一、描寫Υ射線劑量大小的物理量和單位
當Υ射線照射物質時,一部分被物質吸收,另外一部分穿透物質。Υ射線照射人體時,同樣也要被人體組織吸收掉一部分。這部分被人體吸收的Υ射線,有可能對人體造成一定的影響。為了建立一個統一的尺度來衡量Υ射線對人體危害的大小,沿用了醫學上表示藥量多少的“劑量”一詞。也就是說,根據人體受到的Υ射線劑量的大小,來描寫人體可能受到的危害程度。為了后面討論方便,首先介紹描寫與Υ射線劑量大小有關的三種物理量和單位。
(一) Υ射線照射量X
Υ射線照射量描寫的是空間某一點處的空氣吸收的Υ射線的多少。照射量X僅對空氣而言。不管放射源附近空間某一點處有無人體或其它物質存在。該點處的照射量是一確定的值。照射量的專用單位為倫琴(R)。定義為:在一個大氣壓0℃的標準狀態下,空間某一點處的1公斤空氣中,由于Υ射線照射總共產生了電荷量各為2.58×10-4庫侖的正負離子,則該點處的Υ射線照射量為1倫琴。
1倫琴=103毫倫=106微倫
同樣受到1倫琴的照射,有的是1年中受到的,有的是一天或1秒鐘受到的對體的影響是不同的。因此引入照射量率X,它的單位是倫琴/小時,毫倫/小時,微倫/秒等。
上面的倫琴叫做專用單位,是歷史上沿用下來的,我們國家正在推廣國際制單位。1990年以前要完成向國際制單位的過渡。照射量的國際制單位為庫侖/千克(C•Kg-1)。沒有專門的名稱和符號,兩種單位的關系為:
1倫琴(R)=2.58×10-4庫侖/千克
(C•kg)
1c•kg-1=3.877×103倫琴(R)
(二)Υ射線的吸收劑量D
同樣的照射量下,不同的物質吸收的Υ射線能量是不一樣的。例如:肌肉和骨胳都受了1倫琴的照射,骨胳吸收的能量要多些。因此,又引入了吸收劑量的概念,它表示的是某種物質吸收Υ射線能量的多少。吸收劑量的專用單位叫做拉德(rad)。1克物質從Υ射線中吸收了100爾格的能量。則吸收劑量為1拉德。即:
1拉德=100爾格/克
吸收劑量率的單位是拉德/小時,毫拉德/小時等等。
吸收劑量的國際制單位叫戈瑞,符號是GY,其大小為1戈瑞=1焦耳/公斤(J•Kg-1)。兩種單位的關系為:
1拉德(rad)=10-2戈瑞(GY)
1戈瑞(GY)=102(rad)
吸收劑量與照射量呈正比關系,即:
D=C•X
C值隨Υ射線能量及被照射物質的不同而不同,在我們所使用的60CO及137CS放射源情況,對人體組織器官來說,當D以拉德為單位,X以倫琴為單位時,C≈1。
(三)劑量當量H
射線對人體的影響,除與吸收的能量即吸收劑量大小有關外,還與射線的種類有關,也就是說,不同種類的射線對人體的影響不同。例如:同樣是1拉德的吸收劑量,a射線對體的危害要比Υ射線大得多。為了描述射線對生物肌體危害的大小,又引入了“劑量當量”的概念。劑量當量等于吸收劑量乘上品質因數。其專用單位叫做雷姆(rem)。即:
H=DQN
對Υ射線,品質因數Q=1,N是其它修正因子,目前指定為1。所以當生物組織受到Υ射線照射時,吸收劑量為1拉德。則劑量當量就是1雷姆。如前所述,劑量當量率的單位為雷姆/時,毫雷姆/時,微雷姆/秒等等。
劑量當量的國際制單位為希沃特(SV)
1希沃特(SV)=1焦耳/公斤(Jkg)
兩種單位之間的關系為:
1雷沃(rem)=10-2希沃特(SV)
1希沃特(SV)=102雷沃(rem)
上面講了三種與Υ劑量大小有關的物理量和單位,比較難記,但有一個簡單而重要的結論,應該記住,對Υ射線照漸人體組織而言,當照射量為1倫琴時,吸收劑量近似為1拉德。劑量當量近似為1雷姆。也就是說,三個量的單位不同,但數值大致相等。這對劑量計算來說,是很方便的。
二、日常生活中受到的照射
一個人不管是否接觸放射源,在日常生活中都不斷受到射線的照射。首先是天然本底的照射,所謂天然本底照射,指的是來自宇宙線以及土壤、建筑物、大氣、水、食物中所含的放射性核素造成的照射。世界上各地區天然本底是不同的。例如,北京地區的天然本底照射約為200毫雷姆/年,我國南方高本底地區可達370毫雷姆/年。印度喀拉拉邦的獨居石礦區附近的本底為13雷姆/年。人類在這樣的循環長期繁衍下來,既使在高本底地區,也未發現健康異常。所以人類肌體具有耐受一定劑量的能力。
除天然本底照射外,日常生活中還要受到其他一些照射,如帶夜光表、照透視、看電視、乘飛機等(參看表3-1)。如果用放射線治療疾病(治癌),區部會受到相當大劑量的照射。可見,幾乎每個人都在和射線打交道。只是過去不太了解罷了。這也再次說明射線并不那么神秘可怕。
表3-1 日常生活中受到的照射
北京地區天然本底照射 200毫雷姆/年
帶老式夜光表手腕受到的照射 1毫雷姆/時
肺部透視受到的照射 50-100毫雷姆/次
看電視受到的照射 1毫雷姆/年
乘飛機受到的照射 0.5毫雷姆/時
每天吸20支煙肺部受到的照射 50-100毫雷姆/年
治癌局部受到的照射 3000-7000雷姆
三、射線對人體的危害
射線可以破壞肌體組織的細胞結構,從而引起病變。受到100雷姆以下的劑量時絕大多數人無臨床反應,少數有反應,經過休養治療,肌體組織可以通過新陳代謝自行恢復。大劑量照射。如一次受到200-600雷姆的劑量。就會得白血病(即“血疑”中的情況),一次受到1000雷姆以上的劑量,幾天之內就會死亡。這正是原子彈、氫彈等核武器的殺傷力的一個方面。
射線對人體的危害有兩種,一種發生在受照人體本身,一種發生在后代身上,這兩種危害分為隨機效應和非隨機效應兩類。所謂隨機效應,就是說發生的幾率與劑量大小有關,受到劑量越大,發生的幾率越高,但沒有一個確定的值。低于它就不發生,高于它就發生。像癌以及遺傳性疾病就屬此類。所謂非隨機效應,指其嚴重程度與劑量有關,而且可能存在著劑量的閾值。即只有所受的劑量超過閾值,才能發生這種效應。如白內障,不育癥等,就屬此類。小劑量照射,非隨機效應不可能發生,但不能完全排除發生隨機效應的可能性。
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