核医学物理基础.ppt

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1、第一章核医学物理基础福建省立医院核医学科何品玉供8年制及7年制临床医学等专业用核医学NUCLEARMEDICINE主编张永学副主编匡安仁黄钢1原子结构原子核中子质子电子+++第一节原子结构KLM2①原子由质子、中子和电子组成。质子与中子组成原子核。②每个电子都沿着自己的固定轨道围绕着原子核运动，处于不同轨道电子具有不同的能量，电子总是首先占据着位能较低的内层。每层所能容纳的最多电子数为2n2。③质子带正电，电子带负电，中子不带电。质子数与电子数相等，整个原子呈中性。磷原子（15P17）结构示意图323X为元素符号Z为质子数(原子序数)N为中子数A为质量

2、数（A=Z+N）原子核结构表示：AXN，可省略为AX如：131I78（131I）32P17（32P）z53154元素、同位素、核素、同质异能素元素—质子数相同的一类原子。化学性质相同，而物理特性可有差异，如131I和127I核素—质子数、中子数相同，且原子核处于相同能量状态的一类原子。5同质异能素具有相同的质量数和质子数，但核能态不同的原子，彼此称同质异能素。如：基态核素与激发态核素（99Tc与99mTc）基态－原子核的最低能量状态（稳定态）激发态－比基态高的能量状态（不稳定态）6同位素—质子数同，中子数不同,在周期表上处于相同位置的核素，互称为同

3、位素如：131I78、125I72、123I70、127I741H（氕pie）、2H（氘dao）、3H（氚chuan）同位素具有化学性质相同，生物学特征相同，但物理性质有差异的特点535353537每种元素包括若干种核素，已知核素有2300多种，分别属于100余种元素。核素因物理性质不同，分为：稳定性核素Z<20Z/N=1StabilityZ>20N/Z>1Stability不稳定性核素（放射性核素）Z>83Unstability8一、核力与放射性核素1.原子核内存在两种力库仑斥力－质子之间存在相互排斥的力；核力－中子与质子之间存在互相吸引的力。2

4、.放射性核素核内两种力不能保持平衡或核能量处于激发态。原子核不稳定，需通过核内结构或能级调整(自发衰变)才能趋于稳定的核素。3.稳定核素中子数与质子数的比例在一定范围内能使库仑斥力与核力平衡时或核能量处于基态稳定状态。原子核稳定，不会自发衰变的核素。发生核衰变取决于核内结构特征与能量状态第二节放射性核衰变9二、放射性衰变及衰变类型放射性衰变放射性核素自发地进行核内结构或能级调整，释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种核素的过程10放射性衰变类型①α衰变－放射性核素自发地从核内放出α射线（α粒子）的衰变。α粒子实际上是氦核（4He）AX→A-4Y+

5、4He＋Q226Ra→222Rn＋4He＋4.937Mev（镭）（氡）2ZZ-228886211②β－衰变－衰变时放出β－粒子（电子）。因核内中子数过多，中子转变为质子的过程。AX→AY＋β－＋ν＋Q32P→32S＋β－＋ν＋1.71MeVZZ+11516－12③β＋（正电子衰变）－衰变时放出β＋粒子，因核内中子数过少，由质子转变为中子的过程。AX→AY＋β＋＋ν＋Q18F→18O＋β＋＋ν＋0.66MeV98ZZ－1γγ13④电子俘获衰变因核外中子相对不足，从核外最内层（K层）上俘获一个电子，使核内一个质子转变为一个中子的过程。AX＋0e→AY＋γ5

6、5Fe＋0e→55Mn＋γ衰变过程放出：特征X射线、俄歇电子、γ射线和内转换电子-126-125Z-1Z或内转换电子γγ衰变及内转换模式图14⑤衰变γ衰变往往是继发于α衰变或β衰变后发生，这些衰变后，原子核还处于较高能量状态，原子核以放出γ-ray释放出过剩能量99Mo→99mTc+β-→99Tc+γ(T1/2:①66.02d;②6.02h)原子核从激发态回复到基态时，放出γ射线的过程。AmX→AY＋γ99mTc→99Tc＋γ15三、衰变规律（一）衰变规律：衰变中原子核数目是随着时间按指数规律减少的。Nt=N0e-λt16（二）放射性活度与比放射性活

7、度放射性活度：一定量的放射性核素在单位时间内发生的核衰变数。放射性活度也是随时间按指数规律减少。A＝A0e-λt国际单位：贝克（Bq）：表示一秒内发生一次核衰变。临床使用剂量常用：KBq=103Bq，MBq=103KBq，GBq=103MBq，TBq=103GBq。17旧制单位：居里（Ci）：表示每秒发生3.7×1010次核衰变。居里与贝克换算关系：1Ci=3.7×1010Bq比放射性活度：单位质量（容积）放射性制剂中的放射性活度。Bq/ml，Bq/mg或Ci/ml，Ci/mg。18（三）半衰期1．物理半衰期：在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降低至

8、原有值的一半时，所需要的时间。用T1/2表示。是每一种放射性核素所特有的。如：131I（8d）