《核物理基础》PPT课件.ppt

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1、医用核物理基础一、原子结构原子核由质子（Proton；P)中子（Neutron；N）组成，质子和中子统称为核子（Nucleon）。Z&A质子带一个单位的正电荷，中子不带电荷。核内的质子数称为原子序数，用符号Z表示；核内质子和中子数之和即原子质量数，用A表示。原子核的表示符号目前通常用AX表示各种核素，如131I。2、原子核的能级原子核具有一定的能量。最低能量状态，即“基态”；较高的能量状态，为激发态，这时用符号m,即AmX表示。例如99mTC二、元素、同位素、同质异能素、核素1、元素质子数相同的原子称为一种元素，它们的原子序数相同，但原子核中的中子

2、数可以不同，例如碘元素中有几种不同的核。2、同位素同一元素中，有些原子质子数相同而中子数不同，则称为该元素的同位素，如上例各种碘互为碘的同位素。3、同质异能素如果原子的质子数相同，中子数也相同，但是核的能级状态不同，那么它们互为同质异能素。例如：99Tc和99mTc4、核素把质子数相同，中子数也相同，核能级处于同一状态的一类原子，称为一种核素。下面是六种不同的核素123I,125I,127I,131I,99mTc,99Tc三、稳定性核素和放射性核素稳定性核素不稳定核素(放射性核素）四、放射性衰变放射性核素发生核内结构或能级的变化，同时自发地放出而变

3、为出一种或一种以上的射线而转变成另一种核素的过程为“核衰变”。核衰变方式核处于不稳定状态的原因不同，其衰变有不同的方式。以下介绍5种衰变方式及4种射线5种衰变方式:α、β─、β╋、k、γ4种射线:α、β─、β╋、γ核衰变类型（nucleardecay)α衰变核衰变时放射出α粒子的衰变。AZX--A-4Z-2Y+42He+Q4Heγα粒子特性α粒子实质上是He原子核，α衰变发生在原子序数大于８２的重元素核素α粒子的速度约为光速的1/10，即２万km/s，2s绕地球１周。在空气中的射程约为３－８cm，在水中或机体内为0.06-0.16mm。因其质量大

4、，射程短，穿透力弱，一张纸即可阻挡但α粒子的电离能力很强。2、β衰变原子核发射出电子的衰变为β衰变。β衰变发射的射线分为β━射线或β+射线β━衰变β衰变β+衰变β衰变核衰变时放射出β粒子或俘获轨道电子的衰变。β衰变后核素的原子序数可增加或减少但质量数不变。分β－衰变、β＋衰变和电子俘获三种类型。β粒子的速度为20万km/s。β－衰变衰变时放射出β－粒子。核内中子过多造成的不平衡。中子转化为质子的过程。np+e-β－γβ－粒子的特性β－粒子实质是负电子；衰变后质量数不变，原子序数加１。的能量分布具有连续能谱，穿透力比a粒子大；电离能量比a粒子弱，能

5、被铝和机体吸收，β－粒子在软组织中的射程为厘米水平。β＋衰变（正电子衰变）衰变时放射出β＋粒子。核内中子过少致不平衡。质子转化为中子过程β＋γpn+e+β＋粒子的特性β＋粒子实质是正电子；衰变后子核质量数不变，但质子数减１.β＋也为连续能谱；天然核素不发生β＋衰变，只有人工核素才发生。电子俘获(electroncapture,EC)核衰变时原子核从内层轨道（K）俘获一个电子，使核内一个质子转化为一个中子。。它是核内中子数相对不足所致。P+e-n特征X线Auger电子γγ衰变γ衰变是伴随其它衰变而产生；上述四种衰变形成的子核可能处于激发态核素由激发态

6、向基态或高能态向低能态跃迁时放出γ射线的过程也称为γ跃迁(γtransition)；γ衰变后子核质量数和原子序数均不变，只是能量改变。内转换电子γγ射线特性γ射线为光子流，不带电，穿透力强，电离能力弱；γ射线在真空中速度为30万km/s。三种衰变的比较α衰变质量、质子数都变；β衰变质子数变，质量数不变；γ衰变质子、质量数都不变，而能量改变。五、核衰变规律放射性核素是不稳定的，它要自发地发生衰变而变成新元素的核。放射性原子核并不是同时衰变的，对于某一个原子核而言，何时衰变是各自独立没有规律的，但对于某一种原子核的群体而言，它的衰变是有规律的，即原子核

7、数目随时间增长按指数规律减少。N=N0e-λtDecayconstant(λ)衰变常数：某种放射性核素的核在单位时间内自发衰变的比率；它反映该核素衰变的速度和特性；λ值大衰变快，小则衰变慢，不受任何影响不同的核素其λ值不同。放射性活度单位时间内原子核衰变的数量称为"放射性活度"即入N放射性活度的单位国际单位专门名称是“贝可”(Becqurel,Bq)定义是每秒一次衰变。1Bq=1S-1派生单位：千贝可，KBq；百万贝可，MBq以前的专用单位是“居里”（Ci）1居里是每秒3.7×1010次衰变，即3.7×1010Bq派生单位有毫居里，mCi,即1/1

8、000Ci微居里，μci,即1/1000mCi半衰期因为衰变的原因，样品的放射性活度总是随时间而减少，半衰期是描述放射性核