第十一章核医学基础PPT课件
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×100×10-3 /(1.66×10-27) (J)=9.0×1015(J),
目前人类一年消耗的能量约为2.1×1020J， 2、结合能：核子结合成原子核的过程中，要
释放能量，此能量称为结合能，用ΔE表示。
（3）比结合能：原子核的结合能与该核的核
子数wenku.baidu.com比，用ε表示, ε=ΔE/A 3、比结合能ε小的核不稳定，易于分解， A<30的核结合能都较小，皆以分子形式存在；
自然界只存在四种基本相互作用力：
即引力、电磁力、弱力与强力
核力为什么这么强？核密度又为什么如此之大？
汤川秀树1935年，发表了核力的介子场论，用数学方 法预见介子的存在，解释了这些问题，并于1949年获诺 贝尔物理奖。 (π+介子带正电、π-带负电、π0介子不 带电，其质量为电子质量me的273.3倍、264.2倍)
2 8 R 2 8 2 6 8 R a 2 6 4 2 2 H n Q e
α衰变的衰变纲图表示
镭原子核放射出来的α粒子 具有三种不同的能量；
22688Ra(1600y)
箭头向左下方指， 表示子体核较母 体核在元素周期 表中前移
0.32×10-9s
3.82d 22286Rn
0.186Mev 0 Mev
二、质量亏损和结合能
1、质量亏损 （1）定义：任何原子核的质量都小于组成它的所有
核子单独存在时的质量之和，其差值称为质量亏损， 用Δm 表示。 如:氘(21H)由一个中子、一个质子组成，但
m m p m n m H
1.00 7 1.0 20 7 8 6 2.0 61 6 3 5 0.0 50 52 u 20 38
Z A X Z A 1 Y 0 1β νQ
子核比母核在元素周期表中前移一位。
β+ : 正电子，是负电子的反物质，当
其能量为零时，将与一个负电子结合， 变成两个能量均为0.511Mev且飞行方 向相反的X光子，此即电子对的湮灭。 通过测量X射线可探测β+的存在。
（三）电子俘获
在质子数较多的原子核中，质子从核外 俘获一个电子，发射一个中微子，转为中子， 此衰变过程称为电子俘获，简写为EC 。 EC的过程可表示为：
比结合能曲线
第二节 核衰变类型和衰变规律
核衰变（nuclear decay): 不稳定核素自发地放出射线变成另一种核素的现
象称为原子核衰变，简称核衰变。 衰变过程遵守四个守恒定律：
质量和能量守恒定律 动量守恒定律 电荷数守恒定律 核子数守恒定律 衰变能： 如果衰变前后的静止质量不守恒，则衰变前后的质 量差值将转化为核衰变时吸收或放出的能量，此能
类原子称为同一种核素. 其表示符号为 AZX 或 AX
6.同位素: Z值相同、A值不同的核素,彼此称为同位
素. 如: 158O、168O、178O、188O、1H、
2H、3H。
异能
7、核力：
存在于核子间的力称为核力，是短程力（仅在1015 m范围内起作用），是一种强相互作用力，具有饱和 性，与核子的带电性无关，核子间不能无限靠近（＜ 10-1６ m 即为斥力）。
量称为衰变能，记作Q。
一、 α衰变
原子核放出α粒子而衰变为另一种原子核的过程称 为α衰变。 α粒子即氦核（42He)。
质量数A超过209的重核不稳定，会自发发射α粒子， 衰变成A值较小的原子核。
X α衰变的过程表示：
z A A z 2 4 Y 4 2 αQ
在元素周期表内子核Y的位置比母核X前移两位，此即α衰变的位移 法则。 如：
二、β衰变
原子核内放出电子或放出正电子或俘获一个核外电子的衰 变过程称为β衰变。 （一） β-衰变 原子核自发的发射β- 粒子（即负电子），变成另一种核， 其质量数A不变，原子序数在元素周期表中向前或向后移 一个位置。
β- 衰变的过程表示：
A X A Y 0 β ν Q
Z
Z 1 1
e
是中微子ν的反物质
一、问题：
①原子核的密度为2.3×1017kg/m3（黄金的 密度为19.3×103kg/m3）,你知道为什么会如 此之大吗？
② 木乃伊的存在年代如何计算? ③α射线、β射线、γ射线分别指的是什么？ 如何防护？
第一节 原子核的结构
一、原子核的组成
1、 原子核由核子（质子、中子）组成 质子就是氢原子核，常以p表示，带正电,其质
释放出能量为2.225MeV的光子 亏损的质量将转为能量，质能关系：
ΔE =Δm · C 2 = 931.5Δm (MeV) 式中Δm 用统一原子质量单位u作单位，能量ΔE 以
兆电子伏特(MeV)作单位。 1u质量的物质对应931.5MeV能量．
问:100克质量的物质对应的能量?
ΔE =Δm · C 2 = 931.5×106 ×1.6×10-19
β-衰变的过程表示：
A X A Y 0β ν Q
Z
Z 1 1
e
Β-衰变使子核增加了一个质子，子核较母核在元素 周期表中后移一位。
如吴健雄等人做的钴60的β-衰变：
2 67 0C o6 20 8Ni 0 1eνeQ
MO(钼) 的衰变表示式为：
9 4M 9 2 9 4o T 9 3 c 0 1 β ν e Q
量mp=1.007276u， 中子以n表示，不带电，其质量mn=1.008665u；
2、原子质量单位：1u=1.66×10-27 Kg=931.5MeV/c2；
3.原子序数 Z： 4.质量数 A: 原子核中质子和中子的总和称为质量
数(核子数)
原子核的质量几乎都是u的整数倍，即m = u·A
5.核素: 原子核内的A、Z值和核能态都相同的一
Β-衰变简图：
9942Mo(66h)
MO(钼)—TC(锝)通 常在衰变图上标出 的是β－粒子能量 的最大值(β、ν的 总值 )
6.02h
2.2×105a
0.9205
0.5091
9943Tc
0.1811 0.1426 0.1405
0 MeV
（二） β+衰变 原子核自发发射β+粒子(即正电子)的衰变称 为β+衰变。一个质子会发射一个正电子和一 个中微子，变为中子。 β+衰变的过程表示为：
Z A X 0 1β Z A 1 YνQ
子核在元素周期表内较母核前移一位。
被俘获的电子主要来 自核外的K、L层， 电子被俘获后将产生 子核的标识射线或俄 歇电子(M.P. Auger在 1925年发现，于是称 为Auger电子)
目前人类一年消耗的能量约为2.1×1020J， 2、结合能：核子结合成原子核的过程中，要
释放能量，此能量称为结合能，用ΔE表示。
（3）比结合能：原子核的结合能与该核的核
子数wenku.baidu.com比，用ε表示, ε=ΔE/A 3、比结合能ε小的核不稳定，易于分解， A<30的核结合能都较小，皆以分子形式存在；
自然界只存在四种基本相互作用力：
即引力、电磁力、弱力与强力
核力为什么这么强？核密度又为什么如此之大？
汤川秀树1935年，发表了核力的介子场论，用数学方 法预见介子的存在，解释了这些问题，并于1949年获诺 贝尔物理奖。 (π+介子带正电、π-带负电、π0介子不 带电，其质量为电子质量me的273.3倍、264.2倍)
2 8 R 2 8 2 6 8 R a 2 6 4 2 2 H n Q e
α衰变的衰变纲图表示
镭原子核放射出来的α粒子 具有三种不同的能量；
22688Ra(1600y)
箭头向左下方指， 表示子体核较母 体核在元素周期 表中前移
0.32×10-9s
3.82d 22286Rn
0.186Mev 0 Mev
二、质量亏损和结合能
1、质量亏损 （1）定义：任何原子核的质量都小于组成它的所有
核子单独存在时的质量之和，其差值称为质量亏损， 用Δm 表示。 如:氘(21H)由一个中子、一个质子组成，但
m m p m n m H
1.00 7 1.0 20 7 8 6 2.0 61 6 3 5 0.0 50 52 u 20 38
Z A X Z A 1 Y 0 1β νQ
子核比母核在元素周期表中前移一位。
β+ : 正电子，是负电子的反物质，当
其能量为零时，将与一个负电子结合， 变成两个能量均为0.511Mev且飞行方 向相反的X光子，此即电子对的湮灭。 通过测量X射线可探测β+的存在。
（三）电子俘获
在质子数较多的原子核中，质子从核外 俘获一个电子，发射一个中微子，转为中子， 此衰变过程称为电子俘获，简写为EC 。 EC的过程可表示为：
比结合能曲线
第二节 核衰变类型和衰变规律
核衰变（nuclear decay): 不稳定核素自发地放出射线变成另一种核素的现
象称为原子核衰变，简称核衰变。 衰变过程遵守四个守恒定律：
质量和能量守恒定律 动量守恒定律 电荷数守恒定律 核子数守恒定律 衰变能： 如果衰变前后的静止质量不守恒，则衰变前后的质 量差值将转化为核衰变时吸收或放出的能量，此能
类原子称为同一种核素. 其表示符号为 AZX 或 AX
6.同位素: Z值相同、A值不同的核素,彼此称为同位
素. 如: 158O、168O、178O、188O、1H、
2H、3H。
异能
7、核力：
存在于核子间的力称为核力，是短程力（仅在1015 m范围内起作用），是一种强相互作用力，具有饱和 性，与核子的带电性无关，核子间不能无限靠近（＜ 10-1６ m 即为斥力）。
量称为衰变能，记作Q。
一、 α衰变
原子核放出α粒子而衰变为另一种原子核的过程称 为α衰变。 α粒子即氦核（42He)。
质量数A超过209的重核不稳定，会自发发射α粒子， 衰变成A值较小的原子核。
X α衰变的过程表示：
z A A z 2 4 Y 4 2 αQ
在元素周期表内子核Y的位置比母核X前移两位，此即α衰变的位移 法则。 如：
二、β衰变
原子核内放出电子或放出正电子或俘获一个核外电子的衰 变过程称为β衰变。 （一） β-衰变 原子核自发的发射β- 粒子（即负电子），变成另一种核， 其质量数A不变，原子序数在元素周期表中向前或向后移 一个位置。
β- 衰变的过程表示：
A X A Y 0 β ν Q
Z
Z 1 1
e
是中微子ν的反物质
一、问题：
①原子核的密度为2.3×1017kg/m3（黄金的 密度为19.3×103kg/m3）,你知道为什么会如 此之大吗？
② 木乃伊的存在年代如何计算? ③α射线、β射线、γ射线分别指的是什么？ 如何防护？
第一节 原子核的结构
一、原子核的组成
1、 原子核由核子（质子、中子）组成 质子就是氢原子核，常以p表示，带正电,其质
释放出能量为2.225MeV的光子 亏损的质量将转为能量，质能关系：
ΔE =Δm · C 2 = 931.5Δm (MeV) 式中Δm 用统一原子质量单位u作单位，能量ΔE 以
兆电子伏特(MeV)作单位。 1u质量的物质对应931.5MeV能量．
问:100克质量的物质对应的能量?
ΔE =Δm · C 2 = 931.5×106 ×1.6×10-19
β-衰变的过程表示：
A X A Y 0β ν Q
Z
Z 1 1
e
Β-衰变使子核增加了一个质子，子核较母核在元素 周期表中后移一位。
如吴健雄等人做的钴60的β-衰变：
2 67 0C o6 20 8Ni 0 1eνeQ
MO(钼) 的衰变表示式为：
9 4M 9 2 9 4o T 9 3 c 0 1 β ν e Q
量mp=1.007276u， 中子以n表示，不带电，其质量mn=1.008665u；
2、原子质量单位：1u=1.66×10-27 Kg=931.5MeV/c2；
3.原子序数 Z： 4.质量数 A: 原子核中质子和中子的总和称为质量
数(核子数)
原子核的质量几乎都是u的整数倍，即m = u·A
5.核素: 原子核内的A、Z值和核能态都相同的一
Β-衰变简图：
9942Mo(66h)
MO(钼)—TC(锝)通 常在衰变图上标出 的是β－粒子能量 的最大值(β、ν的 总值 )
6.02h
2.2×105a
0.9205
0.5091
9943Tc
0.1811 0.1426 0.1405
0 MeV
（二） β+衰变 原子核自发发射β+粒子(即正电子)的衰变称 为β+衰变。一个质子会发射一个正电子和一 个中微子，变为中子。 β+衰变的过程表示为：
Z A X 0 1β Z A 1 YνQ
子核在元素周期表内较母核前移一位。
被俘获的电子主要来 自核外的K、L层， 电子被俘获后将产生 子核的标识射线或俄 歇电子(M.P. Auger在 1925年发现，于是称 为Auger电子)