肿瘤放射生物学

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1、肿瘤放射生物学(OncologyRadiobiology)放射生物学研究的是辐射对生物体作用及其效应规律的一门科学。——电离辐射对生物体的作用——电离辐射的细胞效应——电离辐射对肿瘤组织的作用——正常组织及器官的放射效应——分次治疗的生物学基础放射生物学——由于电离辐射引起损伤，故损伤后有无恢复或修复的可能性，以及怎样减少不必要的损伤等，都是放射生物学研究的内容。因此，确切的说：研究电离辐射对生物作用的机制、辐射损伤及其修复、放射防护等的综合性科学。电离辐射的一般概念——电离辐射有粒子辐射和电磁辐射。1、粒子辐射：α射线、β射线、带电的质

2、子和中子的辐射；2、电磁辐射：γ射线和X射线的辐射，这类辐射是光量子发射的。电离射线的一般特点：高能、穿透力强。它基本反映在电离射线的射程和电离密度上。不同电离射线的区别：α射线（氦核）、质子（氢核）带电荷，中子则不带电荷；质子、中子、α射线、β射线的质量不同。电离射线与物质的相互作用——在电离射线与物质的相互作用中，电离射线是外因，物质（包括组成生物机体的物质）是内因。外因通过内因起作用。当运动着的粒子通过物质时，其速度将逐步降低而损失能量；损失的能量主要消耗在物质的电离或激发上。带电的粒子通过物质时，和物质中原子壳层的电子碰撞，由于静

3、电作用，使壳层电子产生加速运动，因而获得足够的能量而变成游离电子，它与正离子构成一个离子对。这就是电离作用。离子对是负离子（包括电子e）与正离子的合称。离子对是电离作用的结果。带电粒子和光量子对物质作用的区别——1、带电粒子和原子的作用：以原子点外围电子作用的可能性较大。在下例中，H2O+和e合称为离子对。H2O+H2OeH2O-形成离子对需要一定的能量。不达到这个能量水平，就不可能形成离子对。H2O通过1V的电位差所获得的能量称为1电子伏特（eV）。在空气中产生一对离子需要的平均能量为32.5eV。电离作用形成的离子对数量的相关因素：1

4、）、能量高，则形成的离子对多；2）、在同一能量水平时，电荷多，形成的离子对就多；反之亦然；无电荷，则不形成离子对。α粒子带电荷多，形成的离子对也就多；而β射线和γ射线，由于带电荷少，形成的离子对就少。3）、粒子（射线）的速度大，电离密度（即离子对/cm，就是在1cm行程所形成的离子对的数量）小；速度小则电离密度大。α粒子带电荷多，质量较大，故电离密度大，但它运行路程短，穿透力低，而β射线穿透力较强。当物质中的壳层电子所获得的能量还不足以使它成为游离电子时，电子受激发到更高的能级。即能量足够时发生电离作用，形成粒子对；能量不足时发生激发作用

5、，不形成离子对。带电粒子通过物质时，因为受到原子核电场的相互作用而改变其运动方向，即所谓散射。2、中子与物质的相互作用：只有在中子流碰撞到原子的壳层或原子核时才发生作用。中子只有在原子核相碰撞时才能把能量转移给原子核。1）弹性碰撞：中子具有一个质子的质量而不带电荷。它是在原子核反应时产生的。由于中子与质子的质量相等，中子与质子（氢核，H+）相撞时发生最大的能量损失。这样的质子叫做反冲质子。反冲质子的能量质量都大于原来的质子。因此，中子很容易被许多轻元素物质（如水、石蜡）吸收，但能自由地通过重元素物质（如Pb）。中子具有一定的能量，中子撞击

6、原子核打出的一部分叫反冲核。反冲核又具有一定的能量，能够打出其它原子，即反冲核在其行程中能使与其相撞的原子都发生电离：nAA’B2）非弹性碰撞：中子穿入原子核内，交出自己的一部分能量，使核处于激发状态。激发了的核把从中子获得的能量以一个或若干个γ量子的形式发射出来，随后进入核内的中子就带着较小的能量从核里飞出。通常是由快中子打重元素而得。由于中子不带电荷，只有在碰撞时才能引起变化。O●nγn3）辐射俘获：打进去的是慢中子，放出来的是γ射线。中子被核所吸收，被激发了的核以γ量子的形式放出其多余的能量。慢中子的能量与气体的能量差不多，故又叫热

7、中子。它是经一系列碰撞后能量逐渐减低的结果。4）核反应：快中子打轻元素，打进去的是快中子，打出来的是质子（P）、中子等。3、光量子与物质的相互作用：γ射线和X射线都是光量子。它们的波长更短，能量更高。γ射线一般是核衰变的结果，而X射线是认为发射的，是核外产生的。γ射线和X射线与物质的作用通常称为电磁辐射。尽管光量子不是粒子，但一般认为它们是有极微小的粒子（光子、量子、光量子、光量子流）组成的。其能量E可由下式求得：E=hν，式中，ν=c/λ；h为普朗光常数，h=6.6252×10-34J/s；ν为光子频率；c为光在真空中的速度；λ为其波长

8、。光量子的能量很高，从几万电子伏特到几亿电子伏特。它们与物质的主要作用有3个方面：1）光电效应：当一个光量子和原子相碰撞时，它可能将所有的能量hν都交给一个电子，使电子脱离原子而运动，而光子本