核醫(yī)學儀器與方法-1教學課件

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：原子核中中子數太多中子數太多 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，產生一個質子，衰變，產生一個質子， 一個負電子和一個反中微子一個負電子和一個反中微子 中子中子- -衰變：衰變： n p + e- + pn

2、N = NN = N0 0e e- - t t 經過經過n n個半衰期后，未發(fā)生衰變的放個半衰期后，未發(fā)生衰變的放 射性原子核數目是原有的射性原子核數目是原有的 1/2n 和和 T T1/2 1/2 兩者有一一對應關系 兩者有一一對應關系 理論研究中多用衰變常數理論研究中多用衰變常數 實際應用中一般用半衰期實際應用中一般用半衰期 半衰期與衰變常數的關系半衰期與衰變常數的關系 3.33.3吸收劑量吸收劑量( D )( D ) 定義：定義： 單位質量受照射物質所吸收的平均電離輻射能單位質量受照射物質所吸收的平均電離輻射能 單位：單位： 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）時的能量效應千克）時的能量效應 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水物質吸收劑量水物質吸收劑量 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）轉化為物體的動能）轉化為物體的動能 m D= (1/2)m vm D= (1/2)m v2 2 運動速度運動速度 v = 1.4 m/sv = 1.4 m/s 3) 3) 轉化

4、為物體的勢能轉化為物體的勢能 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 劑量劑量實際上是單位物質吸收電離輻射能實際上是單位物質吸收電離輻射能 大小的一種量度大小的一種量度 嚴重嚴重2525 射線射線 嚴重嚴重2525質子質子 離子離子 有有2 2氚的氚的 射線射線 嚴重嚴重2525中子中子 1 1 e e （ （30keV)30keV) 1 1X X ( (30keV)30keV) 放大效應放大效應Q Q 因子因子電離輻射類型電離輻射類型 電離輻射的品質因數電離輻射的品質因數 Q Q 數值數值 放射性活度放射性活度(A)(A) 吸收

5、劑量吸收劑量(D)(D) 劑量當量劑量當量(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 劑量當量劑量當量(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 任何物質任何物質 有機體有機體 4.44.4射線的吸收射線的吸收 射線通過介質時由于同物質的作用射線通過介質時由于同物質的作用, ,光子的光子的數量數量 不斷的減少不斷

6、的減少, ,物質層越厚減少得越多，這種現象稱做物質層越厚減少得越多，這種現象稱做 對對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 實驗發(fā)現：實驗發(fā)現：射線強度隨通過介質層厚度增加而射線強度隨通過介質層厚度增加而 減小，服從指數衰減規(guī)律減小，服從指數衰減規(guī)律。 指數衰減規(guī)律指數衰減規(guī)律 指數衰減因子指數衰減因子 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） 原子序數高原子序數高 值大值大 I(x)= II(x)= I0 0 e e-x -x 鉛和鋁吸收系數鉛和鋁吸收系數 水 水泥 Al Pb 137Cs 8.08 3.81 3

7、.44 0.556 60Co 11 5.17 4.67 0.989 射線強度減弱射線強度減弱1/21/2 所通過物質層的厚度所通過物質層的厚度 射線的防護大都選用射線的防護大都選用 重金屬鉛、水泥等，重金屬鉛、水泥等， 構成很厚的防護墻。構成很厚的防護墻。 半吸收厚度半吸收厚度 單位：單位：cm 物質層厚度物質層厚度 0 I / I 半吸收厚度半吸收厚度(d(d1/2 1/2) ) 電電離離過過程程 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 很很強強 對物質電離作用的比較對物質電離作用的比較 2 MeV 射程射程(m) (m) 離子對密度離子對密度/mm/mm 0.01 6000 0.01 6000 2-3 60 2-