放射性氚的毒理学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 氚的放射毒理学,放射医学与防护学院,岳 凌,氚（,tritium,，,3,H,或,T,）,氢有三种同位素，即氕,(,1,H),、氘,(,2,H),、氚,(,3,H),，其中氚是放射性同位素。,2,一、辐射和化学特性,氚的辐射特性,Tp=12.33a,3,1,H,3,2,He+e,，,粒子平均能量为,5.7KeV,，最大能量,18.6KeV,，较低，相当于,14,C,的,1/8,，,32,P,的,1/100,。,在空气中平均射程,0.56m,3,核素氚易转化为氚水（,HTO,T,2,O,）。,氧化反应,同位素交换反应,氚单位（,tritium unit,，,TU,）,当,10,18,个氢同位素混合原子中含有一个氚原子时，称为一个氚单位。,1,个氚单位水的浓度为,0.12Bq/L,。,4,氚的化学性质,与氢相似，且氚属于低毒性核素。,同位素质量效应,由于,3,1,H,和,1,1,H,的质量数差异，氚所参与的化学反应的反应常数与氢不同，从化学键能上看，,C-,3,H,共价键比,C-,1,H,共价键稳定，因此与,C-,1,H,有关的生化反应可因氚取代了氢而发生改变。,5,具有放射毒理学意义的氚化合物,氧化物：,氚水,氚气：,HT,或,T,2,难溶性氚化合物：,金属化合物、含氚发光涂料,可溶性氚的有机化合物：,生物物质,氚标记化合物：,3,H-TdR,6,二、环境中氚的来源和循环,1.,环境中氚的来源,天然氚,人工氚,7,天然氚,宇宙射线与大气中的氮、氧作用产生（宇生放射性核素）,太阳系及其它星球,8,人工氚,核爆炸,核反应堆,氚靶（加速器）,氚标记化合物,发光涂料,9,核爆炸（氢弹试验）,大气层核爆产生的氚形成氚水并随雨雪降到地球表面,地下核爆时，岩石中的锂俘获中子可产生大量氚。,10,11,12,核反应堆,核燃料的三裂变,氘、硼、锂等轻元素的中子活化,13,2.,氚在环境中的循环,核素氚可经氧化反应和同位素交换反应转化为氚水，并加入到自然水的循环。,有机结合氚（,organically bound tritium,，,OBT),氚水中的氚能结合到动植物有机分子中去，形成氚的化合物。,14,环境中的氚可通过物理、化学交换和生物转化等方法在自然界中循环。,氚的扩散性强，渗透性强，吸附性强,防护困难。,15,3.,氚在环境中的发生与人类的暴露,氚在空气中的暴露水平,氚在土壤中的暴露水平,氚在水中的暴露水平,氚在食物中的暴露水平,16,17,三、体内代谢,吸收,分布和滞留,排除,1.,吸收,氚水,核素氚,有机结合氚,氚标记化合物（如,DNA,前体物质）,18,氚水,（危害较大）,胃肠道：,氚水,，,小肠，肠粘膜毛细血管,呼吸道：,氚水蒸气,皮肤：,氚水：浸渍作用和扩散作用,氚水蒸气：扩散作用,19,核素氚,呼吸道：,危害较小，万分之一,核素氚的放射云：,肺部（主要）、皮肤（可忽略）,20,有机结合氚,胃肠道,胎盘、乳汁,呼吸道,氚标记化合物（如,DNA,前体物质）,食入：,胃肠道，掺入,静脉注入,21,2.,分布和滞留,分布特点,呈全身性相对均匀性分布,22,组织结合氚,通过同位素交换或酶促反应，体内氚部分掺入到有机分子中形成。,可交换的有机结合氚,凡与有机分子中的氧、氮、硫和磷结合的氚，容易再交换出来，此有机结合氚称之。,牢固的有机结合氚,凡与有机分子中的碳结合的氚比较稳定，其是通过酶促反应而与碳结合的，不易再交换出来，此有机结合氚称之。,23,氚在体内的分布,氚水：,含水量多的组织，氚含量相对较多，如肝脏、肌肉等,吸入氚气,摄入体内的有机结合氚,DNA,前体物质,24,可交换的,有机结合氚,体水氚,牢固的,有机结合氚,a,d,c,b,排除,e,氚水在体内分布的代谢动力学（三,隔室模型,）,体内氚的滞留动态函数,A(t)=A,1,e,-0.693t/T1,+A,2,e,-0.693t/T2,+A,3,e,-0.693t/T3,26,3.,排除,排除途径,吸入核素氚：,呼气,氚水：,主要经尿、呼气、汗，少量经唾液、乳汁、粪便,27,体液氚的有效半减期与体水的更新有关。,Te=0.693,42000/3000,10d,Te,的影响因素：,环境温度、劳动强度、体水含量、年龄、饮水量、季节等,28,四、氚内照射剂量估算,摄入氚水的内照射剂量估算,摄入氚气的内照射剂量估算,29,五、损伤效应,损伤效应,氚水、核素氚,确定性效应,(deterministic effects),随机性效应,(stochastic effects),30,1.,确定性效应,急性毒性作用,亚急性毒性作用,慢性毒性作用,对,DNA,的损伤作用,对细胞的损伤效应,对生殖细胞的影响,致染色体畸变,对子代的影响,31,氚致转换突变效应,3,1,H,掺入到分子中成为分子的一个成分，如,DNA,中，因为,3,1,H,衰变，使,3,1,H ,3,2,He+e,，分子成分突然发生变化，此过程称为氚致转换突变；由此引起的一系的效应，称转换突变效应。,32,2.,随机性效应,致癌效应,致遗传效应,33,致癌效应,氚水,白血病、几乎所有组织的肿瘤,3,H-TdR,：、,淋巴肉瘤、肝癌、甲状腺癌,34,致遗传效应,基因突变,显性致死突变、骨骼显性突变等,生殖细胞染色体畸变,生殖细胞稳定性染色体畸变：,染色体相互易位,氚水遗传效应的指标：,精原细胞色体染易位,35,3.,剂量效应的评价,非致癌的剂量效应,致癌的剂量效应,36,六、加速排除,医疗措施,大量,饮水,利尿,剂,37,思考题,氚在体内分布的特点,2.,有机结合氚,、,可交换的有机结合氚,、,牢固的有机结合氚,3.,氚的损伤效应,38,