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放射卫生监督问答
发布时间:2017.10.19 新闻来源:

1、 什么是吸收剂量?

电离辐射实质是一种由辐射源向外扩散传播的能量,当电离辐射向外扩散的时候,在辐射场中的任何物体都会受到射线的照射,就有能量沉积在受照物体内,换句话说,就是有辐射能被该物体吸收,这些被吸收的辐射能,就是该物体的吸收剂量,以D表示。因此,电离辐射剂量学就将吸收剂量(D)定义为:指电离辐射向无限小体积内授予的平均能量除以该体积内物质的质量而得的商:

  

dE是电离辐射授予物质的平均能量;dm为接受辐射能物质的质量。也可以说,D是电离辐射给予单位质量物质的平均授予能。

吸收剂量的国际制单位是:J · kg–1(焦耳每千克),专用名称:戈瑞(gray),符号:Gy。1Gy等于1kg被照射物质吸收1J的辐射能量。曾用单位拉德(rad或rd):

1 Gy = 1 J/kg

1 rad = 0.01 Gy

1 Gy = 1000mGy

1 mGy = 1000μGy

1 μGy = 1000nGy

    m 表示毫,μ表示微,n表示纳

吸收剂量率()是单位时间的吸收剂量的增量

(t) = dD/dt

吸收剂量率单位:Gy/s(戈瑞每秒),实际工作中常用Gy/h(戈瑞每小时)。

吸收剂量适用于带电粒子、非带电粒子与任何物质之间的相互作用所发生的能量转移。

2、 什么是当量剂量?

吸收剂量是电离辐射剂量学的一个基本量,适用于任何射线对任何物体的照射,用途非常广泛。但在实际工作中,如果要描述射线对人体组织器官的放射损伤危险大小,尤其是在低剂量率的职业照射条件下,用吸收剂量就不太合适。因为射线的种类很多(α射线、β射线、γ射线、质子、中子和重离子等),同一类射线的能量也存在大小不一(eV、keV、MeV-表示电子伏特、千电子伏特、百万电子伏特),假设在职业照射环境中不同的射线照射到人体肺组织的吸收剂量都是1mGy,但这些射线对肺产生的生物学效应(如致癌效应)的几率并不一致,α射线所产生的致癌风险,比γ射线强20倍。因此相同吸收剂量的不同射线对人体同一组织器官照射所产生的生物学效应各不相同。要比较它们所致危险的大小,就要乘上一个修正系数,这个修正系数就是辐射权重因子,而经过辐射权重因子修正的吸收剂量,就是当量剂量。

因此定义,某特定器官、组织T的当量剂量H T 是以各自辐射权重因子w R 修正后,相关辐射对特定器官、组织T的剂量总和,亦即 :

H T  =  ∑ w R·D TR      

                         R

其中,

D TR 是,器官、组织T或其特定靶区范围内,由辐射R产生的平均吸收剂量;

w R 是,与入射到人体或滞留于人体的放射性核素发出的第R种辐射相应的,辐射权重因子。在放射防护关心的低剂量范围内,w R与剂量、剂量率无关,仅用于随机性健康危害的评价,表1为ICRP推荐的辐射权重因子。

表1  ICRP推荐的辐射权重因子

辐射类型

1990 年推荐值

2007年推荐值

光子(Xγ射线)

1

1

电子和μ介子

1

1

质子和带电π介子

5(没有π介子)

2

α粒子裂变碎片重离子

20

20

中子

依中子能量分5个区间,分别为:51020105

能量En 的连续函数

 

为与吸收剂量相区别,当量剂量H T的国际制单位“J / kg” ,专门名称:希沃特(Sievert),符号:Sv(希) 。在实际工作中,常用mSv、μSv和nSv。

放射防护评价中,当量剂量H T的意义在于,对于特定器官T,无论对它造成照射的是何种辐射,只要当量剂量H T值相同,该器官蒙受随机性效应(如辐射致癌)的影响程度大致相仿。

职业照射放射防护三原则的个人剂量限值中指出:放射工作人员眼晶体的年当量剂量限值为150mSv,皮肤、四肢的年当量剂量限值为500mSv。就是当量剂量最好的应用。

3、 什么是有效剂量?

当量剂量只是用于描述人体某一组织器官收到照射的平均剂量。人体是由各种不同的组织器官组成的,不同的组织器官对射线的敏感性各不相同。如接受到吸收剂量1.0Gy的照射,人体血液中的淋巴细胞就会出现死亡(确定性效应),而人体皮肤细胞要接受到10.0Gy照射才会出现死亡;电离辐射导致人体白血病(又称血癌,随机性效应,骨髓造血细胞受到照射所致)早就被广岛核爆所验证,而电离辐射导致的皮肤癌,到现在还没有出现证据。因此,人体不同组织受到同样的当量剂量照射时,其诱发的随机性效应(如致癌效应)风险的大小也是不一样的。要评价电离辐射对人体全身致癌风险,不能用当量剂量,而要对当量剂量进行组织权重修正。将人体全身的权重视为1,不同组织的权重见表2。

表2.ICRP给出的组织权重因子WT

组织或器官

1990 年推荐值

2007年推荐值

红骨髓结肠

0.12

0.12

乳腺

0.05

0.12

其余组织

 0. 05 (只规定10 个组织进行计算)

0. 12 (分男女各取13 个组织) *

性腺

0.20

0.08

膀胱食道甲状腺

0.05

0.04

骨表面唾液腺皮肤

0.01(没有规定脑和唾液腺)

0. 01

*肾上腺、胸外区、胆囊、心脏、肾、淋巴结、肌肉、口腔粘膜、胰腺、前列腺 、小肠、脾、胸腺、子宫/宫颈 。

因此,为综合反映受照的各个器官或组织,给人体带来随机性健康危害的总和,提出了有效剂量概念。

有效剂量(E)定义:指全身受到均匀照射或不均匀照射时,将不同组织当量剂量(HTR)与组织权重因数相乘后之和,表达式为: 

w T 是与器官、组织 T 相应的组织权重因子;它是依器官、组织随机性效应的辐射敏感性,对器官当量剂量施加修正的一个因子。

w T 的实质是,全身各器官均匀受到相同当量剂量照射时,个人受到的随机性健康危害中,T 器官所占的份额。

w T的数值,来源于辐射所致癌症发生、死亡的流行病学调查,以及对辐射遗传学研究资料的分析和判断。w T代表的是年龄范围很宽、男女两性的平均值,且认为:w T值,与辐射的类型和能量无关。

有效剂量的国际制单位是:J · kg–1,专用名称:希沃特(sievert),符号:Sv(希)。在实际工作中,常用mSv、μSv。

在医用电离辐射照射中,有效剂量通常用于评价工作人员和公众以及放射诊断患者受到辐射照射导致随机性效应(如致癌效应、辐射遗传)的风险,而少用于甚至不用于放射治疗患者的辐射风险评估。因为前者是小剂量、低剂量率照射,存在辐射致癌与辐射遗传的风险,后者是大剂量、高剂量率照射,直接导致受照细胞(绝大部分是癌细胞,也有部分正常细胞)死亡,此时直接用吸收剂量(Gy)描述。

四、使用放射防护量应注意哪些问题?

放射防护量作为当前放射防护体系的重要组成部分和定量指标,其主要作用是预测和评价人体辐射健康效应的程度。基本的放射防护量有三个,分别是器官吸收剂量、器官当量剂量和有效剂量。如考虑内照射危害评价,则以基本放射防护量为基础引入相应待积量;如考虑环境评价,则有负担量和用于群体的集体量和人均量。

在具体使用中,需要注意:①放射防护量是ICRP(国际放射防护委员会)提出的仅适用于人体的剂量学量;②放射防护量用于表示放射防护体系中的剂量限值;③放射防护量仅适合放射防护所关心的小剂量、低剂量率照射情况。事故状态(大剂量、高剂量率)下则使用辐射基本量—吸收剂量;④放射防护量利用计算手段获得而不能通过直接测量手段获得;⑤如当量剂量、有效剂量等常用放射防护量均是基于具有平均化特征的人体模型定义,因此实际工作中并不适合某个具体的工作人员辐射健康效应的评价。

五、 如何区分当量剂量与剂量当量?

两者存在定义和用途上的显著不同。当量剂量是经过辐射权重因子WR修正后的器官剂量(器官或组织整体平均吸收的辐射能量),其作用是评价单个器官或组织在一般性(多种辐射)的照射条件下辐射健康效应的程度,是基本的放射防护量之一。当量剂量无法通过实测定值,只能在正常工作状态下进行估算。

如果要对辐射场当中的某一点进行防护评价,必须考虑射线的种类和射线的能量。和当量剂量一样,相同的吸收剂量但射线种类不同,其引发的效应严重程度是不一样的,因此剂量当量是经过辐射品质因数Q(辐射品质因子和辐射权重因子在数值上是相等的)修正后的吸收剂量,它仅针对的是人体表面下(或辐射场中)的某一点。剂量当量可以通过实测和计算来定值。放射防护中使用的更多的是基于剂量当量,结合体模ICRU球,提出的监测实用量,如周围剂量当量、定向剂量当量和个人剂量当量。

归纳起来讲,当量剂量仅用于评价人体某一组织器官受到不同射线照射的情况,当量剂量的数值是用吸收剂量推算出来的,不可以直接测量,当量剂量用于人体组织器官受到辐射照射的风险(如致癌效应)评价。剂量当量则用于描述辐射场中的某一点(也可能是人体)的照射情况,具体数值可以通过实际测量也可以理论计算获得,剂量当量主要用于辐射防护屏蔽的计算。

六、如何理解ICRP103号报告与ICRP60号报告组织权重因子的差别?对防护有何要求? 

ICRP103报告对ICRP60报告中的组织权重因子WT进行了数值上的调整(表1)。组织权重因子其本质就是基于防护目的衡量人体内不同器官或组织辐射敏感性的粗略指标。某个组织权重因子值就是相应器官在全身各器官均匀受照情况下对全身健康的相对重要性。

表1组织权重因子wT

组织或器官

 ICRP 60号报告

ICRP 103号报告

 红骨髓结肠

 0.12

 0.12

 乳腺

 0.05

 0.12

 其余组织

0. 05 (只规定10

个组织进行计算)

 0. 12 (分男女各

 13 个组织)

 性腺

 0.20

 0.08

 膀胱食道甲状腺

 0.05

 0.04

 骨表面唾液腺皮肤

 0.01(没有规定脑和唾液腺)

 0. 01

组织权重因子值的变化其实是全身各器官辐射健康相对重要性的变化,即意味着当前防护体系对各器官敏感性的重视程度。一般而言,若某器官组织权重因子值越大,则说明该器官对全身健康越重要,在防护工作中对该器官要越重视。

七、为什么用有效剂量来评价辐射的随机性效应?

辐射防护的目的是:防止确定性效应的发生,减少随机性效应的诱发。为此目的可以用有效剂量(E)来衡量和评价随机性效应。有效剂量是以组织和器官的平均剂量为基础的,不考虑受照者的个人特征,更多的是反映男女两性人群的一个平均值,它可以在一定程度上反映受照者群体发生随机性效应(主要是癌症)风险的高低,是防护最优化中使用的一个调整了的剂量学量,目的是将计划照射或已接受的照射与剂量约束、参考水平、剂量限值等进行比较。

在放射诊疗中,有效剂量可以用来比较不同的诊断或介入操作程序的剂量,不同医院、不同国家相似操作程序的剂量,以及同一检查不同技术间的比较。它在一定程度上可以粗略地衡量低剂量辐射照射导致的随机性效应(辐射致癌)的风险,但这样的衡量的不确定性很大,在实际应用中还要充分考虑因为不同年龄、性别和人群组而导致的变化。

八、为什么用吸收剂量来评价确定性效应?

确定性效应(有害组织反应)的发生存在剂量阈值,其严重程度随吸收剂量的增加而增加,低于阈值剂量的照射,不会出现确定性效应。剂量阈值对应的是人群中有约1%的效应发生率。表征组织反应的量应使用吸收剂量,单位是Gy。如果涉及高LET辐射(如α粒子和中子),应采用相对生物效能(RBE)加权的吸收剂量,即RBE·D(Gy)。RBE是指X 射线或γ射线引起某一生物效应所需剂量与所观察的电离辐射引起同等生物效应所需剂量的比值,其取值与剂量、剂量率和研究的生物学重点有关。

九、如何理解放射性活度和比活度?

放射性活度是指处于某一特定能态的放射性核在单位时间内的衰变数,通常以秒计时,也就是放射性核素每秒钟发生衰变原子个数,放射性活度的国际制单位为贝可勒尔(Bq),曾经使用的专用单位是居里(Ci)。1Bq表示1秒钟有一个原子衰变,1克的镭-226在1秒钟发生的原子核衰变次数为3.7×1010,用Ci表示,记为1Ci,由此可知,居里与贝克的换算关系为:1Ci=3.7×1010Bq。由于有些放射性核一次衰变不止放出一个粒子或γ光子,因此,用放射探测器实验计数所得的不是该核素的放射性活度,还需利用放射性衰变的知识加以计算。

比活度也称为比放射性,指放射性物质的放射性活度与其质量之比,即单位质量(通常用重量表示)产品中所含某种核素的放射性活度。比活度的国际制单位是Bq/kg。如果是液体状态,则可以用活度浓度来表示,如Bq/kg、Bq/L等,这里的Bq是指放射性核素的活度,对应地比上其所在介质(固体kg、液体L等)就是活度浓度了,放射性核素活度浓度可以和质量浓度互相换算。

十、个人剂量监测为什么要严格限定监测和佩戴周期?

首先是TLD的发光时间衰退特征。磷光体受到电离辐射照射,晶体中的电子获得能量,从价带越过能隙,跃迁到导带,电子就从化学价键电子变成了可以自由移动的电子和自由空穴,并被陷阱能级捕获而处于亚稳态。材料中添加的精心选择的掺杂原子Mg、Cu、P等,可以稳定地捕获特定能量的电子。当晶体受热时,处于亚稳态的电子和空穴就可以获得足够的能量从陷阱能级中跃出,返回基态能级,重新成为价电子,能量差就以光子的形式释放出来。加热磷光体释放的光脉冲及其强度与吸收剂量成正比。LiF加热发光有6个峰(见图1),激发这些峰出现的加热温度和每个发光峰随时间衰退的半衰期是不一样的,第1和第2个峰出现的加热温度低,衰退时间也很短,分别为5分钟和10个小时,通过预加热将其去掉。对于测量X射线和γ射线而言,有用的主要是加热到255℃,记录第3、第4和第5个峰的脉冲及其强度。第3、4和5个峰的衰退半衰期分别为6个月、7年和80年。一般要求,探测器的时间衰退小于5%。

图1.热释光发光曲线图


其次是TLD的最低可探测水平。一般TLD的最低可探测水平是0.1mSv,也就是说累计照射的剂量要大于最低可探测水平,剂量计才能够以一定的精度给出探测结果。这就要求佩戴一定的时间,累计一定的剂量。工作场所的剂量水平较高,比如介入和核医学工作人员,佩戴时间可以短一些,而隔室操作的普放诊断,工作场所的剂量水平更低,佩戴时间要更长一些。

还有,为了及时发现辐射防护中存在的问题,佩戴和监测周期时间过长也失去了及时发现问题的意义。综合各种因素,并考虑工作方便,国内外法规和相关标准一般规定,个人外照射监测周期一般为1个月,最长不超过3个月。

具体执行中,还要结合职业照射的具体类别和预期的受照剂量,比如IAEA在其2016年要发布的《Radiation Protection and Safety in Medical Uses of Ionizing Radiation》中,建议从事隔室放射诊断操作的工作人员佩戴周期为3个月,介入和核医学工作人员为1个月。

《放射工作人员职业健康管理办法》(卫生部[2007]55号令)第十一条规定,外照射个人剂量监测周期一般为30天,最长不应超过90天。《职业性外照射个人监测规范》(GBZ128-2016)4.3.1规定,常规监测的周期应综合考虑放射工作人员的工作性质、所受剂量的大小、剂量变化程度及剂量计性能等诸多因素。常规监测周期一般为1个月,最长不超过3个月。从卫生监督执法的操作性来说,按《放射工作人员职业健康管理办法》的规定执行即可。

十一、放射工作人员个人剂量监测档案为什么要终生保存?

放射工作人员个人剂量监测是放射工作人员职业健康管理的重要内容,是保障放射工作人员职业健康的重要技术手段,是诊断职业性放射性疾病的重要依据。我国法定的职业性放射性疾病有13种,包括有害的组织反应(确定性效应)和放射性肿瘤(随机性效应)等。电离辐射导致的健康效应,特别是放射性肿瘤,经过约10年的潜伏期后,可以在生命的任何时期出现。诊断职业性放射性疾病时,个人剂量监测资料是重要的诊断依据之一。因此,原卫生部《放射工作人员职业健康管理办法》和相关的标准均规定个人剂量监测记录要终生保存。终生保存是一个通俗的说法,具体的要求可能比终生还要长久,如《电离辐射防护与辐射源安全基本标准(GB 18871-2002)》和《职业性外照射个人监测规范(GBZ128—2002)》均要求在工作人员停止放射工作后,其照射记录还要至少保存30年。

 

十二、介入放射工作人员的个人剂量计应戴在铅衣内还是铅衣外?

由于介入操作属于同室操作,工作人员必须穿着铅防护服(铅衣),个人剂量计的佩戴就成了问题。如果将个人剂量计佩戴在铅衣外,监测剂量数值肯定偏高,甚至超过限值;如果佩戴在铅衣内,一般铅衣(铅当量在0.25mm以上)可以屏蔽掉90%的射线,以此监测数据估算有效剂量肯定偏低,因为操作人员还有手臂、头面部、下肢等部位未受到铅衣的保护。为此,早在十多年前,国际放射防护委员会(ICRP)就推出85号出版物《避免医学介入操作的辐射损伤》,ICRP建议一般情况下应为介入操作人员配备至少二组个人剂量计,一组佩戴在左胸前铅衣内,一组戴在颈部铅围脖的外面,前者取0.5权重,后者取0.025权重,二者相加就是该操作人员的个人剂量,代表有效剂量。由于介入操作工作人员受照剂量较大,为了更好地评价操作的辐射风险,ICRP还建议应当在工作人员手指或手腕部、紧邻眼睛的额部或颊部各佩戴一组剂量计,以记录工作人员手部、眼部的当量剂量。

十三、核医学科工作中产生的放射性废物如何处理?

《放射诊疗管理规定》第三十条明确指出,核医学诊疗产生的放射性固体废物、废液及患者的放射性排出物应当单独收集,与其他废物、废液分开存放,按照国家有关规定处理。

核医学工作中产生的医用放射性废物处理的有关规定,主要是指《放射性废物的分类》(GB9133-1995)和《医用放射性废物的卫生防护管理》(GBZ133-2009),其处理原则是:

1.基本原则:根据所产生的废物形态及其中的放射性核素种类、半衰期、活度水平和理化性质等,将放射性废物进行分类收集,在收集过程中,应区分放射性废物与免管废物,不可混同处理,力求控制和减少放射性废物产生量。

2. 放射性废液的处理:设置放射性污水池的,对存放的放射性废液存放至符合排放要求时排放;可不设置放射性污水池的单位,应将含短半衰期核素的废液收入专门容器中存放10个半衰期后,作普通废液排放,对含长半衰期核素的废液,应专门收集存放。

(注:经审管部门确认的下列低放废液可以直接排入流量大于10倍排放流量的普通下水道:每月排放总活度不超过GBZ 18871-2002中8.6.2规定的限制要求,且每次排放后用不少于3倍排放量的水进行冲洗,每次排放应作记录并存档。)

3.放射性固体废物的处理:

(1)废物收集:按照《放射性废物的分类》(GB9133-1995)对产生的放射性废物进行分类,并做到废物的可燃与不可燃、可压实与不可压实、有无病原体毒性分开收集废物;供收集废物的污物桶应具有外防护层和电离辐射标志;污物桶放置点应避开工作人员作业和经常走动的区域;污物桶内应放置专用塑料袋直接收纳废物,装满后的废物袋应密封并及时转送贮存室,放入专用容器中储存;对注射器和碎玻璃器皿等含尖刺及棱角的放射性废物,应先装入硬纸盒或其他包装材料中,然后再装入专用塑料袋内。

(2)废物的储存:存放的放射性废物应在显著位置标有废物的类型、核素种类、比活度水平和存放日期等说明;废物包装体外表面的污染控制水平应符合:α<0.04Bq/cm2;β<0.04Bq/cm2;在储存期满后及时把废物送往废物处置单位。

(3)废物处理:焚烧可燃固体废物必须在具备焚烧放射性废物条件的焚化炉内进行;对有病原体污染的固体废物,如可以焚烧的,直接焚烧处理,不可以焚烧的,应当消毒、灭菌处理或处置。

4.放射性气载废物的处理:操作放射性碘化物等具有挥发性的放射性物质时,应在备有活性炭过滤或其他专用装置的通风柜内进行;凡使用133Xe诊断检查患者的场所,应具备回收患者呼出气中133Xe的装置,不可直接排入大气。

5.注射或服用过放射性药物的患者排泄物处理

(1)使用放射性药物治疗病人的医疗单位,必须为住院治疗病人提供有防护标志的专用厕所,对病人排泄物实施统一收集和管理。规定病人住院治疗期间不得使用其他厕所。

(2)专用厕所应具备使病人排泄物迅速全部冲洗入专用化粪池的条件,而且随时保持便池周围清洁。

(3)专用化粪池内排泄物贮存衰变后,经审管部门核准后排入下水道系统。池内沉渣如难于排出,可进行酸化,促进排入下水道系统。

(4)对可不设置专用厕所和专用化粪池的单位,应为注射和服用放射性药物(131I、32P等)的住院治疗患者提供具有辐射防护性能的尿液、粪便收集器和呕吐物收集器。收集器内的排泄物在存储衰变后,经审管部门批准可作免管废物处理。

(5)收集含131I患者排泄物时,必须同时加入NaOH或10%KI溶液后密闭存放待处理。

(6)对同时含有病原体的病人排泄物应备有专门容器单独收集,在存储衰变、杀菌和消毒处理后,经审管部门批准可排入下水道系统。

(7)下列患者排泄物不需要统一管理:注射或服用放射性药物的门诊病人排泄物;符合出院条件的病人排泄物。

十四、开展介入放射工作、放射治疗工作应当具备哪些人员?

《放射诊疗管理规定》规定,开展介入放射学工作的,应当具有:大学本科以上学历或中级以上专业技术职务任职资格的放射影像医师;放射影像技师;相关内、外科的专业技术人员。开展放射治疗工作的,应当具有中级以上专业技术职务任职资格的放射肿瘤医师;病理学、医学影像学专业技术人员;大学本科以上学历或中级以上专业技术职务任职资格的医学物理人员;放射治疗技师和维修人员。因此,医疗机构只有具备了上述人员,其资格或学历等符合规定,方能开展介入放射学、放射治疗工作。
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