肿瘤放射生物学.ppt

肿瘤放射生物学 (Oncology Radiobiology) 放射生物学研究的是辐射对生物体 作用及其效应规律的一门科学。 ——电离辐射对生物体的作用 ——电离辐射的细胞效应 ——电离辐射对肿瘤组织的作用 ——正常组织及器官的放射效应 ——分次治疗的生物学基础 放射生物学—— 由于电离辐射引起损伤，故损伤后有无恢复或 修复的可能性，以及怎样减少不必要的损伤等，都 是放射生物学研究的内容。因此，确切的说： 研究电离辐射对生物作用的机制、辐射损伤及 其修复、放射防护等的综合性科学。 电离辐射的一般概念—— 电离辐射有粒子辐射和电磁辐射。 1、粒子辐射：α射线、β射线、带电的质子和 中子的辐射； 2、电磁辐射：γ射线和X射线的辐射，这类辐 射是光量子发射的。 电离射线的一般特点：高能、穿透力强。它基 本反映在电离射线的射程和电离密度上。 不同电离射线的区别：α射线（氦核）、质子 （氢核）带电荷，中子则不带电荷；质子、中子、 α射线、β射线的质量不同。 电离射线与物质的相互作用—— 在电离射线与物质的相互作用中，电离射线是 外因，物质（包括组成生物机体的物质）是内因。 外因通过内因起作用。 当运动着的粒子通过物质时，其速度将逐步降 低而损失能量；损失的能量主要消耗在物质的电离 或激发上。 带电的粒子通过物质时，和物质中原子壳层的 电子碰撞，由于静电作用，使壳层电子产生加速运 动，因而获得足够的能量而变成游离电子，它与正 离子构成一个离子对。这就是电离作用。 离子对是负离子（包括电子e）与正离子的合 称。 离子对是电离作用的结果。 带电粒子和光量子对物质作用的区别—— 1、带电粒子和原子的作用：以原子点外围电子 作用的可能性较大。在下例中，H2O+和e合称为离 子对。 H2O+ H2O e H2O- 形成离子对需要一定的能量。不达到这个能量 水平，就不可能形成离子对。 通过1V的电位差所获得的能量称为1电子伏特 （eV）。在空气中产生一对离子需要的平均能量为 32.5eV。 电离作用形成的离子对数量的相关因素： 1）、能量高，则形成的离子对多； 2）、在同一能量水平时，电荷多，形成的离 子对就多；反之亦然；无电荷，则不形成离子对。 α粒子带电荷多，形成的离子对也就多；而β射线 和γ射线，由于带电荷少，形成的离子对就少。 3）、粒子（射线）的速度大，电离密度（即 离子对/cm，就是在1cm行程所形成的离子对的数量） 小；速度小则电离密度大。α粒子带电荷多，质量 较大，故电离密度大，但它运行路程短，穿透力 低，而β射线穿透力较强。 当物质中的壳层电子所获得的能量还不足以使 它成为游离电子时，电子受激发到更高的能级。即 能量足够时发生电离作用，形成粒子对；能量不足 时发生激发作用，不形成离子对。 带电粒子通过物质时，因为受到原子核电场的 相互作用而改变其运动方向，即所谓散射。 2、中子与物质的相互作用：只有在中子流碰 撞到原子的壳层或原子核时才发生作用。中子只有 在原子核相碰撞时才能把能量转移给原子核。 1）弹性碰撞：中子具有一个质子的质量而不 带电荷。它是在原子核反应时产生的。由于中子与 质子的质量相等，中子与质子（氢核，H+）相撞时 发生最大的能量损失。这样的质子叫做反冲质子。 反冲质子的能量质量都大于原来的质子。因此，中 子很容易被许多轻元素物质（如水、石蜡）吸收， 但能自由地通过重元素物质（如Pb）。 中子具有一定的能量，中子撞击原子核打出的 一部分叫反冲核。反冲核又具有一定的能量，能够 打出其它原子，即反冲核在其行程中能使与其相撞 的原子都发生电离： 2）非弹性碰撞：中子穿入原子核内，交出自 己的一部分能量，使核处于激发状态。激发了的核 把从中子获得的能量以一个或若干个γ量子的形式 发射出来，随后进入核内的中子就带着较