放射治疗物理学基础

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1、放射治疗物理学基础张九堂6/23/20211国家医学考试中心1、核物理基础原子结构，原子能级，核能级，电磁辐射，质能关系指数衰变规律，半衰期，平均寿命6/23/20212国家医学考试中心原子结构构成：原子核、电子大小：原子核直径10-12cm（10-14m）带电性：电中性表示方式X原子种类符号Z原子序数A原子的质量数A-Z核内中子数Z核外电子数，每层2n26/23/20213国家医学考试中心原子能级和核能级原子能级由外围电子决定，不同壳层的电子跃迁以光子形式释放能量，称为特征辐射原子核能级由核子决定，由激发态返回定态时，释放光子，称为韧致辐射。6/23/20214国家医学考试中心电

2、磁辐射电磁辐射有那些：X射线，射线，光波，无线电波，紫外线，红外线，雷达波，电视波，电场波能量与频率的关系：正比频率越高，能量越大；波长越小，能量越大。E=h•6/23/20215国家医学考试中心质能关系质量和能量可以互相转化，一定的质量反映它具有一定的能量E=mc2光子的特性：无静止质量6/23/20216国家医学考试中心指数衰变规律N=N0e-t每个符号的物理意义：半衰期T1/2=ln2/=0.963/钴-60T1/2=5.3年平均寿命=1.44T1/2钴-60=7.6年6/23/20217国家医学考试中心2、射线与物质的相互作用电子与物质作用方式X线的产生X（r）

3、线与物质作用方式（光电效应，康普顿效应，电子对效应）不同能量光子的吸收的相对重要性指数吸收定律半价层的定义吸收系数6/23/20218国家医学考试中心电子与物质作用方式两种方式：1、弹性散射，原子本身状态不改变2、非弹性散射，原子本身状态改变三种非弹性散射：1、作用于外层电子，（电离or激发），不产生X线2、作用于内层电子，特征辐射，（X线）3、作用于原子核，韧致辐射，（线）6/23/20219国家医学考试中心X线的产生X线的产生入射电子与核外电子碰撞后留下空位时，由最外层电子填充，产生特征辐射入射电子与原子核相互作用后产生韧致辐射，是X线的主要成分。能谱连续X线的基本性质:没有质

4、量，不受重力影响没有电荷，不受电场影响直线传播穿过物质时，强度按指数衰减不能被聚焦6/23/202110国家医学考试中心X（r）线与物质作用方式三种过程：特点、区别1、光电效应：与外层电子作用，特征辐射与能量有关（<50keV），与原子序数有关2、康普顿效应：与外层电子作用，散射光子，反冲电子与能量有关(200keV~2MeV)，与原子序数无关3、电子对效应：于原子核作用，正负电子与能量有关(50~100MeV)，临界能量＝1.02Mev，6/23/202111国家医学考试中心指数吸收定律I=I0e-xI0入射光子强度，I出射光子强度X介质厚度，介质的吸收系数6/23/20211

5、2国家医学考试中心半价层的定义使射线强度衰减至一半所需的吸收体的厚度强度一半与吸收系数的关系：HVT=0.693/HVT钴-60＝1.27cm铅6/23/202113国家医学考试中心3、放射线的质和量6/23/202114国家医学考试中心4、X（r）线射野剂量学6/23/202115国家医学考试中心射线源S射野中心轴照射野A参考点P，参考深度d0校准点C，校准深度dc入射点出射点源皮距SSD源瘤距STD源轴距SAD百分深度剂量PDD（书中有较完整的描述，略）6/23/202116国家医学考试中心4、X（r）线射野.0剂量学6/23/202117国家医学考试中心等效方野等效的含义等

6、效的方法钴-60治疗机：S=2ab/(a+b)＝4ab/2(a+b)＝4面积/周长加速器实测6/23/202118国家医学考试中心5、高能电子束6/23/202119国家医学考试中心能量与射程的关系Ep,0＝C1+C2Rp+C3Rp2C1=0.22MeVC2=1.98MeV•cm-1C3=0.0025MeV•cm-2E0＝C4R50C4＝2.33MeV•cm-1Ez＝E0(1-z/Rp）6/23/202120国家医学考试中心高能电子束特点1、2、3、4、p676/23/202121国家医学考试中心高能电子束等剂量分布入射面处曲线集中随深度增加，逐渐散开，有较大的傍向散射曲线的曲度

7、随深度、射野面积和电子能量而变化，而且变化的范围比较大对于大野，曲线中心部分与入射面平行，不论入射面是平的还是弯曲的。6/23/202122国家医学考试中心高能电子束的临床特点能量选择方法和射野选择方法E0＝3d后+2～3MeV6/23/202123国家医学考试中心6、照射技术和射野设计原理6/23/202124国家医学考试中心临床剂量学原则1、肿瘤剂量要求准确2、治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量变化梯度不能超过+-5％，即要达到90％的剂量分布3