核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 2

核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

李曉愚講師本章重點(diǎn)：放射性相關(guān)基本概念射線的種類、性質(zhì)及其衰變方式射線與物質(zhì)的相互作用第一節(jié)緒論什么是核醫(yī)學(xué)？它有什么用？核hé果實(shí)中堅(jiān)硬并包含果仁的部分：桃核。杏核。像核的東西：核細(xì)胞。核酸。核心（中心）。結(jié)核。原子核。核子。核反應(yīng)。核武器。仔細(xì)地對(duì)照、考察：核定。核計(jì)。核實(shí)。核算。翔實(shí)正確：其文直，其事核。1.輻射無(wú)處不在，不可避免2.正常水平輻射對(duì)人體無(wú)害3.輻射可以防護(hù)***幾個(gè)常識(shí)19世紀(jì)末的三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)：1、1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線；2、1896年貝克勒爾（法）—鈾放射性1898年瑪麗·居里（波）—釙、鐳3、1897年湯姆遜證明原子不是基本粒子:原子可分歷史背景

威廉·康拉德·倫琴WilhelmConradR?ntgen（1845—1923）德國(guó)物理學(xué)家，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。1896年法國(guó)科學(xué)家A.-H.貝可勒爾含鈾的晶體也能夠發(fā)出穿透性射線，和X射線不同，它可被電場(chǎng)或磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)時(shí)稱這種射線為貝可勒爾射線。G.C.N.施密特居里夫婦A.-H.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性,標(biāo)志著原子核物理學(xué)的開(kāi)始。由此他和居里夫婦共同獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

放射性的應(yīng)用廣泛……核能源醫(yī)學(xué)應(yīng)用核武器育種、除害、消毒考古斷代放射性的醫(yī)學(xué)應(yīng)用核醫(yī)學(xué)診斷治療科研放射醫(yī)學(xué)CT、X射線、放射治療、介入放射防護(hù)學(xué)射線防護(hù)、管理、放射病核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)核藥學(xué)核檢驗(yàn)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)臨床核醫(yī)學(xué)診斷功能測(cè)定顯像治療核醫(yī)學(xué)-----------放射性核素放射醫(yī)學(xué)--------射線17第二節(jié)核物理基礎(chǔ)知識(shí)1、元素:由原子核和核外電子組成，原子核內(nèi)含有相同的質(zhì)子數(shù)則屬于同一種元素。

質(zhì)子（proton,P)+→原子核中子(neutron,N)+→原子核外電子一、原子結(jié)構(gòu)質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子，質(zhì)量用原子質(zhì)量單位（atomicmassunit,amu)表示。1amu相當(dāng)于12C原子質(zhì)量的1/12，即1個(gè)質(zhì)量數(shù).元素表示方法A---原子的質(zhì)量數(shù)。Z---質(zhì)子數(shù)(即原子序數(shù)）。X---元素符號(hào)。N---中子數(shù)。A=Z+N2、核素(nuclide)

凡原子核具有特定的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)以及一定能量狀態(tài)的原子，即稱為核素。即核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)也相同，所處的能級(jí)狀態(tài)也相同。3、同位素（isotope）凡同一種元素的核素中具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的核素，它們?cè)谠刂芷诒砩咸幱谙嗤恢茫シQ為該元素的同位素。元素、核素、同位素關(guān)系圖4、同質(zhì)異能素（isomer）核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相同而能量狀態(tài)不同的核素，稱為同質(zhì)異能素。如99mTc與99Tc（锝）在原子核內(nèi)存在兩種力：①帶正電荷的質(zhì)子之間存在著相互排斥的庫(kù)侖斥力。②同時(shí)核子（中子和質(zhì)子）之間還有相互吸引的短程核力。二、原子核的穩(wěn)定性當(dāng)Z>83，核力不能與質(zhì)子之間的斥力保持平衡，全是不穩(wěn)定的原子。當(dāng)Z<83，至少存在一種穩(wěn)定同位素。1、放射性核素（radionuclide）

又稱為不穩(wěn)定核素，是指原子核能自發(fā)地產(chǎn)生成分或能級(jí)的變化，變成另一種核素，變化時(shí)伴有射線的發(fā)射。2、穩(wěn)定核素是指原子核在沒(méi)有外來(lái)因素作用時(shí)，不發(fā)生核內(nèi)成分或能級(jí)的變化。不穩(wěn)定原子自發(fā)地發(fā)生核內(nèi)成分或能級(jí)的改變，并放出一種或一種以上的射線的過(guò)程稱為放射性衰變（radiationdecay）。核衰變方式：α衰變、β-衰變、β+衰變、EC（電子俘獲）和γ躍遷。射線：

αβ-β+γ三、放射性衰變?chǔ)了プ兪欠懦靓亮Ｗ拥姆派湫运プ?。α粒子是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成，實(shí)際是氦核42He。質(zhì)量數(shù)減少4，原子序數(shù)減少2。238U→234Th+4He+Qα粒子的質(zhì)量大，帶電荷，故射程短，穿透力弱；能量單一，對(duì)局部的電離作用強(qiáng)。1、α衰變?chǔ)?衰變發(fā)生在中子過(guò)剩的原子核。核中一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，釋出一個(gè)負(fù)電子（來(lái)自核的負(fù)電子稱β-粒子）及一個(gè)反中微子。中子數(shù)減少1，原子序數(shù)增加1，原子質(zhì)量數(shù)不變。32P→32S+β-+Ue+Qβ射線的本質(zhì)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。穿透能力較弱、電離能力較強(qiáng)。

2、β-衰變

主要發(fā)生在中子數(shù)相對(duì)不足的核素，。核中一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子，釋出一個(gè)正電子（β+粒子）和一個(gè)中微子（υ）。子核原子序數(shù)減少1，質(zhì)量數(shù)不變。正電子的射程僅1-2mm即發(fā)生湮滅輻射13N→13C+β++υ+Q

3、β+衰變

發(fā)生在中子相對(duì)不足的核素（Z較大時(shí)）。原子核先從核外較內(nèi)層的電子軌道俘獲一個(gè)電子，使之與一個(gè)質(zhì)子結(jié)合轉(zhuǎn)化為中子。中子數(shù)增加1，質(zhì)子數(shù)減少1，質(zhì)量數(shù)不變。內(nèi)層電子被俘入核內(nèi)，外層軌道電子補(bǔ)入，兩電子軌道之間的能量差轉(zhuǎn)換成子核的特征X射線（characteristicXray）釋放?；騻鹘o一個(gè)軌道電子，使之脫離原子，這種電子被稱為俄歇電子(augerelectrons)4、電子俘獲衰變（electroncapture

EC）

核外電子能量變化示意圖又稱γ躍遷，原子核從激發(fā)態(tài)回復(fù)到基態(tài)時(shí)，以發(fā)射γ光子釋放過(guò)剩的能量的過(guò)程。通常是在其他衰變發(fā)生之后形成。γ射線的本質(zhì)是中性的光子流，穿透力強(qiáng)，射程長(zhǎng)，電離能力弱?；虬涯芰哭D(zhuǎn)給一個(gè)核外軌道電子，使之發(fā)射出，稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子（internalconversionelectron）。5、γ衰變

指某核素的原子核數(shù)目衰變一半所需的時(shí)間，用T1/2表示。生物半衰期：指生物體內(nèi)存在的放射性核素由于生物代謝從體內(nèi)排除到原來(lái)的一半所需的時(shí)間。用Tb表示。有效半衰期：指放射性核素由于生物代謝和放射性衰變的共同作用減少到原來(lái)的一半所需的時(shí)間。用Te表示。四、半衰期常用醫(yī)用放射性核素帶電粒子與物質(zhì)的相互作用：α

β－

β＋

→電離（ionizations）→激發(fā)（excitations）

→散射（scattering）→韌致輻射（bremsstrahlung）→湮滅輻射中性射線與物質(zhì)的相互作用：Xγ

→光電效應(yīng)（photoelectriceffect）

→電子對(duì)生成（pairproduction）

→康普頓散射（comptonscattering）

中子與物質(zhì)的相互作用→彈性碰撞→中子俘獲五、射線與物質(zhì)的相互作用

43指帶電粒子使物質(zhì)的中性原子失去軌道電子而形成離子的過(guò)程

電離作用的強(qiáng)弱是以帶電粒子在每厘米路徑上產(chǎn)生的粒子對(duì)數(shù)來(lái)度量。1、電離指帶電粒子使受作用原子軌道電子從內(nèi)層軌道躍遷到外層軌道的過(guò)程，而該電子從高能級(jí)回復(fù)到低能級(jí)時(shí)，能