实验核医学部分-1

实验核医学部分

【名词解释】

核医学：核医学是核技术与医学相结合的综合性的边缘科学，是用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学研究的医学学科。着重研究放射性核素和核射线在医学上的应用及其理论的基础。

核素：具有特定的质量数、原子序数和核能态的原子，统称为核素。

同位素：凡原子核内质子数相同(原子序数相同),而中子数不同的一类原子，彼此互称为同位素。

同质异能素：核内质子数和中子数均相同，但所处能量状态不同的核素。如99Tc与99mTc 物理半衰期：放射性核素由于衰变,其原子核数目或活度减少到原来一半所需的时间,用T 1/2表示。

放射性活度：单位时间内核衰变的次数，用dps或dpm来表示。

放射性比活度：单位质量（摩尔、容积）物质所含放射性的多少。

间接作用：是指电离辐射作用于体液中的水分子(机体内水占体重的70%)，引起水分子的电离和激发，形成化学性质活泼的不稳定的自由基(如H·OH·)，再作用于生物大分子，而发生一系列变化。

直接作用：是指电离辐射直接作用于具有生物活性的大分子、如核酸、蛋白质等，使其发生电离、激发或化学键断裂而造成分子结构和性质的改变。

开放源：指在使用和操作过程中能够向外界环境扩散，污染环境，并进一步侵入到生物体体内，对生物体进行内照射放射源。开放源既可产生外照射，又可产生内照射。

封闭源：指在工作中使用的放射性核素被包在外壳中，在正常情况下不向周围环境扩散，也不污染环境的辐射源。密封源在一般情况下，只产生外照射。

随机效应：是指辐射效应的发生几率(而非重严程度)与剂量相关的效应。随机效应的发生几率随受照剂量的增加而增大，但效应的严重程度与剂量大小无关。一般认为，随机效应的发生没有剂量阈值，即生物效应的发生概率与受照剂量呈线性无阈关系。

确定性效应：指效应发生的严重程度与受照剂量相关，有剂量阈值，阈值以下不会发生这种效应，阈值以上可能发生这种效应。如不育、白内障、造血机能低下、寿命缩短等皆属于。放射性药物：凡是用于诊断和治疗的放射性核素及其标记化合物统称为放射性药物(radio pharmaceuticals) 。

放射化学纯度：放射性核纯度(%)=特定放射性核素的活度/样品的总放射性活度×100%，一般要求大于99%。

放射性核素发生器：是一种从长半衰期放射性核素(母体)中分离得到短半衰期的衰变产物(子体)的一种装置，俗称母牛(cow)。

【简答题】

l、放射性原子核为什么会不稳定？

原子核的稳定性取决核子之间的引力和短程核力。只有当核子总数以及中子数和质子数的比例在一定的范围内才能使这两种力平衡，原子核才是稳定的。

2、放射性核素的衰变有哪些类型？

(一)α衰变(alpha decay)：指母核放出一个α粒子（氦原子核）的过程。

比如226Ra(镭)衰变式如下：

226Ra→222Rn+α+4.86Mev

α粒子的质量大且带电荷，故射程短，穿透力弱，在空气中只能穿透几厘米，一张纸就可屏蔽，因而不适合作核医学显像用。但α粒子对局部的电离作用强，对开展体内恶性组织的放射性核素治疗具有潜在的优势。

（二）β衰变(beta decay)

(1)β-衰变：指母核放出一个负电子的过程。β-衰变发生在中子过剩的原子核。

比如：32P(磷)衰变式如下：

32P→32S+e-1+ υe +1.711 Mev

β-衰变时放出一个β-粒子和反中微子，核内一个中子转变为质子，因而子核比母核中子数减少1，原子序数增加1，原子质量数不变。β-射线的本质是高速运动的电子流，β-衰变时，衰变能随机分配给β-粒子和反中微子，因而β-粒子的能量分布形成连续能谱。

β-粒子穿透力弱，例如2Mev的β-粒子在软组织中的射程约为2cm，不能用于核医学显像。某些β-核素可用于核素治疗，例如：131I用于治疗甲亢和甲状腺癌，32P可用于血液和皮肤病的治疗。

(2)β+衰变：指母核放出一个正电子的过程。发生在中子相对缺乏的核素，也可认为是质子过剩。比如：13N(氮)衰变式如下：

13N→13C+β++υ+1.190 Mev

衰变时放出一个β+粒子和中微子，核内一个质子转变为中子。正电子的射程仅1-2mm即发生湮灭辐射。

(3)电子俘获(electron capture decay，EC)核内的一个质子可以俘获一个核外电子并发射一个中微子而转变为一个中子，所形成的子核质量数不变，原子序数少1。

比如125I(碘)衰变式如下：

125I+e-→125Te(碲)+υ+0.0355 Mev。

原子核发生电子俘获后，外层电子留下一个空轨道，更外层电子填补空轨道，将多余的能量以电磁辐射或光子流的形式释放出去，这种电磁辐射或光子流称为“标识X线”。（三）γ衰变：原子核发生α衰变、β衰变后的子核吸收衰变能处于激发态，激发态的子核向基态过渡时将多余的能量以电磁辐射或光子流的形式释放出去，这种电磁辐射或光子流称为γ射线，这个过程称为γ衰变。99mTc(锝)衰变式如下：

99mTc→99Tc+γ

3、带电粒子与物质相互作用有哪些主要方式？

(一)电离与激发(ionization and excitation)

电离：指带电粒子与物质相互作用使物质中的中性原子变成离子对的过程。

激发：如果核外电子所获动能不足以使之成为自由电子，只是从内层跃迁到外层，从低能级跃迁到高能级。

电离密度：单位路径上形成的离子对的数目。它表示的是射线电离作用强弱的量。α>β>

γ。

（二）韧致辐射：β-与物质相互作用会受到原子核电场的排斥，将部分能量以电磁辐射或光子流的形式释放出去，这种电磁辐射或光子流称为韧致辐射。韧致辐射的发生几率与β-的能量及被作用物质的原子序数成正比。在实际工作中，为了尽可能地减少β射线产生的韧致辐射，应该选用原子序数低的材料作为屏蔽材料，比如铝、有机玻璃等。

4、γ光子与物质相互作用有哪几种主要方式？

(一)光电效应(photoelectric effect)：

光子与物质相互作用，将所有的能量都传给被作用物质原子核的核外电子，使其脱离原子核的束缚成为自由电子，这个自由电子称为光电子，这个过程称为光电效应（由光子到电子）。发射光电子的原子内层电子出现空位，故可发射特征X射线。

（二）康普顿效应(Compton effect)：

当光子的能量远大于壳层电子的结合能时，γ光子将其部分能量传给被作用物质原子核的核外电子，使其脱离原子核的束缚成为自由电子，这个自由电子称为康普顿电子，γ射线失去部分能量改变运动方向射出，称为康普顿散射光子，这个过程称为康普顿效应。(三)电子对生成效应(pair production)：

能量超过1.02Mev的γ射线与物质相互作用，γ光子在原子核电场的作用下产生一对正负电子，这种作用称为电子对生成效应。1.02Mev的能量是产生一对正负电子的最低极限值。γ射线与物质相互作用时产生的光电效应、康普顿效应和电子对生成效应的几率，随γ光子的能量和物质原子序数的不同而不同。

一般而言，低能γ射线通过高原子序数物质时以光电效应为主；中能γ射线通过低原子序数物质时以康普顿效应为主；而高能γ射线通过高原子序数物质时以电子对生成效应为主。

γ射线与物质相互作用产生的光电子、康普顿电子、生成电子对等次级电子可以进一步引起物质的电离和激发。

5、吸收剂量、当量剂量的专名及SI单位是什么？

吸收剂量(absorbed dose)：单位质量(dm) 被照射物质所吸收的任何电离辐射的平均能量dE，用D表示：D=dE/dm 吸收剂量的SI单位为J·kg-1，SI单位专名为戈瑞，符号Gy，Gy=1J·kg-1。当量剂量(equivalemt dose)：是衡量各种辐射对生物机体危害程度的物理量。它是修正后的吸收剂量，即吸收剂量与辐射权重因子的乘积。用H表示，即HT·R=WR·DT·R。当量剂量的SI单位是焦耳·千克-1(J·Kg-1)。专名为希沃特，符号Sv，当量剂量专门用于放射防护。