不僅能引起全身性急慢性放射損傷,而且也能引起局部的皮膚損害。實際上,早在人類發現X線后第二年,X線管的制造者格魯貝的手就發生了特異性皮炎。1899年史蒂文斯首先報道了X線對皮膚的傷害。
電離輻射對人體健康損害示意圖
為了幫助大家認證輻射損傷的危害及基本知識,以便深入理解輻射防護標準的制定依據和搞好防護的必要性,今天我們帶大家來好好認識一下X射線對人體的危害及防護。
l 輻射損傷機理
X線照射生物體時,與機體細胞、組織、體液等物質相互作用,引起物質的原子或分子電離,因而可以直接破壞機體內某些大分子結構,如使蛋白分子鏈斷裂、核糖核酸或脫氧核糖核酸的斷裂、破壞一些對物質代謝有重要意義的酶等,甚至可直接損傷細胞結構。另外射線可以通過電離機體內廣泛存在的水分子,形成一些自由基,通過這些自由基的間接作用來損傷機體。
X射線(電離輻射)對生物體傷害示意圖
輻射損傷的發病機理和其它疾病一樣,致病因子作用于機體之后,除引起分子水平,細胞水平的變化以外,還可產生一系列的繼發作用,最終導致器官水平的障礙乃至整體水平的變化,在臨床上便可出現放射損傷的體征和癥狀。對人體細胞的損傷,只限于個體本身,引起軀體效應。而對生殖細胞的損傷,則影響受照個體的后代而產生遺傳效應。單個或小量細胞受到輻射損傷(主要是染色體畸變,基因突變等)可出現隨機性效應。輻射使大量細胞或受到破壞即可導致非隨機性效應。在輻射損傷的發展過程中,機體的應答反應則進一步起著主要作用,首先取決于神經系統的作用,特別是高級神經活動,其次是取決于體液的調節作用。由此可知,高等動物的疾病不能僅僅歸結于那些簡單的或孤立的細胞中所產生的過程,它包含著十分復雜的過程。
l 影響輻射損傷的因素
射線作用于機體后引起的生物效應與很多因素有關。如射線的性質和強度;個人特性,如敏感性、年齡、性別、既往病史和健康狀況,工作環境等。
1.輻射性質
輻射性質包括射線的種類和能量。不同質的射線在介質中的傳能線密度(LET)不同,所產生的電離密度不同,因而相對生物效應有異。X線和射線的生物效應基本一樣。而中子的LET大得多,1~10兆電子伏的快中子產生的生物效應比x線、r射線大10倍。
同一類型的射線,由于射線能量不同產生的生物效應也不同。例如,低能x線造成皮膚紅斑所需照射量小于高能X線。這是因為低能x線主要被皮膚所吸收,而高能x線照射時,能量可達深層組織,這不僅對有價值,而且在射線防護中很有意義。
2.X線劑量
射線作用于機體后,所引起的機體損傷直接與X線劑量有關。以不同劑量照射動物,可以發現當劑量達到一定量時才開始出現急性放射病征象,繼續增加劑量時,則可出現死亡,劑量越大,死亡率越高,當增加到一定大的劑量時,則100%的動物發生死亡。
3.劑量率
劑量率即單位時間內的吸收劑量。一般說來,總劑量相同時,劑量率越高,生物效應越大。但當劑量率達到一定值時,生物效應與劑量率之間失去比例關系。在極小的劑量率條件下,當機體損傷與其修復相平衡時,機體可長期接受照射而不出現損傷。小劑量長期照射,當累積劑量很大時,便可產生慢性放射損傷。
4.照射方式
總劑量相同,單方向照射和多方向照射產生的效應不同。一次照射和多次照射,以及多次照射之間的時間隔不同,所產生的效應也有差別。
5.照射部位和范圍
機體各部位對于射線的輻射敏感性不同,所謂輻射敏感性是指機體由電離輻射的抵抗能力,即輻射的反應強弱程度或時間快慢,輻射敏感性高的組織容易受損傷。細胞對輻射的一般規律是,處于正常分裂狀態的細胞對輻射是敏感的,而正常不分裂的細胞則是抗輻射的。
人體各組織對射線的敏感性大致有以下順序:
1)高度敏感組織
淋巴組織(淋巴細胞和幼稚的淋巴細胞); 胸腺(胸腺細胞);骨髓組織(幼稚的紅、粒和巨核細胞); 胃腸上皮,尤其是小腸隱窩上皮細胞; 性腺(精原細胞、卵細胞); 胚胎組織。
2)中度敏感組織
感覺器官(角膜、晶狀體、結膜); 內皮細胞(主要是血管、血竇和淋巴管內皮細胞); 皮膚上皮(包括毛囊上皮細胞);唾液腺; 腎、肝、肺組織的上皮細胞。
3)輕度敏感組織
中樞神經系統; 內分泌(性腺除外); 心臟。
4)不敏感組織
肌肉組織; 軟骨和骨組織; 結締組織。
另外,需要注意的是,同一劑量,生物效應隨照射范圍的擴大而增加,全身照射比局部照射危害大。
6.環境因素
在低溫、缺氧情況下,可延緩和減輕輻射效應。此外、受照者的年齡、性別、健康情況、精神狀態及營養狀況等不同,所產生的效應亦不同。由此可見,機體對射線的反應受各種因素的影響。
l 輻射損傷的防護原則
時間防護:不論何種照射,人體受照累計劑量的大小與受照時間成正比。接觸射線時間越長,放射危害越嚴重。盡量縮短從事放射性工作時間,以達到減少受照劑量的目的。
距離防護:某處的輻射劑量率與距放射源距離的平方成反比,與放射源的距離越大,該處的劑量率越小。所以在工作中要盡量遠離放射源。來達到防護目的。
屏蔽防護:就是在人與放射源之間設置一道防護屏障。因為射線穿過原子序數大的物質,會被吸收很多,這樣達到人身體部分的輻射劑量就減弱了。常用的屏蔽材料有鉛、鋼筋水泥、鉛玻璃等。
輻射損傷的防護原則
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