肿瘤放射物理学复习(复习版)

肿瘤放射物理学1.第5页，两个例题。

例一计算氢气和氧气的每克电子数和电子密度。

解：例二计算水的电子密度和每克电子数。

解：2.第12页，放射平衡定义，条件。

答：放射性核素衰变，子母体间的放射性活度将保持固定的比例，这样一种状态称为放射性平衡。

3.第13页，制备人工放射性核素的途径。

1)利用反应堆中的强中子束照射靶核，靶核俘获中子而生成放射性核；2)利用中子引起重核裂变，从裂变碎片中提取放射性核素。

4.第16页，带电粒子与核外电子的非弹性碰撞三点结论；1)电离损失近似与重带电粒子的能量成反比；2)电离损失与物质的每克电子数成正比；3)电离损失与重带电粒子的电荷数平方成正比。

5.第17页带电粒子与原子核的非弹性碰撞三点结论。

1)辐射损失与入射带电粒子的m2成反比；2)辐射损失与Z2成正比；3)辐射损失与粒子能量成正比。

6.第20页，比电离：带电粒子穿过靶物质时使物质原子电离产生电子—离子对，单位路程上产生的电子—离子对数目称为比电离。

布拉格峰：重带电粒子束的比电离曲线和百分深度剂量曲线尾部均可以观察到明显的峰值，此峰值称为布拉格峰。

利用重带电粒子束（主要是质子和负π介子）实施放疗，可以通过调整布拉格峰的位置和宽度使其正好包括靶区，从而达到提高靶区剂量和减少正常组织受照剂量的目的，这正是重带电粒子束相对光子、电子和中子束等所具有的计量学优点。

7. 第21页，简答题：X （γ）射线与物质的相互作用表现出不同的特点。

答：1）X （γ）光子不能直接引起物质原子电离或激发，而是首先把能量传递给带电粒子；2）X （γ）光子与物质的一次相互作用可以损失其能量的全部或很大一部分，而带电粒子则是通过许多次相互作用逐渐损失其能量；3）X （γ）光子束入射到物体时，其强度随穿透物质厚度近似呈指数衰减，而带电粒子有确定的射程，在射程之外观察不到带电粒子。

8. 第25页，半价层关系式：HVL=ln2/μ=0.693/μ。

9. 光电效应：光子被原子吸收后发射轨道电子的现象。

内层电子（K ）容易些，低能高Z ；康普顿散射：光子与轨道电子相互作用使得光子只改变方向而不损失能量。

外层电子发生概率大。

中能中Z ；电子对效应：光子与原子核发生电磁相互作用，光子消失而产生一个电子和一个正电子（电子对）的现象。

且要原子核参加。

高能高Z 。

10. 第36页，图2—17。

答：根据图比较人体骨、肌肉和脂肪对临床所用X （γ）射线能量吸收的差别：1) 对于60~150keV 的低能X 射线，骨的吸收比肌肉和脂肪的高得多；2) 对于150~250keV 的低能X 射线，骨的吸收比肌肉和脂肪的高；3) 对于钴—60γ射线和2~22MV 的高能X 射线，单位质量骨的吸收比肌肉和脂肪γγ2c m h e ≈νγγ22c m hv e≥的略低，但因为骨的密度比肌肉和脂肪的高，因此单位厚度的骨的吸收仍然比肌肉和脂肪的高；4)对于22~25MV的高能X射线，骨的吸收比肌肉和脂肪的稍高。

11.第40页，照射量，单位为C/kg，曾用单位为伦琴（R），1R ＝2.58×10−4C/kg。

12.第41页，论吸收剂量注意的问题：1、照射量和照射量率只对空气而言，只是从电离本领的角度说明X射线或γ射线在空气中的辐射场性质，仅适用于X 射线或γ射线。

2、根据照射量的定义，dQ中不包括次级电子发生轫致辐射被吸收后产生的电离，这在X（γ）射线能量较高时会有明显意义。

13.第44页，吸收剂量和比释动能的关系：当满足电子平衡条件，并且由次级电子产生的轫致辐射可以忽略时，吸收剂量和比释动能在数值上相等。

14.第45页，电离室的工作机制：通过测量电离辐射在与物质相互作用过程中产生的次级粒子的电离电荷量，由计算得到吸收剂量。

15.第51页，环境因素对工作特性的影响，记住公式。

16.第52页，电离室吸收剂量的原理：电离室可以用来测量电离辐射在空气或空气等效壁中产生的次级粒子的电离电荷。

另外，在空气中产生一对正负离子对所消耗的电子动能，基本为一常数，即平均电离能为W/e＝33.97J/C。

17.综合低能X（γ）射线和高能电离辐射（包括电子、X（γ）射线等）的测量原理，需注意以下几点：（1）中低能X（γ）射线，首先测量照射量，但电离室壁材料不仅空气等效，而且室壁厚度要满足电子平衡条件；（2）利用布拉格－格雷理论测量吸收剂量时，就不需要电子平衡条件，因为根据空腔电离理论，气腔中产生的电离电荷量只与介质实际吸收的能量有关。

（3）对中低能X（γ）射线测量时，只要电离室壁材料和空气等效，对空腔的大小并没有实际的限制。

如在空气中测量低水平辐射时，电离室的体积往往较大。

用空腔理论测量高能电离辐射的吸收剂量时，气腔应足够小，一般要小于次级电子的最大射程，但也不能过分小，以致造成由次级电子电离产生的电子大量跑出气腔，而使布拉格－格雷关系式失效。

18.第59页，高能电子束射线质的确定：由于电子束是带电粒子，它的能谱随着射线在介质中的穿行而连续变化。

19.第64页，一般都是在水模体（简称水箱）中进行的。

因为人体组织接受的电离辐射的吸收剂量，是通过在水模体中测得的吸收剂量转换后得到的。

扰动因子PU，修正电离室对X（γ）射线或电子束在水中的注量产生的扰动影响。

有效测量点Peff，修正电离室气腔内电离辐射注量的梯度变化。

不同辐射质有效测量点Peff的位置，r为电离室气腔半径.辐射质 Peff中能X射线几何中心60Co 射线 0.6r高能X射线 0.6r高能电子线 0.5r20.第88页，热释光剂量计基本原理：根据固体能带理论，具有晶体结构的固体，因含有杂质，造成晶格缺陷，称为“陷阱”，当价带上的电子获得电离辐射的能量，迁跃到导带，不稳定而落入“陷阱”，如对该物质加热，会使电子重新回到价带上，并将电离辐射给予的能量，以可见光的形式辐射出去。

发光强度与“陷阱”所释放的电子数成正比。

而电子数又与物质吸收辐射能量有关。

经过标定，可测量吸收剂量。

21.第89页，胶片剂量计优缺点：优点：（1）同时测量一个平面内所有点剂量，可以减少照射时间和测量时间；（2）有很高的空间分辨率；可以测量不均匀固体介质中的剂量分布。

缺点：银卤化物胶片灵敏度显著地受X（γ）射线能量和洗片条件的影响；GAF新型胶片不采用溴化银作为感光剂，具有较好的组织等效性，并且不需要暗室操作，不需要显影、定影，可以克服银卤化物胶片的缺点。

但也存在一些缺陷，如灵敏度受环境温度和湿度的影响，同一张胶片不同位置的灵敏度差别较大。

22.第92页，胶片在剂量学中的应用主要有三个方面：（1）检查射野的平坦度和对称性；（2）获取临床常用剂量学数据，如高能 X（γ）射线的离轴比、电子束的百分深度剂量和离轴比；（3）验证剂量分布，如相邻射野间剂量分布的均匀性、治疗计划系统剂量计算的精确度。

23.第99页，第二大段。

第一类放射源可以作为体内近距离、体外远距离两种照射；第二、三类放射源只能作体外照射用。

基本的照射方式有两种：（1）外照射：位于体外一定距离，集中照射人体某一部位，称为体外远距离照射,简称外照射。

（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体天然腔内，如舌、鼻咽、食管、宫颈等部位进行照射，称为组织间照射和腔内照射，简称近距离照射。

近距离照射和体外照射相比有四个区别：（1）近距离照射，其放射源活度较小（几个mCi～10Ci），而且治疗距离较短（5mm～5cm）。

（2）体外照射，其放射线的能量大部分被准直器、限束器等屏蔽，只有少部分到达组织。

近距离照射则相反，其放射线的能量大部分被组织吸收。

（3）体外照射，其放射线必须经过皮肤和正常组织才能到达肿瘤，肿瘤剂量受到皮肤和正常组织耐受剂量的限制，为了得到高的均匀的肿瘤剂量，需要选择不同能量的射线和采用多野照射技术。

（4）由于受距离平方反比定律的影响，在腔内组织间近距离照射中，离放射源近的组织剂量相当高，离放射源远的组织剂量较低，因此其靶区剂量分布的均匀性远比体外照射的差，临床应用必须慎重，防止靶区内有剂量过高或过低的情况发生。

（近距离照射时，其靶区剂量分布的均匀性受距离平方反比定律的影响要比体外照射时大。

）24.第101页，铱-192源。

铱-192源（192Ir）是一种人工放射性同位素，它是铱-191在核反应堆中经热中子照射轰击而生成的不稳定的放射性同位素，其能谱比较复杂，平均能量为0.36MeV。

由于铱-192的γ射线能量范围使其在水中的指数衰减率恰好被散射建成所补偿，在距离5cm的范围内任意点的剂量率与距离平方的乘积近似不变。

此外铱-192的粒状源可以做得很小，使其点源的等效性好，便于计算。

半衰期为74.5d，故铱-192源是较好的放射源，主要用于高剂量率的腔内照射和组织间插植。

距1mCi的铱-192源1cm处的每小时照射量为4.9R，铱-192源的半价层为24mmPb，是较容易防护的放射源。

25.第107页，1.X射线有两种成分，特征辐射和轫致辐射。

2.滤过板的作用，注意的问题。

（1）140kV以下的用铝，140kV 以上的用铜或铜加铝或用复合滤过。

（2）同一管电压的X射线，滤过板不同，所得X射线的半价层不同。

（3）使用复合滤过板时，应注意放置次序，沿射线方向，先放原子序数大的，后放原子序数小的。

这样放置的目的是为了滤掉滤板本身产生的特征谱线，同时也达到滤掉低能部分的目的。

（4）不是滤过越多越好。

虽然滤过越多，谱线分布对治疗越好，但过多的滤过会使X射线强度大大降低，不合算。

26.第109页，钴—60γ射线半衰期5.27a。

27.骨和软组织有同等的吸收剂量。

低能X射线：光电吸收占主要优势（uτ/ρ与（hv）3成反比，与Z3～3.8成正比），骨中每伦琴剂量吸收比软组织大得多。

钴-60γ射线：康普顿吸收占主要优势（ uc/ρ和uc,tr/ρ与Z近似无关），因此在同等条件下骨和软组织吸收的剂量近似相同。

旁向散射小次级射线主要向前散射，因此射野边缘外次级射线旁向散射小，保护了射野边缘外的正常组织。

经济、可靠与2～4MV加速器产生的X线性能相似，但结构简单、成本低、维修方便、经济可靠。

28.第111页，钴—60半影半影(penumbra)：射野边缘剂量随离开中心轴距离的增加而急剧变化的范围。

临床上有三种原因造成钴-60治疗机有半影。

29.半影分类（三类），原因，如何消除，这三点必考。

1.几何半影产生原因：由于源具有一定尺寸，射线被准直器限束后，射野边缘诸点分别受到面积不等的源的照射，造成剂量由高到低的渐变分布。

消除方法：要消除这类半影，只有减少源的尺寸，但当减少到一定尺寸时源的活度受到影响，故临床上治疗病人时，可以采用延长源到准直器的距离这一方法。

2.穿射半影产生原因：即使是点状源，由于准直器端面与线束边缘不平行，使线束穿透厚度不等，造成剂量渐变分布。