放射物理学PPT课件
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（在原子中心），核外电子带-电（在原子外 围）。 原子符号ZAX，要理解Ｚ（核外电子数）、Ａ （质量数）、Ｎ（中子）的关系 中子＝质量数－核外电子数
２、了解电子从内层到外层Ｋ Ｌ Ｍ ＮＯ规 律２、８、１８、３２．．．２ｎ２
３、电磁辐射（电磁波）包含哪些：Ｘ、γ线、 光波、无线电波、紫外线、红外线等
４、同位素是什么？ 活度单位（居里）？ 半衰期
１ci（居里）＝３.７x1010Bq（贝克）
5、光子（Ｘ、γ线）物质的相互作用
主要有三种：光电效应、康普顿效应（放射 治疗主要用这个效应治疗）、电子对效应
６、射线的质、量、吸收剂量（戈瑞Ｇｙ）、 剂量当量，单位及表示，教材没有提，但 学习放射治疗一定要知道这些，不然后面 可能听不懂，有兴趣的同学可以自己去学 习，这里就不花时间讲了。
目的：使得最大剂量点不发生在皮肤上。
5、对骨、软组织具有相等吸收剂量，主要是 康普顿效应作用，照射时骨和软组织比低 能X线吸收较少，起到保护避免损伤。
原因：低能X线主要为光电效应为主，骨每单 位剂量的吸收要比软组织大很多。
CO-60主要为康普顿效应为主，使之在照射骨 头组织时不会引起损伤；另个方面骨组织 和软组织对γ线的吸收剂量相同。
3、电子对效应：入射 光子能量大于1.02MV
• 时，光子可以与原子 核相互作用，使入射 光子的全部能量转化 成为具有一定能量的 正电子和负电子，这 就是电子对效应。
线性能量传递(linear energy transfer, LET）也叫线性密度
• 是指次级粒子径迹单位长度上的能量传递，即带 电粒子传给其径迹物质上的能量。 常用单位：KeV/um
4、保护皮肤，它的最大吸收剂量在皮下 0.5cm处，意思就是皮下0.5cm能量开 始释放，皮肤表面剂量很小。
给同样的治疗剂量时CO-60引起的皮肤反 应比普通X线低的很多。如果治疗室在 皮肤表面放置一层吸收体或填充物， 它的这个优势就失去。因此在使用CO60作为放射源治疗时必须保证铅块或 准直器底端离开皮肤一定的距离（一 般为15CM以上）。
射线与物质有哪些作用
射线作用于物质的效应
• 特征辐射：入射电子将原子内层轨道上的 电子撞击出去，任一外层轨道上的电子， 可立即填补这个空穴，其多余能量以光子 的形式释放出来而产生特征辐射。
• 韧致辐射：入射电子穿过原子核附近，使 原子核受激。当它退激发返回稳定状态时， 其多余能量以X(γ)射线的形式放射出来， 这种辐射称为韧致辐射。
6、旁向散射小
射线几何线束以外的旁向散射比普通X线 小很多，剂量下降很快，因此保护了 射野边缘外的正常组织和降低了全身 的积分剂量。但由于CO-60治疗或现用 的伽玛刀在设备设计时，几何半影、 穿射半影很大的话，这种优势就失去。
准直器大小、形状，放射源的尺寸大小、 准直器到皮肤的距离、源皮距（SSD） 等等。
7、经济、可靠。Ｃo－60半衰期为5.27年， 一般可以用5-6年，换一次大约100-200 万，而加速器的球管为100-150万一个， 大约1年更换一次，如果病人量多或经常 使用高压可能寿命更短。Ｃo－60治疗机、 伽玛刀、陀螺刀就是用Ｃo－60放射源， 结构简单，维护费比加速器便宜。
四、高能电子束物理特点
2、由于容易散射，利用治疗时必须使用限光 筒加以收集，加之射线打在限光筒出来的 射线杂乱无章，有半影必须再配散射箔改 变射线宽度，使之均匀方可利用，打到散 射箔的电子线会产生无法使用的X线，叫X 线污染，为了避免这些现象发生，现在生 产的直线加速器工艺水平，功能都克服了， 加多叶光（MLC），动态旋转、多级准直器 等技术，这些东西都不是手工完成，是直 线加速器设备里自带有的。现在时下用的 3DCRT（三维适形）、IMRT（调强）、IGRT （图像引导）、TOMO（断层放射治疗）
1、穿透作用：就是说穿透物质时不被吸收的能力，穿 透能力强弱和能量大小、物质厚度、密度都有关。
２、电离作用：物质受到Ｘ线照射时，核外电子被打 出脱离原子轨道，主要有三种表现方式光电、康普 顿、电子对效应
３ห้องสมุดไป่ตู้荧光作用：也就是感光作用，射线打到物质上会 有光，如打到胶片上会有不同的变化，很多放疗设 备验证都用射线的这个特点，对剂量或准度校准。
• LET分为两类：低LET射线 (X 、γ、β射线)，LET 值＜10KeV/um；高LET射线 (快中子、负π介子、 重粒子)，LET值＞100KeV/um
• 辐射生物效应与LET值有重要关系。在相同吸收 剂量下，射线LET值越大，其生物效应越大。
二、X线物理特性
X线特点：不管高能、中能、低能X线都具有穿透、电 离、荧光、热和干涉、衍射，反射，折射等作用
加速器产生多档能量的高能电子线，一般为 4 MeV 、6 MeV 、9 MeV 、12 MeV 、 16 MeV 、20 MeV
或 5 MeV 、7 MeV、 10 MeV、 14 MeV、 16 MeV、 19 MeV、 22 MeV
1、高能电子线容易散射皮肤剂量相对较高， 皮肤剂量随着能量增加而增加。
４、热及干涉、衍射，反射，折射等作用，初、高中 物理学过这里就不讲了。
三、Ｃo－60γ线的特点
1、Ｃo－60（不稳定）是一种人工放射源， 用中子打在Ｃo－59（稳定）产生的。
2、能量：衰变产生1.17Mev,和1.33Mev两个 能量的γ线，平均能量为1.25Mev。
3、穿透力强，凡是射线都有穿透力
射线与物质相互作用三种主要方式
1、光电效应：光子高速 前进，在物质中与电 子相撞，光子将全部 能量用于击出电子， 并赋予电子高速前进 的动能，这种现象叫 做光电效应。(光电效 应主要发生在低kV级 的 X线，骨吸收高于 肌肉和脂肪)
2、康普顿效应：
随着入射光子能量的增 加 ( 200kV-2 MV)， 光子与轨道上电子相 撞，光子将部分能量 转移给电子，使电子 快速前进(反冲电子) ，而光子本身则以减 低之能量，改变方向 ，继续前进(散射光子 )，这种现象叫做康普 顿效应。
放射物理学
第一节、放射线物理特性
放疗中常用的射线有：医用直线加速器产生 的高能X线（放疗主要使用）、高能电子线， 伽玛刀用的CO-60放射源的γ线，质子刀的 质子线，中子加速器或放射源产生的中子 线，其他重粒子线
一、核物理知识（教材没有的）
１、原子的结构 物质由分子和原子组成，分子又由原子组成 原子由原子核和核外电子组成，原子核带+电
２、了解电子从内层到外层Ｋ Ｌ Ｍ ＮＯ规 律２、８、１８、３２．．．２ｎ２
３、电磁辐射（电磁波）包含哪些：Ｘ、γ线、 光波、无线电波、紫外线、红外线等
４、同位素是什么？ 活度单位（居里）？ 半衰期
１ci（居里）＝３.７x1010Bq（贝克）
5、光子（Ｘ、γ线）物质的相互作用
主要有三种：光电效应、康普顿效应（放射 治疗主要用这个效应治疗）、电子对效应
６、射线的质、量、吸收剂量（戈瑞Ｇｙ）、 剂量当量，单位及表示，教材没有提，但 学习放射治疗一定要知道这些，不然后面 可能听不懂，有兴趣的同学可以自己去学 习，这里就不花时间讲了。
目的：使得最大剂量点不发生在皮肤上。
5、对骨、软组织具有相等吸收剂量，主要是 康普顿效应作用，照射时骨和软组织比低 能X线吸收较少，起到保护避免损伤。
原因：低能X线主要为光电效应为主，骨每单 位剂量的吸收要比软组织大很多。
CO-60主要为康普顿效应为主，使之在照射骨 头组织时不会引起损伤；另个方面骨组织 和软组织对γ线的吸收剂量相同。
3、电子对效应：入射 光子能量大于1.02MV
• 时，光子可以与原子 核相互作用，使入射 光子的全部能量转化 成为具有一定能量的 正电子和负电子，这 就是电子对效应。
线性能量传递(linear energy transfer, LET）也叫线性密度
• 是指次级粒子径迹单位长度上的能量传递，即带 电粒子传给其径迹物质上的能量。 常用单位：KeV/um
4、保护皮肤，它的最大吸收剂量在皮下 0.5cm处，意思就是皮下0.5cm能量开 始释放，皮肤表面剂量很小。
给同样的治疗剂量时CO-60引起的皮肤反 应比普通X线低的很多。如果治疗室在 皮肤表面放置一层吸收体或填充物， 它的这个优势就失去。因此在使用CO60作为放射源治疗时必须保证铅块或 准直器底端离开皮肤一定的距离（一 般为15CM以上）。
射线与物质有哪些作用
射线作用于物质的效应
• 特征辐射：入射电子将原子内层轨道上的 电子撞击出去，任一外层轨道上的电子， 可立即填补这个空穴，其多余能量以光子 的形式释放出来而产生特征辐射。
• 韧致辐射：入射电子穿过原子核附近，使 原子核受激。当它退激发返回稳定状态时， 其多余能量以X(γ)射线的形式放射出来， 这种辐射称为韧致辐射。
6、旁向散射小
射线几何线束以外的旁向散射比普通X线 小很多，剂量下降很快，因此保护了 射野边缘外的正常组织和降低了全身 的积分剂量。但由于CO-60治疗或现用 的伽玛刀在设备设计时，几何半影、 穿射半影很大的话，这种优势就失去。
准直器大小、形状，放射源的尺寸大小、 准直器到皮肤的距离、源皮距（SSD） 等等。
7、经济、可靠。Ｃo－60半衰期为5.27年， 一般可以用5-6年，换一次大约100-200 万，而加速器的球管为100-150万一个， 大约1年更换一次，如果病人量多或经常 使用高压可能寿命更短。Ｃo－60治疗机、 伽玛刀、陀螺刀就是用Ｃo－60放射源， 结构简单，维护费比加速器便宜。
四、高能电子束物理特点
2、由于容易散射，利用治疗时必须使用限光 筒加以收集，加之射线打在限光筒出来的 射线杂乱无章，有半影必须再配散射箔改 变射线宽度，使之均匀方可利用，打到散 射箔的电子线会产生无法使用的X线，叫X 线污染，为了避免这些现象发生，现在生 产的直线加速器工艺水平，功能都克服了， 加多叶光（MLC），动态旋转、多级准直器 等技术，这些东西都不是手工完成，是直 线加速器设备里自带有的。现在时下用的 3DCRT（三维适形）、IMRT（调强）、IGRT （图像引导）、TOMO（断层放射治疗）
1、穿透作用：就是说穿透物质时不被吸收的能力，穿 透能力强弱和能量大小、物质厚度、密度都有关。
２、电离作用：物质受到Ｘ线照射时，核外电子被打 出脱离原子轨道，主要有三种表现方式光电、康普 顿、电子对效应
３ห้องสมุดไป่ตู้荧光作用：也就是感光作用，射线打到物质上会 有光，如打到胶片上会有不同的变化，很多放疗设 备验证都用射线的这个特点，对剂量或准度校准。
• LET分为两类：低LET射线 (X 、γ、β射线)，LET 值＜10KeV/um；高LET射线 (快中子、负π介子、 重粒子)，LET值＞100KeV/um
• 辐射生物效应与LET值有重要关系。在相同吸收 剂量下，射线LET值越大，其生物效应越大。
二、X线物理特性
X线特点：不管高能、中能、低能X线都具有穿透、电 离、荧光、热和干涉、衍射，反射，折射等作用
加速器产生多档能量的高能电子线，一般为 4 MeV 、6 MeV 、9 MeV 、12 MeV 、 16 MeV 、20 MeV
或 5 MeV 、7 MeV、 10 MeV、 14 MeV、 16 MeV、 19 MeV、 22 MeV
1、高能电子线容易散射皮肤剂量相对较高， 皮肤剂量随着能量增加而增加。
４、热及干涉、衍射，反射，折射等作用，初、高中 物理学过这里就不讲了。
三、Ｃo－60γ线的特点
1、Ｃo－60（不稳定）是一种人工放射源， 用中子打在Ｃo－59（稳定）产生的。
2、能量：衰变产生1.17Mev,和1.33Mev两个 能量的γ线，平均能量为1.25Mev。
3、穿透力强，凡是射线都有穿透力
射线与物质相互作用三种主要方式
1、光电效应：光子高速 前进，在物质中与电 子相撞，光子将全部 能量用于击出电子， 并赋予电子高速前进 的动能，这种现象叫 做光电效应。(光电效 应主要发生在低kV级 的 X线，骨吸收高于 肌肉和脂肪)
2、康普顿效应：
随着入射光子能量的增 加 ( 200kV-2 MV)， 光子与轨道上电子相 撞，光子将部分能量 转移给电子，使电子 快速前进(反冲电子) ，而光子本身则以减 低之能量，改变方向 ，继续前进(散射光子 )，这种现象叫做康普 顿效应。
放射物理学
第一节、放射线物理特性
放疗中常用的射线有：医用直线加速器产生 的高能X线（放疗主要使用）、高能电子线， 伽玛刀用的CO-60放射源的γ线，质子刀的 质子线，中子加速器或放射源产生的中子 线，其他重粒子线
一、核物理知识（教材没有的）
１、原子的结构 物质由分子和原子组成，分子又由原子组成 原子由原子核和核外电子组成，原子核带+电