放射物理学PPT讲稿

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、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。
放射物理学课件
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
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）
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。
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
３、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。
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。
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。
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100200万，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
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
• 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
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。
原子由原子核和核外电子组成，原子核带+电 （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
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。
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 CO-60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）。