最新本科医学影像-药学医学精品资料.ppt

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1、最新2008本科医学影像-药学医学精品资料第一章 核物理与电离辐射生物效应及防护一个重要定义：核素二个基本粒子：α粒子、β粒子三种基本原理：原子的结构、射线与物质的相互作用、电离辐射的生物效应及防护核物理与电离辐射生物效应及防护原子核具有一定的能量，最低能量状态称为基态；能量较高的状态称为激发态。原子的稳定性由核子之间的核力产生的稳定效应和质子之间的静电排斥力等不稳定效应的相对大小决定，与核子数目及质子与中子的比例有关核衰变核衰变主要分为两大类：一是原子核质量发生变化；二是原子核的质量没有发生变化，而核能态发生变化。核衰变方式～衰变释放出射线的衰变方式称为衰变(decay)

2、（图4）。衰变发生于原子序数>82的核素。发生衰变后，质子数减少2，质量数减少4。在元素周期表中子体的位置比母体左移两位(图5)。衰变反应式式中：X表示母核（衰变前的核素），Y表示子核（衰变后的核素）。如22688Ra(镭)－22286Rn(氡)++4.937Mev核衰变方式～-衰变释放出-射线的衰变方式称为-衰变(-decay)-衰变发生于富中子核素，实质上是原子核的一个中子转化为质子。发生-衰变后质子数增加1,质量数不变。在元素周期表中向右移动一个位置。衰变反应式：+-+核衰变方式～＋衰变释放出＋粒子的衰变方式称为＋衰变(＋decay)。＋粒子即

3、带一个单位正电荷、质量与电子相同的粒子，也叫正电子(positron)。＋衰变发生于贫中子核素，实质上是原子核的一个质子转化为中子。同时发生湮没。衰变反应式：+++如：189F→188O＋β+＋υ＋0.66MeV核衰变方式～电子俘获电子俘获(electroncapture)是指原子核从核外俘获一个轨道电子。电子俘获也发生在贫中子核素，由于核内中子相对不足而从核外内层的电子轨道上俘获一个电子，使其一个质子转化为中子。外层电子向内补充跃迁会产生特征X射线和俄歇电子。衰变反应式：               +如：5526Fe＋0-1e→5525Mn＋υ＋0.231Mev核衰变方

4、式～衰变原子核由激发态向基态或由高能态向低能态跃迁时，放出射线的衰变过程称为衰变。衰变(decay)时，其多余能量传递给核外轨道电子也可以直接传递给核外的内层电子，使之脱离轨道成为自由电子，这一过程称为内转换，发射的电子叫做内转换电子。发生内转换后该层轨道的空缺随后由外层电子填补，从而发射特征X射线和俄歇电子。二、核衰变的基本定律（一）核衰变的基本定律放射性原子数或放射性活度随时间呈指数规律减少。N=N0e(-t)或A=A0e(-t)N0为初始时放射性原子数，N为经过t时间后的放射性原子数，为衰变常数；A0为初始时间的放射性活度，A为经过t时间的放射性活度。某种固定

5、的核素的衰变常数是固定值，不同核素之间多不同由公式可知：某种特定的核素，经过固定的时间，剩余的活度占初始活度的百分比是固定的。二、核衰变的基本定律1．衰变常数：放射性核素在单位时间内衰变的百分数。是反映放射性核素衰变速度的物理量。2．物理半衰期物理半衰期指放射性核素减少一半所需要的时间（T1/2）。是放射性核素的一个重要特征参数。单位：h,min,s。3．生物半排期生物半排期（指生物体内的放射性核素经各种途径从体内排出一半所需要的时间（Tb）。单位：h,min,s。4．有效半减期有效半减期指生物体内的放射性核素由于从体内排出和物理衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度的一半所需

6、的时间（Te）。单位：h,min,s。有效半减期与物理半衰期及生物半排期的关系:(1/Te)=(1/T1/2)+(1/Tb)5．放射性活度单位时间内原子核的衰变数量。是核医学中常用的反映放射性强弱的物理量。国际制单位：Bq（贝克），KBq（103Bq），MBq（106Bq），GBq（109Bq）旧的专用单位：Ci（居里），mCi（10－3Ci），Ci（10－6Ci）1Bq=1次衰变/秒;1Ci=3.71010Bq第三节 射线与物质的相互作用～带电粒子当带电粒子（、粒子）通过物质时，和物质原子的核外电子发生静电作用，使电子脱离原子轨道形成一个带负电荷的自由电子，失去核外电子的

7、原子带有正电荷，与自由电子形成一离子对。这一过程称为电离当带电粒子（、粒子）通过物质时，和物质原子的核外电子发生静电作用，使核外电子获得能量，由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，使整个原子处于能量较高的激发态，称为激发(excitation)。激发的原子不稳定，退激后可释放出光子或热量。带电粒子与物质的原子核碰撞而改变运动方向和/或能量的过程称为散射scattering)。带电粒子受到物质原子核电场的作用，运动方向和速度都发生变化，能量减低，多余的能量以X射线的