核医学物理基础 ppt课件

半衰期
衰变速率以物理半衰期（ T1/2）表示 T1/2系指放射性核素从No衰变到No的一
半所需的时间 λ与T 1/2之间的关系为λ= 0.693/ T1/2
半衰期
半衰期较长的核素衰变慢，半衰期 较短的核素衰变快
衰变常数大的放射性核素衰变快， 衰变常数小的衰变慢
半衰期
生物半衰期：进入生物体内的放射性 核素或其化合物，由于生物代谢从体 内排出到原来的一半所需的时间
（一）衰变规律与半衰期 （二）放射系列和放射平衡 （三）放射性活度
（一）衰变规律与半衰期
放射性核素的衰变与周围环境无关， 不是瞬间同时完成的，而是遵循一 定的指数规律衰减： N=Noe-λt
衰变常数，以λ表示
衰变规律
对整个放射源， λ表示发生衰变的原 子核数占当时总核数的百分数
对单个原子核，λ表示原子核发生衰变 的几率，即可能性
有效半衰期：物理衰变与生物代谢共 同作用。使体内放射性核素减少一半 所需要的时间
（二）放射性活度
单位时间内衰变的原子数量称放射性活 度（A）
放射性活度等于衰变常数与处于某一特 定能态的该核素的原子核数目之乘积
A=λN，也可写成A=Aoe-λt
放射性活度
放射性活度是表示单位时间内发生衰变的 原子核数.
发生在缺中子的原子核
电子俘获衰变的结果
外层电子向内层补充，两层轨道之 间的能量差转换成特征X射线
或者将能量传递给一个更外层轨道 的电子，使之脱离轨道而释出，成 为自由电子，这种电子称为俄歇电 子
电子俘获衰变的结果
电子俘获后，有时原子核还具有较高能 量处于激发态，放射出γ射线而回复到 基态
衰变能量主要分配给β-粒子和反中 微子
Β-粒子穿透力弱，不能用于核素显 像
核素治疗常用β-衰变核素
（三）正电子衰变●
核内中子缺乏或质子数相对较多，致使 放射出正电子的衰变，叫β+衰变
衰变时发射一个正电子和一个中微子， 原子核中一个质子转变为中子
正电子衰变的核素都是人工放射性核素
正电子的特点●
放射系列:放出射线而形成衰变的系列 连续衰变: 放射性核素→子核放射性
核素→稳定性核素 连续衰变、放射系列、天然系列衰变
是环境中天然本底辐射来源之一
系列衰变举例
临床核医学使用的99Mo-99mTc发生器 99Mo（T1/2=67h）→99mTc（T1/2=6.02h ）
→ 99Tc(T1/2=2.12×105a)→99Ru
γ射线的特点
γ射线的本质是中性的光子流 电离能力很小，穿透能力强
γ衰变与γ射线应用举例●
9942Mo→ β-射Fra Baidu bibliotek→ 99m43Tc→ γ射 线→基态9943Tc
99mTc 发生γ衰变时，发射能量为 141keV的纯γ射线，已广泛用来显 像诊断疾病
99mTc已广泛用来标记各种显影剂
二、核衰变规律●●
三 辐射剂量与单位
第二节 放射性核衰变●
原子核只有在中子和质子的数目之 间保持一定的比例，才能稳定结合
对于原子量较小的核素，Z/N=1时, 原子核是稳定的
当质子数较多时（>20），核内质 子数过多或过少，或者中子数过少 或过多，原子核便不稳定
稳定性核素（stable nuclide） 放射性核素（radionuclide）凡原子核具
可以对核素附近的生物组织产生破坏 而不损害远处组织 在肿瘤的内照射治疗方面具有潜在的 优势
（二）β-衰变
放射性核素核内放射出β-粒子（电子） 的衰变
发生在质量较轻、中子过多的原子核 β-衰变时放出一个β-粒子（电子）和反
中微子，核内一个中子转变为质子
β-射线的特点
Β-射线的本质：高速运动的负电子 流
有自发地发生衰变，释放出射线而转变 成另一种不稳定的核素或稳定核素的特 性的核素，称为放射性衰变（radiation decay）放射性 核素自发地发生衰变释放出射线而转变 成另一种不稳定的核素或稳定核素的过 程，称为-
一、核衰变方式
（一）α衰变 （二）β衰变 （三）正电子衰变 （四）电子俘获衰变 （五）γ衰变
第一章 核医学物理基础
同位素 凡原子核具有相同的质子数而中 子数不同的元素互为同位素（isotope）
同质异能素 核内中子数和质子数都相同 但能量状态不同的核素彼此就称为同质异 能素（isomer）
99mTc是99Tc的激发态，99mTc与99Tc互为同质 异能素
核素 原子核的质子数、中子数和原 子核所处的能量状态均相同的原子属于 同一种核素(nuclide）
有的情况下原子核把能量转给一个核外 电子，使之发射出去，称内转换电子
特征X射线、γ射线可用于核 素显像
内转换电子或俄歇电子可用于核 素治疗（如125I等）
（五）γ衰变●
原子核从激发态回复到基态通过 发射γ光子释放过剩能量的过程称 γ衰变
核的原子序数和质量均不改，仅 能级改变，又称为同质异能跃进
正电子的射程仅1-2mm 与其邻近的电子（β- ）发生湮灭
辐射 在两者湮灭的同时失去电子质量，
转变成两个方向相反、能量皆为 511keV的γ光子
湮灭辐射产生的两个方向相反的 γ光子（511keV），能够被正电 子发射断层仪（PET）探测，进 行正电子断层显像
（四）电子俘获衰变
一个质子俘获一个核外轨道电 子转变成一个中子，并放出一 个中微子，核外内层轨道电子 被俘入核内
（一）α衰变（α decay）
不稳定原子核自发地放射出α粒子 而变成另一个核素的过程称，为α 衰变
α粒子是由两个质子和两个中子组 成，实际上是氦原子核
质量较重的放射性核素大多数能放 出α射线
α粒子的特点
质量大，带2个单位正电荷 穿透力弱、射程短，很容易被物质吸
收，一张纸就能阻挡α粒子的通过 能量单一，对局部组织的电离作用强，
放射性活度的单位:贝可（becquerel Bq） 定义为每秒一次衰变.即1Bq=1s-1
1Ci表示每秒3.7×1010次核衰变
比活度及放射性浓度
比活度为单位质量或单位摩尔物质中含 有的放射性活度.单位是 Bq/g,MBq/g,MBq/mol
放射性浓度为单位体积溶液中所含的放 射性活度
（三）放射系列和放射平衡