工学核医学仪器与方法优秀课件

1、 母核母核 子核子核 发射射线发射射线 衰变能量衰变能量 226Ra 222Rn + 4He + 4.78MeV ( Z, A ) (Z-2, A- 4) (2,4) (88,226) (86, 222) ( 2,4 ) (4He) 发生发生- -衰变的原因衰变的原因 ：原子核中：原子核中中子数太多中子数太多 14 14 C C原子核中的中子发生原子核中的中子发生 - -衰变，产生一个质子，衰变，产生一个质子， 一个负电子和一个反中微子一个负电子和一个反中微子 中子中子- -衰变：衰变： n p + e- + pn N = NN = N0 0e e- - t t经过经过n n个半衰期后，未发生

2、衰变的放个半衰期后，未发生衰变的放射性原子核数目是原有的射性原子核数目是原有的 1/2n 和和 T T1/2 1/2 两者有一一对应关系两者有一一对应关系 理论研究中多用衰变常数理论研究中多用衰变常数 实际应用中一般用半衰期实际应用中一般用半衰期半衰期与衰变常数的关系半衰期与衰变常数的关系1 1 放射性活度（放射性活度（ A A ） 定义：样品中放射性原子核在单位时内发生衰变定义：样品中放射性原子核在单位时内发生衰变 的原子核数目。的原子核数目。 单位：单位： 1 1贝可贝可 = 1 = 1 次核衰变次核衰变/ /秒秒 1 Bq = 1 1 Bq = 1 次核衰变次核衰变/ /秒秒2 2 吸收

3、剂量吸收剂量( D )( D ) 定义：定义： 单位质量受照射物质所吸收的平均电离辐射能单位质量受照射物质所吸收的平均电离辐射能 单位：单位： 1 1 戈瑞戈瑞 = 1= 1焦耳焦耳 / / 千克千克 1 Gy = 1 J/ kg 1 Gy = 1 J/ kg 吸收剂量吸收剂量1 1 戈瑞（戈瑞（1 1焦耳焦耳/ /千克）时的能量效应千克）时的能量效应 1 1）水温升高）水温升高 （比热比热 4.24.210103 3J/J/千克度）千克度） 1 kg1 kg水物质吸收剂量水物质吸收剂量 1 Gy 1 Gy 水温度上升水温度上升 1/1/（4.24.210103 3）= 2.4= 2.4101

4、0-4 -4 C C2 2）转化为物体的动能）转化为物体的动能 m D= (1/2)m vm D= (1/2)m v2 2 运动速度运动速度 v = 1.4 m/sv = 1.4 m/s3) 3) 转化为物体的势能转化为物体的势能 m D = m g h m D = m g h 上升高度上升高度 h = 0.1 mh = 0.1 m剂量剂量实际上是单位物质吸收电离辐射能实际上是单位物质吸收电离辐射能 大小的一种量度大小的一种量度严重严重2525射线射线严重严重2525质子质子 离子离子有有2 2氚的氚的 射线射线严重严重2525中子中子1 1 e e（30keV)30keV)1 1X X (

5、(30keV)30keV)放大效应放大效应Q Q 因子因子电离辐射类型电离辐射类型电离辐射的品质因数电离辐射的品质因数 Q Q 数值数值 放射性活度放射性活度(A)(A) 吸收剂量吸收剂量(D)(D) 剂量当量剂量当量(H)(H) 吸收剂量吸收剂量(D) (D) 1 1戈瑞戈瑞 = 1= 1焦耳焦耳/ /千克千克1 Gy = 1 J/kg1 Gy = 1 J/kg放射源放射源 活度活度(A) (A) 1 1贝克贝克=1=1次核衰变次核衰变/ /秒秒 剂量当量剂量当量(H)(H) H = Q DH = Q D 1 1希沃特希沃特 = 1 = 1 焦耳焦耳/ /千克千克三者意义和区别三者意义和区别

6、任何物质任何物质有机体有机体 射线通过介质时由于同物质的作用射线通过介质时由于同物质的作用, ,光子的光子的数量数量不断的减少不断的减少, ,物质层越厚减少得越多，这种现象物质层越厚减少得越多，这种现象称做对称做对射线的吸收射线的吸收。 I(x)= I0 e-x 厚厚 度度 X X I I0 0 射线的吸收射线的吸收I 实验发现：实验发现：射线强度随通过介质层厚度增加而射线强度随通过介质层厚度增加而 减小，服从指数衰减规律减小，服从指数衰减规律。 指数衰减规律指数衰减规律 指数衰减因子指数衰减因子 线性吸收系线性吸收系1 1）射线能量高射线能量高 值小值小2 2） 原子序数高原子序数高 值大值

7、大I(x)= II(x)= I0 0 e e-x-x铅和铝吸收系数铅和铝吸收系数水 水泥 Al Pb137Cs 8.08 3.81 3.44 0.556 60Co 11 5.17 4.67 0.989射线强度减弱射线强度减弱1/21/2 所通过物质层的厚度所通过物质层的厚度 射线的防护大都选用射线的防护大都选用重金属铅、水泥等，重金属铅、水泥等，构成很厚的防护墙。构成很厚的防护墙。 半吸收厚度半吸收厚度 单位：单位：cm物质层厚度物质层厚度 0 I / I 半吸收厚度半吸收厚度(d(d1/21/2) ) 电电离离过过程程 直直接接 直直接接 间间接接径径 迹迹 直直线线 折折线线 直直线线比比电电离离 很很大大 稀稀疏疏 稀稀稀稀拉拉拉拉穿穿透透能能力力 很很弱弱 中中 很很强强 对物质电离作用的比较对物质电离作用的比较 2 MeV 射程射程(m) (m) 离子对密度离子对密度/mm/mm 0.01 600