人工源
除了自然背景辐射,人们暴露在辐射从各种人为的来源,其中最大的是X射线在医学上的应用诊断。虽然剂量在不同类型的交付x射线检查不同的一小部分mGy数万mGy (表7),年平均剂量人均医疗和牙科辐照现在世界发达国家的方法在大小剂量收到自然背景辐射(表6)。不那么重要的人工辐射的来源包括放射性矿石压碎岩,建筑材料,和磷酸盐肥料;放射性组件形成的电视机、烟雾探测器,和其他各种消费者产品;放射性沉降物从核武器(表8);和辐射释放核能生产(表6)。
| 全球剂量放射性尘埃承诺从1970年核试验之前* | |||
|---|---|---|---|
| *北部温带地区;剂量计算出骨表面。 * *只2000年计算。 |
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| 源 | 同位素 | 半衰期 | 由于骨表面(mGy) |
| 外部辐射 | 短暂的 (例如,碘- 131) |
8天 | 360年 |
| 再住 (例如,铯- 137) |
30年 | 360年 | |
| 内部辐射 | 锶- 89年和-90年 | 50天 | 1310年 |
| 铯- 137 | 28年 | 210年 | |
| 碳14 * * | 5730年 | 160年 | |
| 总 | 2400年 | ||
| 典型的剂量暴露组织 在常规x射线诊断 |
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|---|---|
| * Milligray是吸收辐射剂量的单位;它对应于变换焦耳每公斤组织吸收的辐射能量。 | |
| 检查 | 每曝光剂量milligray (mGy) * |
| x射线照片 | |
| 胸部 | -10 - 0.4 |
| 腹部 | 10 |
| 四肢 | -10 - 2.5 |
| 透视 | 每分钟100 - 200 |
| x射线的电影 | 250考试 |
| CAT扫描 | 50 - 100 /检查 |
大部分的放射性在核反应堆生产安全控制;但是,一小部分逃堆栈气体或液体废水,最终可能会污染大气和水的供应。(有类似的版本从核燃料后处理工厂。)虽然核电站基本上是清洁能源,因此导致全球背景辐射水平。这个问题不能完全避免使用煤炭发电的核燃料,因为许多煤含有天然放射性(来源例如,镭)堆栈释放气体,以及化学污染物。
从表6很明显,现在人口暴露于大约两倍的辐射来源结合因为它独自接收从自然资源。因此,重要的是要理解可能的后果,如果有的话,可能造成额外的辐射。
相比与上面描述的相对少量的辐射剂量通常管理病人的治疗癌症是数千倍;也就是说,总剂量50Sv或更通常交付给一个肿瘤在日常暴露在四到六周。保护病人的正常组织免受伤害的如此大的剂量,以及对过度保护医务人员职业暴露于杂散辐射,预防措施来限制接触肿瘤本身就成为可能。类似的保障措施是用来减少工人接触的其他活动涉及辐射或放射性物质。同样的,精心设计的安全措施需要处理放射性废物从核反应堆,部分是由于某些裂变产物衰变速度缓慢。给定的钚- 239,例如,仍然保留了约一半的放射性25000年后,反应堆废料含有这个长期存在的放射性核素必须安全地隔离了几个世纪。
如果大气核弹爆炸,大量的放射性物质释放,取决于当时的天气条件下的传播以及高度和爆炸的性质。虽然这样的爆炸所产生的污染水平或核电站事故立即通常是最高的附近事件本身,包括放射性气体和尘埃可能通过空气或水对许多数百公里,最终污染整个地球。
生物的作用机制
作为电离辐射物质渗透生活,它放弃了它的能量通过随机路径与原子和分子的相互作用,导致活性离子和自由基的形成。它是一种由贪婪导致的分子改变这些电离,生成的生物化学变化,产生各种类型的损伤。例如,X射线和伽玛射线传授他们的能量“行星”原子电子,从而逐出它们的轨道。这样的一个行星的弹射电子结果在一个离子对由自由电子和带电原子这是驱逐。出射电子可能产生高活性自由基,这反过来可能会扩散到足够攻击生物重要的目标分子在它的附近。这种所谓的间接的行动过程,通过辐射通过辐射诱导自由基造成损害,可能是设想如下:
虽然最初的步骤在上面的过程几乎瞬间发生,生物效应的表达式可能需要几年或几十年,这取决于类型的损伤。辐射更重要的间接作用还有辐射的生物效应比high-LET辐射(见上图通过物质的射线:线性能量转移和轨道结构),但后者更有能力通过直接与生物造成伤害的目标。
直接生物行为,详细研究了1927年到1947年之间,引起了目标理论提供了一个定量的放射生物学治疗辐射的生物效应,特别是在场的基因。根据这一理论,一个组织或细胞接受辐照比作是一场遍历机关枪开火,在给定的生产效果需要一个或多个热门的电离敏感目标跟踪。获得效果因此依赖的概率的概率获得所需的点击数量适当的目标或目标。
电离原子相互作用的分布沿路径的撞击辐射取决于能量,质量,和负责的辐射。引起的电离中子、质子和α粒子是典型集群更紧密地合作比引起的X射线和伽马射线。因此,因为受伤的概率取决于分子损伤产生的浓度在一个关键的网站,或目标,在细胞(例如,一个基因或染色体),带电粒子通常造成更大的伤害对于一个给定的总剂量比X射线和伽马射线细胞;也就是说,他们有一个高的RBE。同时,然而,带电粒子通常在组织渗透这么短的距离,他们为组织带来较少的危险,除非他们发出放射性核素或放射性同位素,内部沉积。
放射性核素和放射性沉降物
放射性核素发出各种电离辐射(例如,电子、正电子,阿尔法粒子、伽马射线、甚至特征X射线),取决于放射性核素的精确类型的问题。暴露于放射性核素及其排放可能是外部的,在这种情况下,辐射的穿透能力是一个重要的因素在确定损伤的概率。阿尔法粒子,例如,做的不够深入渗透到皮肤造成损害,而精力充沛的β粒子或X射线可以有害皮肤和深层组织。