核医学第1章 医学物理基础.ppt

中文名: 氡 外文名: Radon 元素符号: Rn 原子量: 222 * * * * 可以看做是一个中子分成一个质子和一个电子。 * 为什么不是6,3 C等？ * 为什么不是6,3 C等？ * * 由于核内中子缺乏(贫中子核素)致使放射出正电子的衰变，称为正电子衰变，也叫β+衰变。 衰变时发射一个正电子和一个中微子（υ），原子核中一个质子转变为中子。 β+衰变时母核和子核的质量数无变化，但子核的核电荷数减少一个单位，β+衰变可用下式表示： * * * * 发生在缺中子的原子核，与正电子衰变时核结构的改变相似。 一个质子俘获一个核外轨道电子转变成一个中子和放出一个中微子，子核的原子序数比母核减少一个单位，在元素周期表向左移一个位置，质量数不变。 * 为什么不是6,3 C等？ * 指数衰变规律 对于某种放射性核素，其在单位时间dt内发生核衰变的数目dN必定正比于当时存在的原子核总数N，且只和N有关。亦即： dN/dt = -λN 如果t=0时原子核数目为N0，则积分得任意时间t时的剩余原子数为： Nt = N0 e-λt λ代表一种原子核在单位时间内发生衰变的几率，称衰变常数。是放射性核素的特征性参数。 物理半衰期 物理半衰期（T1/2）：指放射性核素数目因衰变减少到原来的一半所需的时间。 由 1/2 N0 = N0 e-λT1/2 可见，半衰期T1/2与衰变常数λ成反比。衰变常数大的放射性核素衰变得快，衰变常数小的衰变慢。两者都是描述放射性核素衰变速率的特征量。 取对数得 放射性核素由于自身的物理衰变其原子核数目减少到原来一半所需时间称为物理半衰期。 进入生物体内的放射性核素或其化合物，由于生物代谢从体内排出到原来的一半所需的时间，称为生物半衰期(Tb). 由于物理衰变与生物的代谢共同作用而使体内放射性核素减少一半所需要的时间，称有效半衰期（Te）。 λe*Nt = λ*Nt + λb*Nt λe = λ+ λb 对于每一种确定的放射性核素，各个原子由于衰变时间不一致，寿命有长有短，通过数学推导可以证明，总体的平均寿命τ是半衰期的1.44倍。 衰变常数λ 、半衰期T1/2、平均寿命τ 都可以作为放射性核素的特征量。每一个放射性核素都有它特有的λ(或T1/2、或τ )，没有两种核素的λ(或T1/2、或τ )是一样的。 平均寿命 放射性活度 放射性活度（A）是表示单位时间内发生衰变的次数，简称活度，用A表示。 放射性活度与放射性核数目N之间的关系为： 积分可得： A0为初始时间的放射性活度，At为任意时间t时的放射性活度 A=dN/dt At = A0 e-λt 在新的国际制单位（SI）中，放射性活度的单位是贝可（Bq），定义为每秒一次衰变。即1Bq=1S-1 放射性活度的旧制单位是居里（Curie，Ci），1居里表示每秒3.7×1010次核衰变。居里与贝可的换算关系是 1Ci=3.7×1010 Bq 1Bq≈2.7×10－11 Ci 核医学通常使用的放射源的活度，居里的单位较大，为方便使用，通常采用较小的单位，如毫居里（mCi，1mCi=10－3 Ci）、微居里（μCi，1μCi=10-3 mCi）等，贝可相对太小，通常用kBq（103Bq），MBq（106Bq），GBq（109Bq）等。 1mCi=37 MBq 1μCi=37 kBq 比活度与放射性浓度 为了表示各种物质中的放射性核素含量，通常还采用比活度及放射性浓度。 比活度定义为单位质量或单位摩尔物质中含有的放射性活度，单位是Bq/g，MBq/g、MBq/mol。 放射性浓度定义为单位体积溶液中所含的放射性活度，单位是Bq/ml、mCi/ml等。临床核医学使用放射性浓度较多。 射线与物质的相互作用 射线通过物质时，与物质发生一系列的相互作用，射线的能量不断被物质吸收。 这种相互作用亦称射线的物理效应，是我们了解辐射生物效应、屏蔽防护以及放射性检测、核素显像和治疗的基础。 核医学上最常见的是： “带电粒子（主要为α粒子、β-粒子，β+粒子、俄歇电子、内转换电子）”和“光子（包括γ射线和电子俘获衰变时释放的X射线）”与物质的相互作用。 两者与物质相互作用时的机制是有区别： 带电粒子主要通过与物质原子、分子的库仑电场力发生同性相斥，异性相吸的相互作用，不需直接相互碰撞。 光子则通过与物质的直接碰撞发生作用。 电离作用（ionization） 入射粒子（α、β）作用于原子（1）使轨道电子成为自由电子（2）而原子成为正离子。 带电粒子与物质的作用 当带电电子通过物质时，和