第九版核医学配套课件 1 核医学物理基础
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
。 4. 放射性活度是放射性核素放射性强度的度量单位。 5. 电离和激发、光电效应等射线与物质的相互作用方式是核射线探测、核医学显
像和核素治疗最主要的物理基础。
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
两种同位素的比 较
三、稳定核素和放射性核素
1. 稳定核素：原子核稳定，不产生射线。 2. 放射性核素：原子核不稳定，自发产生射线。
第二节
核衰变
一、核衰变方式
（一）α衰变
1.
α衰变反应式：
A Z
X→A-4 Z-2
Y + 42
He + Q
2. α射线，即α粒子流（氦原子核）
3. α射线特点：
（1）质量大。 （2）射程很短。 （3）穿透能力很弱。 （4）电离能力很强。
（1）贝克（Bq）：1秒钟内发生一次核衰变 （2）居里（Ci）：每秒3.7×1010次核衰变，1Ci=3.7×1010Bq
GBq（109Bq）、MBq（106Bq）、kBq（103Bq） mCi（10−3Ci）、μCi（10−6Ci）、nCi（10−9Ci）
第三节
射线与物质的相互作用
一、带电粒子与物质的相互作用
++ +
原子结构示意图
原子核 质子
中子 电子
一、原子与原子结构
（二）原子结构的表示方法
X A
1. 原子核结构表示为 Z N
：
（1）X为元素符号，A为质量数，Z为质子数，N为 中子数。
AX
（2）可以省略为： 。
二、同位素、核素、同质异能素
1. 核素：质子数、中子数、能级状态均相同。 2. 同位素：质子数相同，中子数不同。 3. 同质异能素：质子数、中子数相同，能级状态不同。 4. 激发态：原子核能量较高的状态，表示为：AmX。
二、核衰变规律
（二）半衰期
1. 半衰期：放射性核素数量因衰变减少一半所需要的时间，用T1/2 表示。
2. 与衰变常数的关系：T1/2 ≈ 0.693/λ
3.源自文库有效半衰期：1/ Te = 1/ T1/2 + 1/ Tb
二、核衰变规律
（三）放射性活度
1. 定义：放射性核素在单位时间内的衰变数，表示放射性核素的放射 性强度。 2. 单位：
2. γ射线，即γ光子流
3. γ射线特点：
（1）不带电荷。 （2）运动速度快。 （3）穿透能力强。 （4）电离能力很小。
γ衰变及内转换模式图
二、核衰变规律
（一）衰变常数
1. 衰变常数：单位时间内发生衰变的原子核数目占总数的比率， 用λ表示。
2. 衰变规律：随时间呈指数规律减少。
3. 表达式： N = N0e−λt
一、带电粒子与物质的相互作用
（二）散射
带电粒子通过物质时运动方向发生改变，其中运动方 向改变而能量不变者称为弹性散射。
（三）韧致辐射 （四）湮灭辐射 （五）吸收
散射示意图
二、光子与物质的相互作用
（一）光电效应
γ光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全部交给轨 道电子，使之脱离原子而发射出来，而整个光子被吸 收消失；脱离原子轨道的电子称为光电子。
“十三五”普通高等教育本科国家级规划教材 卫生部“十三五”规划教材
全国高等医药教材建设研究会“十三五”规划教材 全国高等学校教材
供基础、临床、预防、口腔医学类专业用
《核医学》(第9版) 配套课件
主编 王荣福/安锐
《核医学》(第9版)
凡大医治病，必当安神定志，无欲无求，先发大慈恻隐之心，誓愿 普救含灵之苦。
γ光子
光电效应示意图
二、光子与物质的相互作用
（二）康普顿效应
能量较高的γ光子与原子的核外电子碰撞，将一部分能 量传递给电子，使之脱离原子轨道束缚成为高速运行 的电子，而γ光子本身能量降低，运行方向发生改变； 释放出的电子称作康普顿电子。
（三）电子对生成
康普顿效应示意图
1. 放射性核素是核医学的基本工具。 2. 核素、同位素、同质异能素等描述放射性核素的不同种类。 3. 核衰变、半衰期等描述放射性核素的物理变化方式、规律和生成核射线的种类
（一）电离与激发
1. 电离 带电粒子（α、β粒子等）与物质的核外电子发生静电作用，使电子脱离轨道束缚形成自由 电子；失去电子的原子成为离子。 2. 电离密度 带电粒子在单位路程上产生的电子-离子对的数目，表明带电粒子的电离能力。 3. 激发 核外电子获得的能量不足，只能由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道。
nucleus
α衰变模式图
一、核衰变方式
（二）β-衰变
1.
β-衰变反应式：
A Z
X→AZ+1Y + β− + Q
2. β-射线，即β-粒子流（高速电子流）。
3. β-射线特点：
（1）质量小。 （2）射程较短。 （3）穿透能力较弱。 （4）电离能力较强。
nucleus
β衰变模式图
（三）β+衰变
一、核衰变方式
--孙思邈
第一章 核医学物理基础
授课人：XX XX
目录
第一节 同位素、核素、同质异能素 第二节 核衰变 第三节 射线与物质的相互作用
重点难点
掌握 核物理的基本概念
熟悉 带电放射性粒子和光子与物质相互作用方式
了解 放射性核衰变主要方式
第一节
同位素、核素、同质异能素
（一）原子结构
一、原子与原子结构
1.
β+衰变反应式：
A Z
X→AZ-1Y + β+ + Q
2. β+粒子，即正电子
3. 湮灭辐射：
β+粒子射程仅1~2mm，其在较短的时间内 与邻近的自由电子碰撞，转变成两个能量同 为511keV、方向相反的γ光子。
正电子湮灭辐射
一、核衰变方式
（四）γ衰变
1.
γ衰变反应式：
Am Z
X→AZ
Y + γ
像和核素治疗最主要的物理基础。
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
两种同位素的比 较
三、稳定核素和放射性核素
1. 稳定核素：原子核稳定，不产生射线。 2. 放射性核素：原子核不稳定，自发产生射线。
第二节
核衰变
一、核衰变方式
（一）α衰变
1.
α衰变反应式：
A Z
X→A-4 Z-2
Y + 42
He + Q
2. α射线，即α粒子流（氦原子核）
3. α射线特点：
（1）质量大。 （2）射程很短。 （3）穿透能力很弱。 （4）电离能力很强。
（1）贝克（Bq）：1秒钟内发生一次核衰变 （2）居里（Ci）：每秒3.7×1010次核衰变，1Ci=3.7×1010Bq
GBq（109Bq）、MBq（106Bq）、kBq（103Bq） mCi（10−3Ci）、μCi（10−6Ci）、nCi（10−9Ci）
第三节
射线与物质的相互作用
一、带电粒子与物质的相互作用
++ +
原子结构示意图
原子核 质子
中子 电子
一、原子与原子结构
（二）原子结构的表示方法
X A
1. 原子核结构表示为 Z N
：
（1）X为元素符号，A为质量数，Z为质子数，N为 中子数。
AX
（2）可以省略为： 。
二、同位素、核素、同质异能素
1. 核素：质子数、中子数、能级状态均相同。 2. 同位素：质子数相同，中子数不同。 3. 同质异能素：质子数、中子数相同，能级状态不同。 4. 激发态：原子核能量较高的状态，表示为：AmX。
二、核衰变规律
（二）半衰期
1. 半衰期：放射性核素数量因衰变减少一半所需要的时间，用T1/2 表示。
2. 与衰变常数的关系：T1/2 ≈ 0.693/λ
3.源自文库有效半衰期：1/ Te = 1/ T1/2 + 1/ Tb
二、核衰变规律
（三）放射性活度
1. 定义：放射性核素在单位时间内的衰变数，表示放射性核素的放射 性强度。 2. 单位：
2. γ射线，即γ光子流
3. γ射线特点：
（1）不带电荷。 （2）运动速度快。 （3）穿透能力强。 （4）电离能力很小。
γ衰变及内转换模式图
二、核衰变规律
（一）衰变常数
1. 衰变常数：单位时间内发生衰变的原子核数目占总数的比率， 用λ表示。
2. 衰变规律：随时间呈指数规律减少。
3. 表达式： N = N0e−λt
一、带电粒子与物质的相互作用
（二）散射
带电粒子通过物质时运动方向发生改变，其中运动方 向改变而能量不变者称为弹性散射。
（三）韧致辐射 （四）湮灭辐射 （五）吸收
散射示意图
二、光子与物质的相互作用
（一）光电效应
γ光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全部交给轨 道电子，使之脱离原子而发射出来，而整个光子被吸 收消失；脱离原子轨道的电子称为光电子。
“十三五”普通高等教育本科国家级规划教材 卫生部“十三五”规划教材
全国高等医药教材建设研究会“十三五”规划教材 全国高等学校教材
供基础、临床、预防、口腔医学类专业用
《核医学》(第9版) 配套课件
主编 王荣福/安锐
《核医学》(第9版)
凡大医治病，必当安神定志，无欲无求，先发大慈恻隐之心，誓愿 普救含灵之苦。
γ光子
光电效应示意图
二、光子与物质的相互作用
（二）康普顿效应
能量较高的γ光子与原子的核外电子碰撞，将一部分能 量传递给电子，使之脱离原子轨道束缚成为高速运行 的电子，而γ光子本身能量降低，运行方向发生改变； 释放出的电子称作康普顿电子。
（三）电子对生成
康普顿效应示意图
1. 放射性核素是核医学的基本工具。 2. 核素、同位素、同质异能素等描述放射性核素的不同种类。 3. 核衰变、半衰期等描述放射性核素的物理变化方式、规律和生成核射线的种类
（一）电离与激发
1. 电离 带电粒子（α、β粒子等）与物质的核外电子发生静电作用，使电子脱离轨道束缚形成自由 电子；失去电子的原子成为离子。 2. 电离密度 带电粒子在单位路程上产生的电子-离子对的数目，表明带电粒子的电离能力。 3. 激发 核外电子获得的能量不足，只能由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道。
nucleus
α衰变模式图
一、核衰变方式
（二）β-衰变
1.
β-衰变反应式：
A Z
X→AZ+1Y + β− + Q
2. β-射线，即β-粒子流（高速电子流）。
3. β-射线特点：
（1）质量小。 （2）射程较短。 （3）穿透能力较弱。 （4）电离能力较强。
nucleus
β衰变模式图
（三）β+衰变
一、核衰变方式
--孙思邈
第一章 核医学物理基础
授课人：XX XX
目录
第一节 同位素、核素、同质异能素 第二节 核衰变 第三节 射线与物质的相互作用
重点难点
掌握 核物理的基本概念
熟悉 带电放射性粒子和光子与物质相互作用方式
了解 放射性核衰变主要方式
第一节
同位素、核素、同质异能素
（一）原子结构
一、原子与原子结构
1.
β+衰变反应式：
A Z
X→AZ-1Y + β+ + Q
2. β+粒子，即正电子
3. 湮灭辐射：
β+粒子射程仅1~2mm，其在较短的时间内 与邻近的自由电子碰撞，转变成两个能量同 为511keV、方向相反的γ光子。
正电子湮灭辐射
一、核衰变方式
（四）γ衰变
1.
γ衰变反应式：
Am Z
X→AZ
Y + γ