核醫(yī)學(xué)儀器與方法-1教學(xué)課件

1、 HeYX A Z A Z 4 2 4 2 母核母核 子核子核 發(fā)射射線發(fā)射射線 衰變能量衰變能量 226Ra 222Rn + 4He + 4.78MeV ( Z, A ) (Z-2, A- 4) (2,4) (88,226) (86, 222) ( 2,4 ) (4He) eYX A Z A Z 0 11 發(fā)生發(fā)生- -衰變的原因衰變的原因 ：原子核中：原子核中中子數(shù)太多中子數(shù)太多 14 14 C C原子核中的中子發(fā)生 原子核中的中子發(fā)生 - -衰變，產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子，衰變，產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子， 一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)反中微子一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)反中微子 中子中子- -衰變：衰變： n p + e- + pn

2、N = NN = N0 0e e- - t t 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)n n個(gè)半衰期后，未發(fā)生衰變的放個(gè)半衰期后，未發(fā)生衰變的放 射性原子核數(shù)目是原有的射性原子核數(shù)目是原有的 1/2n 和和 T T1/2 1/2 兩者有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 兩者有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 理論研究中多用衰變常數(shù)理論研究中多用衰變常數(shù) 實(shí)際應(yīng)用中一般用半衰期實(shí)際應(yīng)用中一般用半衰期 半衰期與衰變常數(shù)的關(guān)系半衰期與衰變常數(shù)的關(guān)系 3.33.3吸收劑量吸收劑量( D )( D ) 定義：定義： 單位質(zhì)量受照射物質(zhì)所吸收的平均電離輻射能單位質(zhì)量受照射物質(zhì)所吸收的平均電離輻射能 單位：?jiǎn)挝唬?1 1 戈瑞戈瑞 = 1= 1焦耳焦耳 / / 千克千克 1

3、Gy = 1 J/ kg 1 Gy = 1 J/ kg 吸收劑量吸收劑量1 1 戈瑞（戈瑞（1 1焦耳焦耳/ /千克）時(shí)的能量效應(yīng)千克）時(shí)的能量效應(yīng) 1 1）水溫升高）水溫升高 （比熱比熱 4.24.210103 3J/J/千克度）千克度） 1 kg1 kg水物質(zhì)吸收劑量水物質(zhì)吸收劑量 1 Gy 1 Gy 水溫度上升水溫度上升 1/1/（4.24.210103 3）= 2.4= 2.41010-4 -4 C C 2 2）轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能 m D= (1/2)m vm D= (1/2)m v2 2 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度 v = 1.4 m/sv = 1.4 m/s 3) 3) 轉(zhuǎn)化

4、為物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的勢(shì)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 劑量劑量實(shí)際上是單位物質(zhì)吸收電離輻射能實(shí)際上是單位物質(zhì)吸收電離輻射能 大小的一種量度大小的一種量度 嚴(yán)重嚴(yán)重2525 射線射線 嚴(yán)重嚴(yán)重2525質(zhì)子質(zhì)子 離子離子 有有2 2氚的氚的 射線射線 嚴(yán)重嚴(yán)重2525中子中子 1 1 e e （ （30keV)30keV) 1 1X X ( (30keV)30keV) 放大效應(yīng)放大效應(yīng)Q Q 因子因子電離輻射類(lèi)型電離輻射類(lèi)型 電離輻射的品質(zhì)因數(shù)電離輻射的品質(zhì)因數(shù) Q Q 數(shù)值數(shù)值 放射性活度放射性活度(A)(A) 吸收

5、劑量吸收劑量(D)(D) 劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量(H)(H) 吸收劑量吸收劑量(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貝克貝克=1=1次核衰變次核衰變/ /秒秒 劑量當(dāng)量劑量當(dāng)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 三者意義和區(qū)別三者意義和區(qū)別 任何物質(zhì)任何物質(zhì) 有機(jī)體有機(jī)體 4.44.4射線的吸收射線的吸收 射線通過(guò)介質(zhì)時(shí)由于同物質(zhì)的作用射線通過(guò)介質(zhì)時(shí)由于同物質(zhì)的作用, ,光子的光子的數(shù)量數(shù)量 不斷的減少不斷

6、的減少, ,物質(zhì)層越厚減少得越多，這種現(xiàn)象稱(chēng)做物質(zhì)層越厚減少得越多，這種現(xiàn)象稱(chēng)做 對(duì)對(duì)射線的吸收射線的吸收。 I(x)= I0 e-x 厚厚 度度 X X I I0 0 I 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：射線強(qiáng)度隨通過(guò)介質(zhì)層厚度增加而射線強(qiáng)度隨通過(guò)介質(zhì)層厚度增加而 減小，服從指數(shù)衰減規(guī)律減小，服從指數(shù)衰減規(guī)律。 指數(shù)衰減規(guī)律指數(shù)衰減規(guī)律 指數(shù)衰減因子指數(shù)衰減因子 線性吸收系線性吸收系 1 1）射線能量高射線能量高 值小值小 2 2） 原子序數(shù)高原子序數(shù)高 值大值大 I(x)= II(x)= I0 0 e e-x -x 鉛和鋁吸收系數(shù)鉛和鋁吸收系數(shù) 水 水泥 Al Pb 137Cs 8.08 3.81 3

7、.44 0.556 60Co 11 5.17 4.67 0.989 射線強(qiáng)度減弱射線強(qiáng)度減弱1/21/2 所通過(guò)物質(zhì)層的厚度所通過(guò)物質(zhì)層的厚度 射線的防護(hù)大都選用射線的防護(hù)大都選用 重金屬鉛、水泥等，重金屬鉛、水泥等， 構(gòu)成很厚的防護(hù)墻。構(gòu)成很厚的防護(hù)墻。 半吸收厚度半吸收厚度 單位：?jiǎn)挝唬篶m 物質(zhì)層厚度物質(zhì)層厚度 0 I / I 半吸收厚度半吸收厚度(d(d1/2 1/2) ) 電電離離過(guò)過(guò)程程 直直接接 直直接接 間間接接 徑徑 跡跡 直直線線 折折線線 直直線線 比比電電離離 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 很很強(qiáng)強(qiáng) 對(duì)物質(zhì)電離作用的比較對(duì)物質(zhì)電離作用的比較 2 MeV 射程射程(m) (m) 離子對(duì)密度離子對(duì)密度/mm/mm 0.01 6000 0.01 6000 2-3 60 2-