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核輻射對人體造成危害的原理是什麼,應如何防護?


剛好手裡有一些培訓講義,我順手整理一下吧。

先從輻射源說起:
輻射源包括:人工輻射源和天然輻射源,
人工輻射源又包括:放射性同位素、密閉源(密封在包殼內或緊固在覆蓋層內並呈固體形式的放射性物質,比如β源)、非密閉源(沒有密封,或使用時需要打開密封的放射性物質, 比如放射性藥物)、射線裝置(比如醫用CT)、核設施(比如反應堆)

常用β源天然輻射源包括:宇宙射線、宇宙放射性核素、原生放射性核素


輻射作用人體的方式

  1. 外照射:是指輻射源位於人體外對人體造成 的輻射照射,包括均勻全身照射、局部受照。
  2. 內照射:存在於人體內的放射性核素對人體造成的輻射照射。
  3. 放射性核素的體表沾染:是指放射性核素沾染於人體表面(皮膚或粘膜)。沾染的放射性核素對沾染局部構成外照射源,同時尚可經過體表吸收進入血液構成體內照射。

輻射效應分為隨機性效應和確定性效應
隨機性效應(Stochastic effect):是指輻射效應的發生幾率(而非其嚴重程度)與劑量相關的效應, 不存在劑量的閾值。主要指致癌效應和遺傳效應。
1.發生概率與劑量有關
2. 嚴重程度與劑量無關
3. 線性比例、無閾確定性效應(Deterministic effect):是指輻射效應的嚴重程度取決於所受劑量的大小。這種效應有一個明確的劑量閾值,在閾值以下不會見到有害效應,如放射性皮膚損傷、 生育障礙。
1. 有閾 ,低於此閾值觀察不到短期效應
2. 高於閾值,後果的嚴重性隨劑量的增加而增長


輻射對人體的損傷機理

  1. 生物基質的電離和激發是生物效應的基礎。
  2. 細胞的DNA和膜是射線作用的靶,是引起細胞一系列生化、生理和病理學變化的關鍵。
  3. 直接作用:電離輻射的能量直接沉積與生物大分子,引起生物大分子的電離和激發,破壞機體的核酸、蛋白質、酶等具有生命功能的物質。
  4. 間接作用:電離輻射首先直接作用與水,使水分子產生一系列原發輻射分解產物,然後通過水的輻射分解產物再作用於生物大分子。

常見的DNA損傷
鹼基脫落、鹼基破壞、嘧啶二聚體形成、單鏈和雙鏈斷裂、DNA鏈內交聯和鏈間交聯、 DNA蛋白質交聯等。在引起DNA多種損傷的同時,也啟動了細胞的修復系統:如果輻射造成DNA損傷得到正確的修復,細胞功能恢復正常;如果修復不成功,不完全或不精確,細胞可能死亡,或者雖然存活,但遺傳信息變更引起突變、染色體畸變甚至癌變。輻射的健康效應


不同組織或器官對輻射的敏感性不同:

  1. 高度敏感: 淋巴組織、 胸腺、骨髓、性腺、胚胎、腸胃上皮
  2. 中度敏感: 感覺器官、內皮細胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝等
  3. 輕度敏感: 中樞神經系統、內分泌腺、心臟
  4. 不敏感: 肌肉組織、軟骨組織、結締組織

總結:

  1. 輻射類型: 外照射: γ>β>α (危害程度), 內照射: α>β>γ (危害程度)。α、β、γ都具有一定的穿透能力,其中α最弱,β次之,γ最強,所以外照射γ的危險性最大。 但從電離特性來講,三種射線都能使介質電離,其電離本領α最強,β次之,γ較弱。所以從內照射來講,α危害性最大。
  2. 劑量率、受照時間間隔:劑量率上升生物效應上升,時間間隔上升生物效應上升。
  3. 照射部位與面積:不同部位有不同的敏感度, 面積上升生物效應上升 。
  4. 幾何條件:不同的幾何條件有不同的生物效應。

輻射防護
「掌握科學知識,勿需害怕輻射, 然而必須小心

超出劑量限值將帶來附加的危險,而這種危險可以合理地描述為正常情況下「不可接受」的,但不是「安全」與「危險」的分界線;外照射防護:

  1. 時間防護:盡量減少或避免射線從外部對人體的照射,使之所受照射不超過國家規定的劑量限值。
  2. 距離防護:遠距離操作,任何源不能直接用手操作。
  3. 屏蔽防護:根據輻射源的類型、射線能量、活度設置屏蔽體。

(先放這兒,有時間再過來修改)


核輻射主要是說α、β、γ三種射線。人類接受的輻射有兩個途徑,稱為內照射和外照射。三種射線由於其特徵不同,其穿透物質的能力也不同,他們對人體造成危害的方式不同。

  1. α粒子只有進入人體內部才會造成損傷,這就是內照射;α射線是氦核,只要用一張紙就能擋住,但吸入體內危害大,釋放α粒子的物質鈾等等一旦被吸入或注入,由於它的射程短,在它所經過的路徑上,造成原子的電離密集,破壞細胞結構分子,在人體內對細胞的傷害也就十分集中,細胞受傷害的程度也就大,修復的可能性也較小,它就能直接破壞內髒的細胞 。
  2. β射線既造成內照射,又造成外照射;β射線是電子,皮膚沾上後燒傷明顯。
  3. γ射線主要從人體外對人體造成損傷,這就是外照射。γ射線的穿透力很強,是一種波長很短的電磁波。y輻射和X射線相似,能穿透人體和建築物,危害距離遠。普通電磁波對人體無什麼傷害,但是核爆炸或核事故中泄露的放射性物質能大範圍造成人員傷亡。容易造成生物體細胞內的DNA斷裂進而引起細胞突變、造血功能缺失、癌症等疾病。它可以殺死細胞。

針對這兩種不同輻射途徑,採取快速有效的防護辦法:
控制外照射主要是控制受照射時間、增大與輻射源間的距離和採用屏蔽三種方法。
控制內照射的基本有效辦法是防止或減少放射性物質進入體內,對於放射性核素可能進入體內的途徑要予以防範。

例如佩戴口罩,手套,盡量避免直接吸入污染區的空氣,以及避免攝入污染區的食物和水源,避免在污染區觸摸任何物體,以防皮膚表面的污染和輻射危害。防止傷口被污染。儘快撤離污染區,接受安檢人員檢測和處理,之前迴避與無輻射防護條件的人直接接觸,造成二次污染。

由於題目沒有給出是何種情況的核輻射防護,所以只能大致原理上解釋下。就目前日本發生的核電站事故中的核輻射安全防護方面,可以參照。
生活在核電站周圍的人們,應該了解當地的核電站堆型和相應技術。一般核電站有嚴格的設計標準,並且接受國際原子能機構的監督,通常不會有對人體傷害的輻射劑量,只有核泄露事故和堆芯熔毀等情況下才會造成大量有害的傷害。因為不同的堆型和技術手段會採用到一些不同的放射性不同的材料。常用的例如鈾235,鈈239,氚 (氫3, 超重氫,重水堆),銫,鍶,銫,碘,氙-135等等,可以去查閱相應元素對人體的傷害和相應的防護要點。
一般核電站的輻射防護設計距離是直徑90公里。但是要注意考慮風向問題,輻射塵會隨風向飄動擴散。
另外,只有受到輻射之後才可服用碘片,自行購買提前吃,反而會對自己身體造成危害。一些常用的防輻射措施,比如喝綠茶、穿孕婦防輻射服,根本起不了作用。受到輻射污染,最好的方法是緊閉家裡的門窗、勤洗手洗澡。

大致是這個原理,很多記不清楚了,大家幫修正下。


「核輻射對人體造成危害的原理是什麼?「這個問題好回答,一句話——電離輻射的生物效應。

」應如何防護?「這個就有點難辦了。
按照輻射粒子的類別,有Alpha,Beta,Gamma等;
按照作用方式的類別,有外照射、內照射、浸沒照射等;
按照生物效應的類別,有組織反應(確定性效應)和癌症及遺傳效應(隨機性效應);
按照工作的類別,有事故救災情況、醫學救援情況、正常運行,設備搶修等;
按照職業的類別,有公眾、核電站人員、飛行員、醫生、病人等;
按照人群的類別,有男人、女人、胚胎、小孩、老人等;
按照器官的類別,有胸腺、四肢、眼睛、性腺等;
。。。。
有多少種分類方式,就有多少種防護方法,特事特辦的情況也是會有的。
在核電站發生放射性泄露事故的情況下,雖然所處環境相同,但是由於角色不一樣,消防隊員、醫生、輻射防護人員、運行人員、周圍群眾的防護方式都不可能會一樣。
另外,不能為了防護而防護,這裡面會有個利益-代價的分析。

輻射防護的重點,在於你要了解你身邊的輻射風險,同時,你要知道你所承擔的職責。
比如,有個問題是,」我住在核電站周邊,如果核電站發生放射性物質泄露事故時,我應該怎麼做?「,可能就更好回答一些。
因為這裡的風險是確定的,即」放射性物質的泄露「,並且泄露的物質主要是氣體,因為固體和液體會被安全殼包容起來。氣體通常會含有放射性的Kr-85,Xe-133,I-131,Cs-137(根據反應堆類型的不同會有不同)。
這時應主要防範由於呼吸、食入、傷口引起的內照射,並盡量遠離電站(根據風向決定路線)。公眾的防護措施通常是口罩(如果穿上紙衣/鉛衣/呼吸保護面罩當然防護效果更好,但公眾是沒有這個能力去準備這些東西的,涉及到「利益-代價」的分析),同時應食入乾淨的食物和水源,衣服要保持清潔,勤洗澡,避免出現傷口。。。
同時,在平時就應該注意生活區周邊是否有應急集合點,在發生此類事故時,還可在應急集合點向專業人員尋求幫助,並聽從指揮,必要時,需要領取碘片並服用,防止放射性的I-131侵入甲狀腺。(插一句,碘鹽在這種情況下是沒有任何用的,因為含碘量實在是過低了。。。)

So,沒那麼簡單


覺得現有的回答都不夠讓人滿意,這裡簡單作答。
首先,核輻射是一個不專業的詞語(不要看百度百科的解釋,維基里根本沒有核輻射這個名詞)。正確的說法是電離輻射(ionizing radiation)。簡單的說,電離輻射是可以引起物質電離的輻射。電離輻射包括α射線,β射線,γ射線與X射線、中子等。其中,α射線,β射線和中子等為高速粒子流,X射線和γ射線則為高能電磁波。
電離輻射對人體造成危害的原理:這個如果細說可以寫一本書,至少可以寫一章節。其原理按照層次分為分子層面,細胞層面和組織器官層面。但是,電離輻射造成人體傷害最本質的原因是能量的轉移,電離輻射可以通過輻射的發生將輻射攜帶的能量轉移給人體,這些能量會對人體造成傷害,當這些傷害超過人體代償的能力的時候,就會表現出傷害。(甚至可以說,人體接受到的絕大多數傷害都來源於能量的轉移,比如動能(機械傷害)、熱能(燒傷)、化學能(化學損傷))。
明白了這些,再來談前面說到的層面。
首先,分子層面,電離輻射可以傷害細胞內部的細胞器,現在觀察到的主要集中在染色體(或者染色質),電離輻射可以造成染色體損傷和表現為鹼基序列的缺失,錯排等。一定程度的損傷可以為人體損傷修復機制所修復,當能量足夠大時則超出代償和修復範圍引起損傷,這是電離輻射造成腫瘤發病率升高和遺傳效應的分子基礎(也是電離輻射隨機性效應的基礎)。此外,電離輻射可以造成細胞內蛋白質的損傷造成細胞功能變化,這一變化需要能量較大(此處不確定),有閾值,是電離輻射確定性效應的基礎。
其次,細胞層面,電離輻射可以引起體內細胞損傷,表現為染色體畸變(染色體畸變又可以分為穩定性畸變和非穩定性畸變,形態為電離輻射特徵性的雙著絲粒+環、微核等等,與題無關這裡不引申了)、影響分裂能力,引起細胞壞死等。主要靶細胞為造血細胞,淋巴細胞,生殖細胞損傷(生殖細胞的敏感性依賴於細胞周期)。這裡可以引出一個細胞敏感型的概念,簡單理解為電離輻射對於細胞造成危害的能力,或者說相同能量的電離輻射對細胞造成危害不同的解釋。原則上越是細胞分裂活動活躍的細胞敏感型越強,比如造血細胞,淋巴細胞等,越是細胞分裂不活躍的細胞敏感性越差,比如神經細胞,骨組織(不包括骨髓),紅細胞等。
再次,器官層面電離輻射主要靶器官是造血系統。急性放射病、亞急性放射病、慢性放射病。初期、極期、假愈期、恢復期等發展過程估計題主沒興趣這裡也不多說了。
電離輻射的防護現階段主要分為三個手段:時間防護、距離防護和屏蔽防護。雖然距離防護可以從原理上認為是利用空氣進行的屏蔽防護,但具體手段上和屏蔽防護有所區別所以單獨算作一個手段。其具體手段就是(1)在時間上減少接觸電離輻射的時間(比如輪班進行操作);(2)在距離上增加和源或者輻照裝置的距離(比如採用長臂操作桿等,具體有很多特殊的操作裝置);(3)採用隔室操作的方式,即採用屏蔽來切斷源或者輻照裝置與操作者。需要說的是,儘管電離輻射分為內照射與外照射,但所有防護手段都可以歸為以上三類。
至於不同輻射,不同源和對於不同的器官細胞造成損傷的不同在估算和衡量損傷時採用不同的權重因子來區分。由於與題無關這裡就不再贅述了。


通俗來說,電離輻射就是一些帶有能量的粒子,就像一些看不見的小子彈打像人體細胞,主要是破壞人體DNA鏈,導致細胞不能順利合成蛋白以及細胞癌變等。



說實話,放射科醫師,與核輻射,基本無任何交集

目前國內三甲醫院的放射科,基本沒有任何輻射,因為隔室操作,也因為診斷醫師基本只面對電腦屏幕寫寫報告。根本無任何接觸輻射源的機會

至於普通人,只要注意,不要好奇害死貓,絕大多數核輻射源,都是極其漂亮光滑的小金屬球狀存在

如果丟失,泄露,遺棄荒野,那麼咱們遇到,就已經被輻射了,那麼最重要的就是迅速離開,距離越遠,輻射劑量越小,千萬不要去欣賞,戴在身上,越漂亮的光滑金屬小球,越危險


一陣風沙迎面吹來,你覺得眼睛睜不開,沙子打到皮膚上有點痛。


想像一下,如果這時候沙子全都成百萬倍縮小,且速度增加上萬倍。當這些「沙子」再打到你身體時,就不僅僅停在皮膚上了,而是會衝到你身體最敏感的地方。

最敏感的地方是哪?是每個細胞里的蛋白質,DNA。

「沙子」衝到身體最敏感的地方去幹嘛?撞擊,再撞擊。

那麼後果就很不好了。


這樣的「沙子」的行為,就是電離輻射。做這麼粗簡的類比,是想說明,電離輻射所指示的東西——射線——就是實實在在的粒子。

輻射就是,射線粒子的能量釋放。上面說的「撞擊,再撞擊「就是能量釋放。比如說「射線輻射了你的身體」,就是說 「射線把能量釋放到你的身體里」。


遭受了輻射的身體吃不吃得消?這要看兩個方面:

第一個是射線本身的能量。射線能量越大,遭受輻射的物體吸收的能量也就越多。吸收的能量,我們用「劑量」來描述,單位是Gy. 而Gy其實也就是J/kg,就是每單位質量物體吸收的能量。

第二個是遭受輻射的身體部位。手掌和蛋蛋都接收了10Gy的劑量,你覺得哪個結果更壞?對於同一劑量,不同的部位,往往就會將劑量乘一個因子進行加權,用以描述生物學效應。比如都是10Gy,手掌要乘個0.5,而蛋蛋要乘以1.


加權之後的、用以描述生物學效應的劑量,我們叫做「有效劑量」,單位是Sv. Sv和Gy一樣,也是J/kg. 常用的劑量安全標準是「每年不能超過20mSv」,就是說,「每人每年每kg的身體,接受的電離輻射的能量不能超過0.02J」。


僅憑本科畢設相關記憶作以上簡單闡述。


我不懂得核物理的知識。我想我之所以會被邀請回答這個問題,是因為一些人對MRI(核磁共振)的誤解。
所以我要解釋的是MRI是沒有核輻射的。核磁共振(以下簡稱MRI)是利用氫原子核自旋產生磁場而工作的,所以它不存在核輻射,對人體沒有任何傷害。
而普通放射(X光照相)和CT都是有一定的輻射的,因為都是使用X射線。所以一般醫生會穿鉛裙,但是如果工作時間長,還是會積累輻射,需要非常的注意。
而病人你每次照相都會有一些輻射,但是量很少,不用太擔心。


首先,要理解核輻射要從原子說起。一種元素的一種原子由質子、中子、電子組成。如果質子直徑有一個足球那麼大,那麼原子直徑有體育館那麼大。質子和中子組成一坨在中間,電子在外圍以概率波的形式在各自的原子軌道上運動。

我們通常把He原子稱作α粒子,電子稱作β粒子。所以1次α衰變就是放射性元素放出1個α粒子,1次β衰變就是放射性元素放出1個β粒子(實質上為其原子的1個中子變為1個質子和1個電子)。

現在核電站用的可控核裂變就是用慢中子流(用易吸收中子的鎘棒插入的深淺來控制中子流量)轟擊放射性元素,當有1個中子恰好擊中放射性元素的原子中的質子時就會引發鏈式反應,將相對原子質量較大的放射性元素分解為幾種較小的元素和更多的中子。

而產生的核廢料裡面就有未衰變為沒放射性的元素,這些核廢料又能提煉去造純度不高的核裂變彈,即臟彈。這些核廢料在天然狀態下就會發生α衰變和β衰變來趨向穩定狀態,如鈾U 238衰變為氡Rn 222需要經過4次α衰變,2次β衰變。衰變產生的α射線、β射線、γ射線(穿透能力弱→強)會對人體產生危害α射線、β射線即為高速He核流、高速電子流,γ射線是一種超高頻的電磁波,頻率10^9G—10^13GHz(WIFI的5GHZ簡直弱爆了有沒有)。

放射性元素越不穩定,質量或個數衰變為原來的1/2的時間(即半衰期)越短,如釙212的α半衰期為3*10^-7s,所以隨便皮膚沾上一點,1周絕對死了。

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附同位素表可自查世界上所有元素的半衰期http://pan.baidu.com/s/1c1Gphcc。


核元素泄漏了,它具有放射性,會有衰變期,衰變的過程中會有有害射線產生,這些射線來自原子核內的,這些有害射線會破壞人細胞的DNA的正常分裂。從而影響人體。


輻射主要是破壞人體DNA鏈,導致細胞不能順利合成蛋白以及細胞癌變等等。輻射存在我們生活的方方面面,比如我們的所有通信工具手機、日常的照明燈,佩戴的金銀首飾等。為了日常的正常生活不能說完全避免,只能是盡量減少輻射,遠離輻射區。避免手機長時間帶在身上,尤其是掛在心臟前、莫要長時間的佩戴金銀首飾、遠離插座······


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