放射性探测与核仪器(04级检验本科)

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1、放射线探测与核仪器南方医科大学南方医院核医学科李贵平9/16/2021教学目的与要求掌握射线探测器的基本结构掌握闪烁探测器的工作原理掌握液体闪烁测定的工作原理熟悉脉冲幅度分析器组成及其作用掌握淬灭的概念极种类问题放射性核素具有什么样的特性？具有放射性会发生放射性核衰变会放射出不同种类的核射线（、或射线）核射线具有一定的能量具有一定的放射性活度，且会随着时间而变化核医学仪器的定义利用开放型放射性核素进行医学研究和诊治疾病是通过探测其放出的射线来实现的。凡在医学中探测和记录放射性核素放出射线的种类、能量、活度及其随时间变化在空间分布的仪器，统称为核医学仪器。核医

2、学仪器的种类按不同使用目的大致分为：a.核素显像b.脏器功能测定c.样品测量d.放射性活度测量和剂量监测核素显像设备扫描机（Scanner)照相机（-Camera)单光子发射式计算机断层仪(SinglePhotonEmissionComputedTomography,SPECT)4.正电子发射式计算机断层仪(PositronEmissionTomography,PET)发射型计算机断层仪放射性核素断层显像——发射型计算机断层X线CT——穿透型计算机断层SPECT——发射单个光子的放射性核素PET——发射+粒子的放射性核素＋＋－＝2现代医学影像学技术及成

3、像原理脏器功能测定的仪器甲状腺功能测定仪肾图仪-心功能仪局部脑血流测定仪骨密度仪样品测量仪器井型-计数器(Welltype-counter)医用-谱仪液体闪烁计数器(LiquidScintillationCounter)放射性活度和剂量监测仪器活度计(RadioactivityCalibrator)污染监测仪剂量仪放射性探测的基本过程指用探测仪器把射线能量转换成可记录和定量的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量、分布的过程。放射性探测的能量转换是利用射线与物质相互作用产生的电离和激发来实现的。这种相互作用的可能性与射线的能量、物质的组成成分和介质厚度成函

4、数关系。当探测器探头的物质组成和厚度一定时，仪器探测到的读数与放射源的放射性活度成正比。核探测仪器组成：射线探测器＋后续电子线路射线探测器的类型：气体电离探测器半导体探测器闪烁型探测器：掌握后续电子线路：放大器、脉冲幅度分析器、计数和数据处理装置及电源闪烁型探测器简介闪烁探测器是目前核医学中最常用的探测器。由闪烁体、光导、光电倍增管、前置放大器和外周屏蔽所组成。闪烁体的功能是将射线辐射能转化为荧光，又可分为固体和液体两类。固体闪烁体有三种：无机晶体闪烁体、有机晶体闪烁体和塑料有机闪烁体。其中检验核医学测量仪器中使用的最多的是固体的无机晶体闪烁体[NaI(Tl)晶体]

5、，闪烁探测器主要用于测量射线。固体闪烁剂γ射线探测器基本工作原理射线首先与NaI(Tl)晶体作用产生荧光光子。光子到达PMT阴极后，经倍增放大到达阳极产生负相电脉冲，并经前置放大器放大。此电脉冲的数目和高度分别与入射的射线活度和能量成正比。后续电子线路单元放大器：脉冲放大，整形、倒相（改造脉冲的波形，以使输出脉冲的幅度与输入脉冲的比例保持不变）。脉冲幅度分析器：由上、下两个甄别器和一个反符合线路组成。主要用于鉴别计数脉冲是否来自所测核素。实际上是射线能量范围的选择器。组成：由溶剂、闪烁剂和添加剂组成。其中液体闪烁计数器常用于测定产生低能射线的3H、14C等放

6、射性核素，还可测定低能、契仑科夫效应、单光子测定。液体闪烁剂（闪烁液）溶剂溶解闪烁剂及加入的放射性样品，吸收和传递射线的能量。常用的溶剂为烷基苯类溶剂，如甲苯、二甲苯。闪烁剂作用是从受激溶剂分子中吸收能量，退激时发射特征广谱的光子。常用的第一闪烁剂有PPO（二苯基噁唑）。第二闪烁体有POPOP(1,4-双-[2‘-5’-苯基噁唑)]-苯)：当闪烁剂发射的光谱不能与光电倍增管匹配时使用。波长最好为415nm的荧光。液体闪烁测定的工作原理首先闪烁液中的放射性物质将其辐射能量转移给溶剂分子并使后者处于激发态。在退激时将能量传递给第一闪烁体，后者处于激发态，当它退激时将能

7、量以光的形式传递给第二闪烁体，然后使后者处于激发态。当退激时发出与PMT光阴极相匹配的荧光，经PMT倍增后在阳极产生一个电脉冲，其幅度决定于β粒子的能量，利用后续电子线路得到脉冲幅度谱而被记录下来。添加剂在闪烁液内可添加一些助溶剂，如乙醇和TritonX-100；其作用是提高闪烁液对含水样品的兼容性和淬灭耐受性。淬灭定义：凡影响闪烁系统内产生光子到光电倍增管接受的因素称为淬灭。液闪系统内成分较复杂、且不稳定，在能量转换过程中均会有部分能量损失。主要有：化学淬灭、浓度淬灭、颜色淬灭和局部淬灭。淬灭因素的影响导致有效光子减少，使得仪器计数率下降，导致能谱向低能端偏