LA物理师备考培训讲义5-外照射的放射治疗设备

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1、第五章外照射的放射治疗设备>外照射放射治疗设备发展历史：1895年伦琴发现X射线1950年加拿人人H.E.Johns发明了60Co远距离治疗机加速器先后经历了五次的换代改进>临床使用的X射线束的典型能力范围在lOKv—50MVZ间>X射线束由动能为10kev--50Mev的电了束打击特姝的金属靶产生>分为两部分：特征X射线，韧致辐射X射线>特征辐射：有入射电子与靶材料的原子轨道电子间的相互库伦作用力产生(碰撞损失)>荧光产额：表示每个壳层空穴所发射的荧光光子束，K壳层是特征X射线的主要来源。>特征X射线能谱为分立谱>韧致辐射：由入射电子与

2、靶材料的原子核之间的相互库伦作用产生>韧致辐射能谱：•可能产生的光子能量范围为0到入射电子动能，形成连续的轲致辐射能谱•特定X射线靶产生的轲致辐射能谱决定于入射电子的动能以及靶材料的厚度和原子序数乙>薄靶：薄靶的厚度远小于入射电子的射程R>厚靶：厚靶的厚度则与电子在其中的射程相当c>浅层X射线：由lOKeV到lOOKeV的电子所产生的X射线，射线管>深部X射线:lOOKeV到500KeV范围产生的X线;，射线管>兆伏级X射线：电子动能在IMeV以上的，加速器>临床X射线能谱：韧致辐射+线状谱图5.1.X射线管内100keV电子束打左产生的

3、溥靶(曲线1)和厚靶(曲线2、3和4)X射线谱。曲线(1)为溥靶的X射线光谱，100keV的电子打靶产生的X线强度分布丁•()到打靶电子动能的能量区间，强度为一恒定值：曲线(2)代表未经滤过的厚靶X射线光谱(X射线管内),可以看作是一系列的薄靶X射线光谱的叠加：Uli线(3)是经X线管窗口滤过的(低能X线被濾过掉)厚抵X肘线光谱：曲线(4)为经X射线管窗口和额外的X线滤过板后的X线光谱，相对强度(任意单位)>入射电子与产生的光子方向：对诊断级能量范围(10-150kV)，电子打靶产生的光子大部分在与入射电子成90。方向上，在兆伏级(1-5

4、0MV)能量范围内，则大部分光子产生于电子的加速方向(前向：0°)0>能谱组成>半彳介层：half-valuelayer,HVL>标称加速电压:nominalacceleratingpotential,NAP,tpr2O/ioorPDD2O/io>PDD(IO)>放射治疗X射线机组成：.X射线球管；•天花式或落地式的X线球管安装机座：•射线靶冷却系统•控制台•X线高压发生器：>外照射放射治疗用同位素特性：一丫射线能量髙；一放射性比活度高；一半衰期相对较长；一空气比释动能率常数0KR大>比活度：t时刻的放射性活度A⑴定义为放射性核素数目N⑴

5、与衰变常数入的乘积：人⑴=kN⑴(1.28)jIn2Ap=Zl/2放射性比活度a定义为单位质量的母核活度：心舛JpN—N—NMffl/'p"l/2)P其中Na是阿伏加德罗常数，AP是母核原子质量数。>空气比释动能率：(^air)air人「AKRd2空气中的空气比释动能率由下式给出：其中夬为源放射性比活度；〃为感兴趣点与点源之间的距离。Sk=(K^ir(dref))ajrd>远距离外照射放射治疗的r辐射源:表5丄外照射放射治疗用放射性核素的物理持性60CoCs-137Eu-152半衰期(a)5.33013.4比活度(Ci/g)1100a(-

6、250b)80180a(^150b)光子能量(MeV)1.17和1.33.06620.6-1.4Y比率常数r[Rm2/(Cih)1.300.331.06空气比释动能率常数1AKR[gGym2/(GBq-h)]30978250半价层(cmPb)1」0.51」产生方法反应堆里叱o+n裂变副产品反应堆里151Eu+n理论上的放射性比活度：a=(NAln2)/(ti2A)b实际的比活度小于理论上的比活度，这是由于放射源存在杂质，即放射源里除了放射性核素丿卜还包含了稳超核素(例如''Co与"Co并存)。>远距离治疗机的组成：•放射性辐射源、•包括了

7、射线准直器和辐射源驱动机构的源容器.•可作等中心旋转的机架与支座或单纯升降式的支座机构；•患者支撑系统;.•机器控制台。»常用辐射源强度；"Co源的放射性活度一般在5000-10000Ci(185-370TBq)>半衰期：6°Co核素以5.26年、》射线能量：能量为M7MeV及1.33MeVi>治疗头结构：远距离治疗的放射源容器称为放射源治疗头，由包括屏蔽铅的不锈钢外壳及源驱动机构组成。源驱动机构的作用是将放射源置于准直器前方产生临床Y射线。>辐射源容器防护要求：国际标准要求远距离治疗机头在距源lm处的平均泄漏辐射量小于2mR/h(0.0

8、2mSv/h)通常为距离源lm处小于1mR/h(0.01mSv/h)>照射时间的计算：设定的治疗时间必须包括辐射源的开关时间，即需要考虑开始照射时放射源由停止出束位置到达治疗出束位置所需要的时