翻译书稿辐射的生物效应2.docVIP

2 辐射的生物效应 2.1 照射的方式 当人遭受来自于体外辐射源的电离辐照时，就是大家熟知的外照射。如果照射源碰巧在体内，那么照射就叫内照射。 体外的放射源可能释放多种辐射：α或β粒子、γ射线、X射线和中子。即使α和β辐射不屏蔽，因为它们是带电粒子，在空气中它们也会快速衰减。因此就对人体的能量传输而言它们的效应非常小。另一方面，电磁辐射，诸如γ射线、X射线能够在空气中传输较远距离，同时传输较大的能量给人体。另外，在临近核反应堆工作的辐照工人可能被中子辐照。中子是非带电粒子，可以在空气中运动较长距离。外部照射的剂量计算在第一章作了叙述。 当放射性粒子被吸入、被污染的食物被吞下或放射性通过伤口进入人体时，将出现内部照射。内部照射比外部照射更危险，因为照射源残留在体内，而外部照射可以远离放射源。内部辐射和外部辐射效应都可能严重或糟糕，这取决于照射量。出于生物防护的目的，两种类型的辐射都需要评估和累加。本章涉及了人体的内部和外部辐照效应。 2.2 辐射效应 生物有机体吸收放射能产生的效应可能是有害的。伤害的类型和层度不但取决于被有机体吸收能量的数量，而且还有吸收率、能量给予的辐射类型。 如果吸收剂量高则伤害效果就变得非常明显，或者是短时间内临床可以检测到的，那么这个效应就称之为确定效应。另一方面，如果剂量低，可能在长时间内不发生伤害效应，可能在被辐照人体出现恶性肿瘤或子女的遗传学缺陷。这就是大家知道的随机效应，意思是在本质上是随机的或统计学意义的。 辐照效应可以根据辐照强度分类。如果辐照强度高或非常高。那就叫急性辐照。这种辐照时间非常短，因为没有人在任何时候会停留在高强度辐照下。效应将在辐照不久后显现，因此它们也称之为早期效应。显然急性照射将导致一个确定效应。急性辐照在核爆或严重的核事故如临界意外等情况下出现。另一方面，如果辐照的强度小但延续了较长时间，那么称之为慢性照射。由于辐照量小的效应要花较长时间，因此它们叫延迟效应。慢性辐照来源于一天天的辐射工作，在家和工作场所的氡辐照。慢性辐照在本质上是随机的。这些效应出现要较长时间：白内障要在2年后出现，白血病形成可能要许多年，肺癌形成可能要长达20年。 为了理解辐射效应，就有必要更好的认识剂量反应特征，这就是接下来部分的要作的。 2.3 剂量反应特征 生物对辐射剂量的反应可以大概分为两类：一种是出现在高剂量或高剂量率，其它的出现在低剂量或低剂量率。来自于高剂量或高剂量率的的效应在短时间内变得非常明显，能够明显辩别。因此这个反应是确定的。确定效应的例子有：皮肤灼伤，白内障、呕吐、普通不适等。极端情况下，导致中枢神经系统故障。身体内建的修复机制总是力求战胜伤害，只有当人体的修复能力被超越时，损伤才变得明显。因此对于确定效应的发生，一定存在一个最低剂量，在此之下效应是非确定的，这就是确定效应剂量强度的阈值水平。对低剂量或低剂量率，机体可能克服较小的损伤，不会马上出现外在的损伤表现。虽然如此，机体可能在事故后要较长时间承受损伤的痛苦。在发生事故和损伤表现出现这个期间叫潜伏期。在潜伏期，机体的修复机制试图修复损伤。在一个健康人，辐射损伤可能完全被修复。因此没有永久的损伤发生；因而同一损伤对一个身体虚弱的人来说，可能不会完全修复。在潜伏期后，损伤以恶性肿瘤表现出来。 2.3.1 辐射的随机效应 辐射随机效应适用于剂量水平低于阈值时。这些效应的发生是由于对细胞有害的辐射效应存在一个有限概率，即使当剂量水平非常小时。在2.6.4节将展示，即使一个单细胞的损伤，在经历一个持续的和多变的潜伏期后，都可能最终导致恶性疾病发展。虽然多级克隆生长是目前恶性疾病发展的假定模型。整个过程的初始阶段可能以人体组织的一个单轨辐射开始。因此，假定不存在无害的和安全的辐射水平是有先见之明的。用另一句话说，对于随机效应，不存在阈值水平，那么剂量反应曲线必须通过起点。 接下来的问题是剂量反应曲线的形状是什么？对于没有任何外在损伤特征、剂量水平低或非常低的生物效应量度是非常困难的。依据来源于统计研究。暴露在低剂量水平辐射下患癌症风险的定量信息来自于对暴露在中或高水平剂量或剂量率的人口的流行病学研究。用于流行病学研究的信息有三个重要来源是：广岛和长崎核武器爆炸的幸存者，暴露在医学辐射的病人和暴露在辐射中的核工业工人。这些研究表明，辐射损伤随着剂量或剂量率增长而增长（至少对于LET）。出于在低剂量或低剂量率情况下的生物防护目的，假定了一个诱发癌症的的剂量反应曲线的线性变化。辐射损伤以癌作为低剂量函数的形式来估计是基于中高剂量或剂量率可察觉的效应，然后把这种效应转用到低剂量或低剂量率情况下。这个效应参数叫剂量或有效剂量率因子（DDREF）[1]。随机效应的的剂量反应曲线被假定为直线，如图2.1（或3.1部分）