放射基本知识

二、基本衰变类型
1. 衰变
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+
++
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+
+ +
放射性母核!!
238U → 234Th + 4He + Q
粒子得到大部分衰变能， 粒子 含2个质子，2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
衰变：241Am 237Np+4He
Characteristic of alpha particle
电子俘获（electron capture）
质子变成中子
X射线
核外轨道电子
电子俘获：7Be 7Li
4. 衰变
Ø 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)
这个过程中发射 射线，原子核能态降低。
射线是高能量的电磁辐射——光子
衰变特点：
1、从原子核中发射出光子 2、常常在 或 衰变后核子从激发态退激时发生 3、产生的射线能量离散 4、可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别
衰变——3He 3He
Comparison of three decay
➢ β- 衰变
3215P → 3216S + β- + Ue + 1.71MeV
➢ β+ 衰变
137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV ➢ 电子俘获（electron capture）
β射线本质：高速运 动的电子流
-衰变：3H 3He+ -
-衰变
正电子衰变：11C 11B+ +
• α粒子实质上是He原子核， • α衰变发生在原子序数大于82的重元素核素。 • α粒子的速度约为光速的1/10，即２万km/s，2s绕
地球１周。 • 在空气中的射程约为3-8cm，在水中或机体内为
0.06～0.16mm。
• 因其射程短，一张纸即可阻挡 • 但α粒子的电离能力很强。
2. 衰变
发生原因——母核中子或质子过多
第一章
放射基础知识
第一节 原子核结构
++ +
原子结构
原子核 中子 质子 电子
原子核结构
原子核结构:
X为元素符号 Z为质子数 N为中子数 A为质量数
几个概念
➢ 元素(element)——具有相同质子数的原子。化学
性质相同，但其中子数可以不同，因而物理性能不 同，如碘元素中的131I和127I；
¨ 131I → 131Xe + β- +γ
(T1/2:8.04d)
+ +
+
++
+
+
+ +
光子
－
中微子
137 Cs
137 Ba* （激发态）
母核 -衰变
衰变
137 Ba + 射线（661.7 keV）
子核（基态） （0.0）
光子是什麽？（举例说明光子的来源和分类） 射线就是高能量的光子 ：几百keV-MeV 量级 衰变发生由于原子核能量态高，从高能态向低能态跃迁，在
Ø 在长期的核医学和其他放射性工作实践中，会遇到这样那样的关于放射 性工作的管理和防护的问题，也会遇到上述各行各业的人员来咨询有关 放射防护的问题。
因此，《放射防护学》是预防医学系、影像系及放射医学系等的主要专业课 程之一。
主要学习内容
➢ 放射基础知识 ➢ 辐射源和辐射剂量单位 ➢ 放射药物 ➢ 放射性测量 ➢ 放射生物效应 ➢ 辐射防护的原理与措施 ➢ 放射卫生管理 ➢ 放射线的监测 ➢ X 射线、超声的防护
• P<82的核素，天然的放射性核素很少，多 由人工生产。
Proton number
100
Proton rich nuclei
Z=N
Leabharlann Baidu50
Neutron rich nuclei
0
50
100
150
Neutron number
Neutron-proton ratio with line nuclear stability
放射防护学
为什么要学习《放射防护学》？
Ø 放射性来源于天然的放射性和人工放射性。天然放射性即本底照射是不 可避免的，而放射线广泛应用于各行各业，因而引起放射性防护问题。
Ø 当学生要学习影像学和其他放射学课程，当我们跨出校门，走上核医学 和其他放射学工作岗位，当病人要接受放射性诊断检查或放射治疗，首 先会想到放射线究竟对人有多大害处，人会受到哪些射线照射，放射线 怎样作用于人体组织，核医学诊断、治疗有什么特点、优势，怎样才能 认识放射线，怎样防护放射线，怎样才能趋利避害，让射线更好地为人 类服务。
原子核稳定，不会自发衰变的核素称为稳定核 素(stable nuclide);
原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能 级调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素 (radionuclide);
放射性核素的原子由于核内结构或能级调整， 自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一 种原子的过程称为放射性衰变(radioactive decay)。
力使原子核中的核子结合在一起，同时，原子核中又存在带
正电荷的质子之间的静电排斥力，原子核的稳定性由核子之
间的核力和质子之间的静电排斥力的相对大小决定，与核内
质子数和中子数的比例有关。
Z<20 Z/N=1 Stability
Z>20 N/Z>1 Stability
Z>83
Unstability
• P>83的核素，核力不能与质子间的斥力保 持平衡，故全是不稳定的放射性核素。
Mass changed Proton changed Energy changed
alpha decay yes yes yes
➢ 核素（Nuclide）——质子数相同，中子数也相同， 且具有相同能态的原子，称为一种核素。同一元素 可有多种核素，如131I、127I、3H、99mTc、99Tc分别 为3种元素的5种核素；
➢ 同质异能素（Isomer）——质子数和中子数都相同 ，但处于不同的核能状态原子，如99mTc、99Tc 。
➢ 同位素——凡同一元素的不同核素（质子数同，中子数 不同）在周期表上处于相同位置，互称为该元素的同位 素。 There are the same protons, but different mass number (or neutrons).
4
第二节 放射性衰变
一、核力和放射性核素
原子核的核子之间存在着很强的短程引力称为核力，核