核医学物理基础ppt课件

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1、第一章核医学物理基础核医学物理基础第一节原子和原子结构第二节放射性核衰变●第三节射线与物质的相互作用●●第四节辐射剂量与单位第一节原子和原子结构原子由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子（electron）组成原子核由质子（proton）和中子（neutron）组成同位素凡原子核具有相同的质子数而中子数不同的元素互为同位素（isotope）同质异能素核内中子数和质子数都相同但能量状态不同的核素彼此就称为同质异能素（isomer）99mTc是99Tc的激发态，99mTc与99Tc互为同质异能素核素原子核

2、的质子数、中子数和原子核所处的能量状态均相同的原子属于同一种核素(nuclide）第二节放射性核衰变●原子核只有在中子和质子的数目之间保持一定的比例，才能稳定结合对于原子量较小的核素，Z/N=1时,原子核是稳定的当质子数较多时（>20），核内质子数过多或过少，或者中子数过少或过多，原子核便不稳定稳定性核素（stablenuclide）放射性核素（radionuclide）凡原子核具有自发地发生衰变，释放出射线而转变成另一种不稳定的核素或稳定核素的特性的核素，称为-放射性衰变（radiationdecay

3、）放射性核素自发地发生衰变释放出射线而转变成另一种不稳定的核素或稳定核素的过程，称为-一、核衰变方式（一）α衰变（二）β衰变（三）正电子衰变（四）电子俘获衰变（五）γ衰变（一）α衰变（αdecay）不稳定原子核自发地放射出α粒子而变成另一个核素的过程称，为α衰变α粒子是由两个质子和两个中子组成，实际上是氦原子核质量较重的放射性核素大多数能放出α射线α粒子的特点质量大，带2个单位正电荷穿透力弱、射程短，很容易被物质吸收，一张纸就能阻挡α粒子的通过能量单一，对局部组织的电离作用强，可以对核素附近的生物组织产

4、生破坏而不损害远处组织在肿瘤的内照射治疗方面具有潜在的优势（二）β-衰变放射性核素核内放射出β-粒子（电子）的衰变发生在质量较轻、中子过多的原子核β-衰变时放出一个β-粒子（电子）和反中微子，核内一个中子转变为质子β-射线的特点Β-射线的本质：高速运动的负电子流衰变能量主要分配给β-粒子和反中微子Β-粒子穿透力弱，不能用于核素显像核素治疗常用β-衰变核素（三）正电子衰变●核内中子缺乏或质子数相对较多，致使放射出正电子的衰变，叫β+衰变衰变时发射一个正电子和一个中微子，原子核中一个质子转变为中子正电子衰变

5、的核素都是人工放射性核素正电子的特点●正电子的射程仅1-2mm与其邻近的电子（β-）发生湮灭辐射在两者湮灭的同时失去电子质量，转变成两个方向相反、能量皆为511keV的γ光子湮灭辐射产生的两个方向相反的γ光子（511keV），能够被正电子发射断层仪（PET）探测，进行正电子断层显像（四）电子俘获衰变一个质子俘获一个核外轨道电子转变成一个中子，并放出一个中微子，核外内层轨道电子被俘入核内发生在缺中子的原子核电子俘获衰变的结果外层电子向内层补充，两层轨道之间的能量差转换成特征X射线或者将能量传递给一个更外层

6、轨道的电子，使之脱离轨道而释出，成为自由电子，这种电子称为俄歇电子电子俘获衰变的结果电子俘获后，有时原子核还具有较高能量处于激发态，放射出γ射线而回复到基态有的情况下原子核把能量转给一个核外电子，使之发射出去，称内转换电子特征X射线、γ射线可用于核素显像内转换电子或俄歇电子可用于核素治疗（如125I等）（五）γ衰变●原子核从激发态回复到基态通过发射γ光子释放过剩能量的过程称γ衰变核的原子序数和质量均不改，仅能级改变，又称为同质异能跃进γ射线的特点γ射线的本质是中性的光子流电离能力很小，穿透能力强γ衰变

7、与γ射线应用举例●9942Mo→β-射线→99m43Tc→γ射线→基态9943Tc99mTc发生γ衰变时，发射能量为141keV的纯γ射线，已广泛用来显像诊断疾病99mTc已广泛用来标记各种显影剂二、核衰变规律●●（一）衰变规律与半衰期（二）放射系列和放射平衡（三）放射性活度（一）衰变规律与半衰期放射性核素的衰变与周围环境无关，不是瞬间同时完成的，而是遵循一定的指数规律衰减：N=Noe-λt衰变常数，以λ表示衰变规律对整个放射源，λ表示发生衰变的原子核数占当时总核数的百分数对单个原子核，λ表示原子核发生

8、衰变的几率，即可能性半衰期衰变速率以物理半衰期（T1/2）表示T1/2系指放射性核素从No衰变到No的一半所需的时间λ与T1/2之间的关系为λ=0.693/T1/2半衰期半衰期较长的核素衰变慢，半衰期较短的核素衰变快衰变常数大的放射性核素衰变快，衰变常数小的衰变慢半衰期生物半衰期：进入生物体内的放射性核素或其化合物，由于生物代谢从体内排出到原来的一半所需的时间有效半衰期：物理衰变与生物代谢共同作用。使体内放射性核素减少一半所需要的时间（二）