电离辐射的物理、化学、生物效应

电离辐射对任何有机物体的照射根据作用时间的差异大致可以分为物理、化学和生物变化3个阶段，三者作用的时间呈渐进性增加。

物理阶段是指带电粒子或光子与构成组织细胞的原子之间发生相互作用，产生初级或次级电子。带电粒子与物质相互作用的过程包括电离、激发、弹性散射和韧致辐射等。非带电粒子与物质相互作用的方式主要有光电效应、康普顿效应及电子对效应。电离辐射作用于机体的生物大分子和水，吸收能量引起电离或激发，这一过程在瞬间完成，然后进入化学阶段。

化学阶段是受损伤的原子或分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。此时发生能量的迁移和转换，电离或激发的分子发生重排，形成各种类型的自由基（Free Radical）。自由基是指能够独立存在、核外带有未配对电子的原子或分子。例如，水是生物体内含量最多的物质，辐射引起水分子的激发和电离，产生大量氢自由基和氢氧自由基。自由基的特点不稳定、反应活性很高、容易与另一个自由基或分子发生化学反应。自由基通过直接作用于生物大分子核酸分子、蛋白质分子等。对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖；也通过脂质过氧化作用造成体内包括细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜的损伤，使生物膜的能量传递、物质转运、信息识别等功能受到影响。发生的这一系列的化学反应，是人体辐射效应的最主要部分[1]。(https://www.daowen.com)

生物阶段包括物理和化学阶段之后所有的继发过程，该阶段主要造成分子水平或细胞水平损伤，进而出现各种生物效应。虽然人体具有一定的预防机制，大量的损伤都会被成功地修复，但仍有部分损伤不能被修复。当辐射所致的DNA损伤不能被修复或被错误的修复时，会导致细胞的死亡、凋亡或变异，进而损伤组织器官，出现相应的临床症状和体征。

按电离辐射的作用机制可分为随机性效应（Random Effects）和确定性效应（Certainty Effect）。确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。癌症和遗传效应（Genetic Effect）为随机性效应，发生率、严重程度与剂量无关，而且不存在阈值。按电离辐射作用的发生时间可分为近期效应和晚期效应，近期效应又可分为急性效应和慢性效应。远期效应要在照射后几年甚至几十年后才出现，如辐射致白血病、癌变、白内障、遗传效应等。辐射生物效应不仅作用于受照射者，也可以引起受照射者后代的生物学改变。如果效应出现在受照射者本人身上的，叫作躯体效应；出现在受照射者后代身上则称为遗传效应。