2016研究生实验室生物安全.ppt
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1、辐射生物安全辐射生物安全RadioactiveBiosafety中山大学中山医学院中山大学中山医学院卢汉平卢汉平Email:2016.9内容内容辐射相关的基本概念辐射相关的基本概念辐射的应用与危害案例回顾辐射的应用与危害案例回顾辐射效应辐射效应辐射防护常用计量单位辐射防护常用计量单位辐射防护原则辐射防护原则实验室放射性核素使用规程实验室放射性核素使用规程辐射应急与国民安全素养辐射应急与国民安全素养与辐射相关的基本概念与辐射相关的基本概念辐射辐射(radiation)由某些由某些物质或装置物质或装置发射发射射线的过程射线的过程辐射源辐射源(radiationsource)通过发射电离辐通过发射电
2、离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体一切物质或实体电离辐射电离辐射(ionizingradiation)能在物质中能在物质中产生离子对的辐射产生离子对的辐射与辐射相关的基本概念与辐射相关的基本概念放射性核素与核衰变放射性核素与核衰变(radioactivenuclide&decay)自发地自发地发生核内发生核内成分成分或或能态能态改变而转变为另改变而转变为另外一种核素,同时释放出外一种核素,同时释放出射线射线的核素为放射的核素为放射性核素性核素,此过程为核衰变此过程为核衰变.核素核素(nuclide)123I125I127I130I131I13
3、2I 同位素同位素(isotope)125I127I131I、14C12C 同质异能素同质异能素(isomer)99mTc99Tc)衰变规律衰变规律 单位时间衰变的原子核数目与核的总数单位时间衰变的原子核数目与核的总数成正比,且随时间遵循一定的规律而减成正比,且随时间遵循一定的规律而减少。单位时间衰变的分数少。单位时间衰变的分数(衰变常数)(衰变常数),以及多少时间衰变掉一半,以及多少时间衰变掉一半(半衰期)(半衰期)都是确定的。都是确定的。设当设当t=0时核数为时核数为N0,经过,经过t时间衰变后,时间衰变后,剩下的原子核数为剩下的原子核数为:为衰变常数(为衰变常数(decayconstan
4、t)与辐射相关的基本概念与辐射相关的基本概念半衰期半衰期(half-life,T1/2)放射性核素衰变其原有核素一半所需时间放射性核素衰变其原有核素一半所需时间 (3H:T1/2=12.35;14C:T1/2=5730a;32P:T1/2=14.28d;125I:T1/2=60d)意义:试剂的保存意义:试剂的保存 废物处置废物处置与辐射相关的基本概念与辐射相关的基本概念放射性活度放射性活度(radioactivity,A)单位时间内发生衰变的次数单位时间内发生衰变的次数:At=A0e-t=A0e-0.693/T t单位单位Bq:放射性核素在:放射性核素在1 1秒内发生秒内发生1 1次核衰变次核
5、衰变旧单位旧单位:居里居里(Ci)1Ci=3.71010Bq=37GBq1mCi(毫居里)(毫居里)=3.7107Bq=37MBq1uCi(微居里)(微居里)=3.7104Bq=37kBq1Bq=2.70310-11Ci与辐射相关的基本概念与辐射相关的基本概念比活度比活度(specificactivity)单位质量的放射性活度单位质量的放射性活度(40Ci/mmol,1.5TBq/mmol)放射性浓度放射性浓度(radioactiveconcentration)单位体积溶液中的放射性活度单位体积溶液中的放射性活度(1mCi/ml)放射化学纯度放射化学纯度(radiochemicalpurity
6、)放射性标记化合物的放射性活度占该样品的总放射性标记化合物的放射性活度占该样品的总放射性活度的百分比。放射性活度的百分比。放射性测量放射性测量测量方式测量方式液体闪烁测量:液体闪烁测量:射线射线固体闪烁测量:固体闪烁测量:射线射线本底(本底(background)没有放射性样品的情况)没有放射性样品的情况下,仪器所测的计数称为本底计数。下,仪器所测的计数称为本底计数。测量效率(测量效率(detectionefficiency)dpm&cpmdpm:核素每分钟衰变数核素每分钟衰变数(1uCi=2.22106dpm)cpm:仪器每分钟计数率仪器每分钟计数率cpm/dpm100%=E(仪器测量效率)
7、(仪器测量效率)品质因素(品质因素(figureofmerit,F)F=E2/B品质因素是评价不同测量条件,品质因素是评价不同测量条件,测量测量方法的重要质量指标。品质因素越高仪方法的重要质量指标。品质因素越高仪器测量灵敏度越高器测量灵敏度越高。辐射危害辐射危害二十世纪核辐射事件二十世纪核辐射事件利特维年科事件利特维年科事件2006年年11月月1日日,43岁的亚历山大岁的亚历山大利特维利特维年科年科,因身体不适住进医院。此后他不断呕吐因身体不适住进医院。此后他不断呕吐,大量脱发大量脱发,检检查表明查表明,中枢神经、心脏、肾和骨髓都遭到不同程度的伤害中枢神经、心脏、肾和骨髓都遭到不同程度的伤害,
8、于当月于当月23日晚不治身亡。日晚不治身亡。检查尿液发现放射性核素钋检查尿液发现放射性核素钋-210的含量极高。的含量极高。210Po:1898居里夫妇在处理铀矿居里夫妇在处理铀矿时发现一种新元素时发现一种新元素,为了纪念居里为了纪念居里夫人的祖国波兰夫人的祖国波兰,他们把这种新元他们把这种新元素定名为钋素定名为钋(拉丁文拉丁文:Polonium)。在元素周期表内的原子序数为在元素周期表内的原子序数为84,是银白色的金属。现已知道钋有是银白色的金属。现已知道钋有25个同位素个同位素,均有放射性均有放射性,钋钋-210是是其中的一个核素其中的一个核素,也称为镭也称为镭F(RaF,、T1/2138
9、d)辐射危害辐射危害二十世纪核辐射事件二十世纪核辐射事件巴西铯巴西铯-137丢失事故丢失事故1987年年9月巴西发生一起放射源铯月巴西发生一起放射源铯-137(137Cs,、T1/230.17a)丢失事故丢失事故,当局对公众和城市环境采取干当局对公众和城市环境采取干预措施。预措施。7个地区被隔离个地区被隔离,42个家庭被撤离个家庭被撤离,6家建筑家建筑物被拆毁物被拆毁,对对58个公共场所去除放射性污染个公共场所去除放射性污染,49人需人需要治疗要治疗,28人有局部辐射损伤人有局部辐射损伤,20人住院人住院,4人死亡。人死亡。112000个居民去医疗机构要求检查有无受到铯个居民去医疗机构要求检查
10、有无受到铯-137污染。应急处理持续了污染。应急处理持续了6个月个月,给巴西社会造成很大给巴西社会造成很大经济损失。经济损失。二十世纪核辐射事件二十世纪核辐射事件切尔诺贝利核电站事故切尔诺贝利核电站事故1986年年4月月26日日,前苏联发生的切尔诺贝前苏联发生的切尔诺贝利核电站事故利核电站事故,203人被诊断为放射病,人被诊断为放射病,死亡人数达死亡人数达31人人,给当时苏联社会造成很给当时苏联社会造成很大损失大损失,受放射性核素污染地区的居民至受放射性核素污染地区的居民至今还生活在辐射危害的阴影中。今还生活在辐射危害的阴影中。日本福岛第一核电站核事故日本福岛第一核电站核事故日本福岛日因里氏日
11、本福岛日因里氏9.0级强震及海啸造成级强震及海啸造成两座核电站的两座核电站的5个机组停转,日本政府为个机组停转,日本政府为此已宣布此已宣布核能紧急事态核能紧急事态,并于,并于12日首次日首次确认核电站出现泄漏,大批居民被疏散。确认核电站出现泄漏,大批居民被疏散。大量人员受到不同程度的核辐射。大量人员受到不同程度的核辐射。案例分析案例分析二十世纪核辐射事件二十世纪核辐射事件1983年墨西哥年墨西哥60Co源丢失源丢失在在华雷斯市华雷斯市,一个没有放射源许可证的单位将一一个没有放射源许可证的单位将一枚废弃不用的枚废弃不用的60Co放射源卖给了废品收购站放射源卖给了废品收购站,运输途中装内有运输途中
12、装内有6010个个60Co粒的铅罐破裂粒的铅罐破裂,其中其中700粒不知去向粒不知去向,存留的存留的60Co粒被冶炼厂回炉制粒被冶炼厂回炉制成了金属物品成了金属物品,致使在销往墨西哥和美国等数致使在销往墨西哥和美国等数千吨金属铸件、钢筋和铸铁板,几个铸造车间、千吨金属铸件、钢筋和铸铁板,几个铸造车间、街道、数以百计的房屋和金属制品受到污染约街道、数以百计的房屋和金属制品受到污染约有数千人受到照射。有数千人受到照射。辐射危害案例辐射危害案例2008年年8月比利时医学实验室放射性碘泄露月比利时医学实验室放射性碘泄露沙勒罗瓦的国家放射性物质研究所生产放射沙勒罗瓦的国家放射性物质研究所生产放射性碘用于
13、治疗癌症。检测结果显示,实验室性碘用于治疗癌症。检测结果显示,实验室附近提取的草类样本放射性碘含量严重超标,附近提取的草类样本放射性碘含量严重超标,这是比利时境内发生的最严重的放射性泄漏这是比利时境内发生的最严重的放射性泄漏事件。核物质监管机构把这次事件严重等级事件。核物质监管机构把这次事件严重等级定为定为3级。比利时核物质监管机构级。比利时核物质监管机构28日晚警告日晚警告实验室附近居民不要食用自家种植的蔬菜或实验室附近居民不要食用自家种植的蔬菜或在附近草地放牧。在附近草地放牧。辐射危害案例辐射危害案例1980年某研究所用年某研究所用5.3万居里万居里60钴(钴(60Co:T1/25.27a
14、,-0.315MeV,1.332MeV)放射源辐照放射源辐照加工聚四氟乙烯物品,由于防护门安全联锁装加工聚四氟乙烯物品,由于防护门安全联锁装置失灵而违章操作,致使置失灵而违章操作,致使1名名25岁的男性工作人岁的男性工作人员两次误入辐照室内约员两次误入辐照室内约40秒,该男性走出钴源秒,该男性走出钴源室即感面部发热、头晕、口唇麻木肿胀、眼结室即感面部发热、头晕、口唇麻木肿胀、眼结膜及耳廓充血。半小时后开始恶心,膜及耳廓充血。半小时后开始恶心,1小时后开小时后开始呕吐,始呕吐,2小时内共呕吐小时内共呕吐8次。导致急性辐射损次。导致急性辐射损伤。伤。辐射危害案例辐射危害案例某高校一位生命科学专业的
15、研究生,在进某高校一位生命科学专业的研究生,在进行同位素示踪实验时(碘行同位素示踪实验时(碘-131),由于实验方由于实验方法有误,导致不能检测到示踪元素。但他法有误,导致不能检测到示踪元素。但他却错误地认为是同位素试剂的浓度不够,却错误地认为是同位素试剂的浓度不够,一味加大同位素试剂的用量,最后导致白一味加大同位素试剂的用量,最后导致白细胞减低。细胞减低。某高校进行实验室搬迁,雇工来负责搬某高校进行实验室搬迁,雇工来负责搬运清理,其中有位搬运工发现某仓库中运清理,其中有位搬运工发现某仓库中有十几只篮球般大小的铅罐,打开了其有十几只篮球般大小的铅罐,打开了其中一只,见有几颗小金属粒就准备重新中
16、一只,见有几颗小金属粒就准备重新盖好,这时正好有知情的老师过来,告盖好,这时正好有知情的老师过来,告诉他这是放射性物质专门储藏罐,并告诉他这是放射性物质专门储藏罐,并告之这位民工他已受到了辐射,需马上送之这位民工他已受到了辐射,需马上送医院检查。所幸的是该放射性物质的强医院检查。所幸的是该放射性物质的强度一般,而且接触时间短,就医及时,度一般,而且接触时间短,就医及时,住院半个月后身体恢复健康。住院半个月后身体恢复健康。据不完全统计,从据不完全统计,从1945年年1985年,各年,各国发生的重要核事故国发生的重要核事故50起以上,其中临起以上,其中临界事故伤亡界事故伤亡60余人(死亡余人(死亡
17、9人),全身人),全身外照射伤亡外照射伤亡90人以上(死亡人以上(死亡18人)。人)。二十世纪核辐射事件二十世纪核辐射事件辐射危害辐射危害我国我国19501987年间年间29个省市自治个省市自治区发生大小核事故有区发生大小核事故有558起,不同起,不同程度的受照射人员程度的受照射人员2166人,其中被人,其中被诊断为急性放射病者诊断为急性放射病者31人,亚急性人,亚急性放射性病放射性病3人,放射性皮肤烧伤人,放射性皮肤烧伤163人,放射反应人,放射反应9人。人。年代年代地点地点原原 因因受照人数受照人数(剂量)(剂量)性质或结果性质或结果19541954马绍尔马绍尔群岛群岛美国氢弹试验,核当量
18、和风向估美国氢弹试验,核当量和风向估计错误,落下灰似雪片飘落计错误,落下灰似雪片飘落日本渔民日本渔民23人受照,人受照,1人人死亡死亡核试验污染事故核试验污染事故19611961英国英国驻英美军一架带有核弹头的驻英美军一架带有核弹头的F-F-100100战机在启动时引擎起火,原战机在启动时引擎起火,原子弹被烧变形子弹被烧变形核武器潜在事故核武器潜在事故19631963安徽安徽6060CoCo源丢失被人检到源丢失被人检到6人(人(28Gy)67人(人(1Gy)放射源事故,死亡放射源事故,死亡2 2人人19721972武汉武汉6060CoCo治疗机源脱落治疗机源脱落1616天天20人(人(0.75
19、Gy)放射源事故放射源事故19801980上海上海两次误入两次误入6060CoCo辐照室并停留辐照室并停留3030秒秒1(5.2Gy)放射事故,放射事故,1010年后死于白血病年后死于白血病19851985牡丹江牡丹江137137CsCs被取走转移被取走转移9人(人(815Gy)3 3人患急性放射病人患急性放射病19891989湖南湖南料位计放射源(料位计放射源(137137CsCs)检修时掉)检修时掉入球磨机被粉碎,混入水泥出售入球磨机被粉碎,混入水泥出售不详不详该水泥用于水利建设该水泥用于水利建设19901990上海上海误入辐照室误入辐照室5人(人(25.2Gy)2人(人(1112Gy)死
20、亡死亡2 2人人 典型核或放射突发事件举例典型核或放射突发事件举例 年代年代地点地点 原因原因受照人数受照人数(剂量剂量)性质或结果性质或结果19921992山西忻州山西忻州6060CoCo源丢失被人检到源丢失被人检到90余人余人死亡死亡3 3人人19941994重庆重庆自带自带125125I I放射源乘汽车,源丢失放射源乘汽车,源丢失不详不详造成恐慌造成恐慌19961996吉林市吉林市192192IrIr丢失被工人检到丢失被工人检到下肢下肢3.7kGy,全身全身10Gy残废残废19991999俄罗斯俄罗斯车臣恐怖分子警告用放射性物质车臣恐怖分子警告用放射性物质袭击俄政府目标袭击俄政府目标拟放
21、射攻击事件拟放射攻击事件20002000柬埔寨柬埔寨3 3名越南人走私名越南人走私9.6Kg9.6Kg浓缩铀浓缩铀扩散核物质,被逮捕扩散核物质,被逮捕20002000日本日本在大阪地铁站释放在大阪地铁站释放125125I I物质物质恐怖活动,被逮捕恐怖活动,被逮捕20022002广州广州假证明购买假证明购买192192IrIr放射源并安装在放射源并安装在屋顶天花板,通过施源器送入对屋顶天花板,通过施源器送入对方屋顶,报复伤人方屋顶,报复伤人7070余人余人报复伤人,罪犯判死缓报复伤人,罪犯判死缓2005200520082008重庆重庆美国美国192192IrIr密封源因卡源,锉刀修复后密封源因
22、卡源,锉刀修复后192192IrIr粉末泄露粉末泄露卫星失控将落入地球卫星失控将落入地球污染医院环境污染医院环境导弹空中击落导弹空中击落典型核或放射突发事件举例典型核或放射突发事件举例 辐射的用途辐射的用途医学:临床诊疗、基础研究医学:临床诊疗、基础研究工业:工业:探伤、测厚、材料改探伤、测厚、材料改探伤、测厚、材料改探伤、测厚、材料改 性、性、性、性、结构分析结构分析结构分析结构分析 农业:育种、品种改良、保鲜农业:育种、品种改良、保鲜农业:育种、品种改良、保鲜农业:育种、品种改良、保鲜 地质:找矿地质:找矿地质:找矿地质:找矿 考古:年代分析考古:年代分析考古:年代分析考古:年代分析 能源
23、:反应堆能源:反应堆能源:反应堆能源:反应堆 军事军事军事军事环境中的辐射环境中的辐射医用辐射医用辐射天然本底天然本底核电站核电站其他其他(建材、微波建材、微波)环境中的辐射环境中的辐射环境中的辐射环境中的辐射医用辐射医用辐射学科分类学科分类电离辐射的医学应用电离辐射的医学应用X X射线诊断学射线诊断学射线诊断学射线诊断学临床核医学临床核医学放射肿瘤学放射肿瘤学传统传统数学化数学化诊断诊断治疗治疗远距放疗远距放疗近距放疗近距放疗透视透视摄影摄影造影造影断层断层XCTDSADRCR扫描机扫描机相机相机SPECTPET敷贴敷贴腔内腔内插植插植放射性放射性药物药物射线射线X射线射线电子束电子束中子中
24、子重粒子重粒子后装腔内后装腔内组织间组织间横技术横技术术中术中影像医学影像医学图像存储与传图像存储与传输系统输系统介入放射学介入放射学超声成像超声成像磁共振成像磁共振成像医用辐射源分类医用辐射源分类辐辐射射源源电源性电源性辐射源辐射源物质性物质性辐射源辐射源60Co、241Am、137Cs、125I、90Sr等等开放性开放性辐射源辐射源密封性密封性辐射源辐射源射线型射线型辐射源辐射源复合型复合型辐射源辐射源3H、14C、89Sr、131I、99mTc等等X射线机、射线机、CT、电子直线加速器等、电子直线加速器等回旋加速器(回旋加速器(制造制造11C、13N、15O、18F)20分、分、10分、
25、分、2分、分、109分分辐射危害辐射危害居里及其女儿的白血病居里及其女儿的白血病居里及其女儿的白血病居里及其女儿的白血病早期夜光表表盘制作工人的骨癌。早期夜光表表盘制作工人的骨癌。早期夜光表表盘制作工人的骨癌。早期夜光表表盘制作工人的骨癌。X X X X光发现者伦琴手上的特异性皮炎光发现者伦琴手上的特异性皮炎光发现者伦琴手上的特异性皮炎光发现者伦琴手上的特异性皮炎放射性职业病放射性职业病放射性职业病放射性职业病放射源丢失放射源丢失放射源丢失放射源丢失核爆后遗症核爆后遗症核爆后遗症核爆后遗症辐射效应辐射效应n电离辐射的生物学作用电离辐射的生物学作用直接作用(直接作用(directeffect)射
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