3元素：凡核内质子数相同的一类原子，称之为元素 4核素.ppt

第一章 核物理基础 一.基本概念 1.基态：能量最低的定态。 2.激发态：能量较高的定态。 3.元素：凡核内质子数相同的一类原子，称之 为元素。 4.核素(nuclide) ：凡原子核内质子数、中子数和核能态均相同的一类原子，称为一种核素。 §1 核射线及其与物质的相互作用 5. 同位素(isotope）凡原子核内质子数相同,而中子 数不同的一类原子，彼此互称为同位素, 比如： 1H、2H、3H互称为同位素,每种同位素也是一种 核素。同位素之间具有完全相同的核外电子结 构，宏观化学性质和体内生物学行为。 6.同质异能素(isomer) 核内质子数和质量数均相 同，但所处能量状态不同的核素。如99Tc与 99mTc；111In与111mIn等。 7. 放射性核素：指原子核不稳定,易自发地发生核内成 分或能态的变化而转变为另一核素，同时释放出一 种或一种以上的射线。放射性核素按其来源可分为 天然和人工两大类。 8. 稳定性核素：一般不会自发地发生核内成分或能态 的变化，或者发生几率极小。已知的2700多种核素 中，稳定性核素不足300种，其余为放射性核素。 二. 放射性核素的原子核不稳定因素 只有两种力平衡原子核才是稳定的 三.影响原子核平衡力的因素 ①核子总数过多。 ②中子质子比例不平衡。 §2 核衰变方式 1.α衰变(alpha decay)：指母核放出一个α粒子的过程。 发生条件： A160 或 Z83 实 质： 氦原子核 通 式： AZX→A-4Z-2Y+42He+Q 实 例： 22688Ra →22286Rn+α+4.86Mev α 特 性：质量大，电荷多，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。 2.β衰变(beta decay) (1) β-衰变：指母核放出一个负电子的过程。 发生条件： 中子过剩的原子核。 实 质： 负电子, 高速运动的电子流。 通 式： AZX→AZ+1Y+β-+ + Q 实 例： 3215P→3216S+0-1e + +1.711 Mev β- 特 性：射程及穿透力较α粒子强，2Mev的β-粒子 在软组织中的射程约为2cm，仍不能用于核医学显像，但 某些β-核素可用于核素治疗，如：131I用于治疗甲亢和甲 状腺癌，32P可 用于血液病和皮肤病的治疗等。 (2)β+衰变：指母核放出一个正电子的过程。 发生条件：发生在中子缺乏的核素，也可认为是质子过剩. 发生β+ 衰变的核素都是人工放射性核素. 实 质： 由核内产生的,向外发射的正电子。 通 式： AZX→AZ-1Y+β++υ+Q 实 例： 137N→136C+β++υ+1.190 Mev β+ 特 性： 质量与电荷数与电子相同，只是电荷性质相反, 其射程仅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. 发生条件：中子相对过少的放射性核素。 实 质： 核内一个质子俘获一个电子而转变为中子。 通 式： AZX+-e→AZ-1Y+υ+Q 实 例： 12553I+-e→12552Te(碲)+υ+0.0355 Mev 贫中子核素: Z较小时β+衰变为主; Z较大时EC为主;中等 Z范围内,各以一定的概率发生. 3.γ跃迁(γ transition) 又称同质异能跃迁(isomeric transition)：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。是一种继发的核衰变。 条 件：伴随其他衰变继发的发生 实 例：99MO β- 99mTc γ 99Tc 实 质：高速运动的光子流 γ射线特性：射程极大，极强的穿透力，电离能力相对其他射 线最弱; 射 线 α β γ 本 质 氦原子核 电子流 光子流 穿 透