29第五章核医学物理.PPT

二、核衰变有关的物理量 2、半衰期 (half life) T1/2 特定能态放射核的数量自发核衰变减少到原来核数一半所需的时间 单位常用年(a)、天(d)、小时(h)、分(min)和秒(s)表示 不同的放射性核素半衰期的差别可能很大 例如，天然铀中的核素 ,其半衰期为T1/2=4.47×109a 核素 的半衰期为T1/2=13h 二、核衰变有关的物理量 半衰期 与衰变常量λ成反比。显然λ大， 就短，衰变就快 1/2 1/2 2、半衰期 (half life) T1/2 λ λ T 0.693 ln2 2 1 = = 二、核衰变有关的物理量 3、生物衰变常数?b 假定由于人体的排泄作用使核素数量的减少也按指数规律变化，这样它也对应一个衰变常数，称为生物衰变常数?b 人体内放射性核素总的减少量 dN = -(?p + ?b) N dt= - ?e N dt ?p 为物理衰变常数， ?e= ?p + ?b为有效衰变常数 二、核衰变有关的物理量 物理半衰期 生物半衰期 有效半衰期 有效半衰期比物理半衰期和生物半衰期都短。几种常见的放射性核素的半衰期如下表所示。 p 2 / p 2 ln l = T b 2 / b 2 ln l = T e 2 / e 2 ln l = T 2 / b 2 / p 2 / e 1 1 1 T T T + = 二、核衰变有关的物理量 几种放射性核素半衰期 放射性核素 符 号 半衰期 镓-68 68.3min 锝-99 6.02h 金-198 2.7d 碘-131 8.04d 磷-32 14.3d 汞-203 46.9d 钴-60 5.27a 锶-90 28a 铯-137 30a 碘-125 60d 二、核衰变有关的物理量 4、平均寿命τ 原子核总数一定的放射源，原子核在衰变过程中的平均存在时间称为放射性核素的平均寿命(mean life)，以τ表示。 它具体反映的是某种放射性核素平均存在的时间，SI单位是秒(s)。 若t时刻母核数为N，则在dt内母核衰减数为-dN，可认为这“-dN”个母核中每个核的寿命都是τ 。 它们的寿命总和 平均寿命 T =0时，N=N0，t→∞时，N→0 单位时间内衰变的原子核数 5、放射性活度 单位 贝可(勒尔) Bq 1Bq=1s-1 居里（1Ci=3.7?1010Bq） 毫居里(mCi) 微居里(?Ci) 二、核衰变有关的物理量 t t A N N t N A l l l l - - = = = - = e e d d 0 0 (1)当核素一定，?一定 A?N 在体外测得活度值正比于体内对应位置放射性核素数目，核素显像基本原理之一 (2)两种核素N相同?不同 短寿命核素的活度大 (3) A一定 满足体外测量一定活度 放射性核素寿命越短，所需数量N越少 临床应用短寿命核素的原因 二、核衰变有关的物理量 1 A ? ? ? = 1 N ? ? ? = 三、放射平衡(radioactive equilibrium) A B C 递次衰变与放射系(radioactive series) 对于多代的情况，只要母核半衰期远大于子核，则会出现这种长期平衡。整个系列达到长期平衡时，各代活度均相等。 放射平衡 母核半衰期比子核长得多T1?T2，观察时间足够长 t ? 7T2，子核数目及活度达到饱和，其活度与母核相等。 A N N N = = = = n n 2 2 1 1 ... l l l 计数测量对象、环境不变，多次计数测量数值大小在一个数值上下起伏的现象 1.放射性计数的统计涨落 2.放射性计数的统计规律 放射性计数是大量随机事件统计平均的一种结果 计数较大趋向高斯分布 计数频数呈泊松分布 偶然误差的对称分布 四、放射性计数的统计规律 四、放射性计数的统计规律 变异系数CV 一次测量 计数N 标准差s s和CV反映测量值离散程度 重复测量结果68％出现在N-s到N+s之间 一次性计数表示 N s = N N N CV 1 = = 2.放射性计数的统计规律 第四节 原子核反应 第四节 原子核反应 一、核反应的一般概念 二、中子及分类 三、中子核反应 核反应 具有一定能量的粒子如氦核[3He或4He(?)]、 氘核2H(d)、质子(p)、中子(n)、光子(?)等轰击原子核(靶核)，使之转变为另一原子核 重核裂变(n,f)和核反应堆 重原子核经中子轰击分裂为质量大致相等两部分和１到３个中子，同时放出大量热量 中子轰击235U反应 一、核反应的一般概念 b