肿瘤放射物理学1-练习.ppt

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1、放射物理学第一节核物理基础一、基本概念1、原子结构中心是带正电的原子核核的周围是带负电的电子在绕核运动原子核:质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电，质子和中子统称为核子。2、原子序数、元素、核素、同位素和同质异能素原子序数：任何原子的核外电子数，统称为原子的原子序数。由于原子是电中性，核内质子数必然等于核外电子数，因此原子序数同时表示了核外电子数、核内质子数和核电荷数。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，因此具有相同的化学特性。但其原子核中的中子数可以不同，因而物理特性可有某些差异。到目前为止，天然和人工合成的元素有109种，组成元素周期表核素：质子

2、和中子数相同，质量数相同，并处于同能量状态的原子，称为一种核素，例如:为5种不同的核素。目前已知的核素有2300多种，分别属于100多种元素。、同位素：质子数相同而中子数不同，称为元素的同位素，例如:同质异能素：核内中子数和质子数都相同，但核所处能态不同的核素互为同质异能素。例如：正常的钴元素和镤元素表示为60Co和234Pa，它们的同质异能素则表示为60Com和234Pam等。和互为氢的同位素。3、原子、原子核能级基态：电子填充壳层时按照从低能到高能的顺序进行，以保证原子处于最低能量状态,这种状态称为基态。由于内层电子对外层电子具有屏蔽效应，所以实际电子填充壳层时，会出现

3、能级交错，而不是按壳层顺序逐个填充。激发态：当电子获得能量，从低能级跃迁到高能级而使低能级出现空位时，称原子处于激发态。特征辐射：处于激发态的原子很不稳定，高能级的电子会自发跃迁到低能级空位上，从而使原子回到基态。两能级能量的差值一种可能是以电磁辐射的形式发出，这种辐射称为特征辐射，当特征辐射的能量足够高，进入X射线能量范围时，又称为特征X射线。二、放射性1、衰变类型不稳定核素自发的放出射线，而变成为另一种核素，这种现象称为放射性，这个过程称为放射性衰变，这些核素称为放射性核素。衰变前的核称为母核，衰变后的核称为子核。衰变过程中释放的能量称为衰变能。衰变能等于衰变前后诸粒子

4、静止质量之差所对应的能量。原子核的衰变，主要有三种类型，即α、β衰变和γ跃迁。（1）α衰变α粒子是氦的原子核，它由2个质子和2个中子组成。α衰变的反应式如下MeV（2）β衰变β衰变包括3种类型：β-衰变、β＋衰变、轨道电子俘获。1、β-衰变：核内中子多，n→变P，放出一个负电子。反中微子2、β＋衰变:核内质子多，P→变n，放出一个正电子。（3）γ跃迁和内转换伴随α或β衰变后发生。例：（Eγ=0.141MeV）是的同质异能素。注：3、放射性度量放射性指数衰变规律：放射性活度：是指一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔内发生的核衰变数除以该时间间隔之商。公式表达如下：活度的国际

5、单位是贝可[勒尔]（Bq）。旧单位是居里（Ci）。1Ci＝3.7×1010Bq＝3.7×1010核衰变/秒λ为衰变常数半衰期：放射性核素其原子核数目衰减到原来数目一半所需的时间（T1/2）。半衰期与衰变常数的关系为：T1/2的单位是秒，对半衰期长的核素可以用分（min）、天（d）、年（a）。平均寿命（τ）：是指放射性原子核平均生存的时间。例：一台60Co治疗机源初装时的活度为111TBq（3000Ci），使用5年、10年后源的活度还剩多少？（已知T1/2＝5.27a）解：将A0＝111TBq，T1/2＝5.27a，代入当t＝5a，t＝10a时，得，。4、递次衰变和放射平衡递

6、次衰变：放射性核素转变为稳定核素时往往要经过多次衰变才能完成，这种衰变称为递次衰变。衰变过程中形成的核素系列称衰变系列。例如，转变为需经4次β－衰变小结：1．基本概念元素，核素，同位素，原子量，基态，激发态，特征X射线，原子结构和能级，原子核结构和能级。2．放射性原子核的稳定性，衰变类型，放射性指数衰变规律，放射性活度，半衰期，衰变常数，平均寿命τ，递次衰变。作业1：名词解释：特征辐射、放射性活度填空题：1、某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期有——天？选择题：1、原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变

7、为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U。放射性衰变①、②和③依次为（）A．α衰变、β-衰变和β-衰变B．β衰变、β-衰变和α衰变C．β-衰变、α衰变和β-衰变D．α衰变、β-衰变和α衰变4.元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程:则下列说法正确的是()A.Q与S是同位素B.X与R原子序数相同C.R比S的中子数多2D.R的质子数少于上述任何元素问答题：1.23892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核,问:(1)一共经过几次α衰变和几次β-衰变?(2)20682Pb和23892U相比,质