原子核和放射线（2012医19疗）

原子核和放射线,第十三章,Atomic Nucleus and Radioactive Ray,原子核的基本性质,原子核的衰变规律,主 要 内 容,射线的探测与防护,磁共振成像,核医学成像与放射治疗,重点 原子核的衰变规律,难点 磁共振成像,原子核的基本性质,(basic properties of atomic nucleus ),一、概况,1.组成,2.符号表示,质子、中子,为元素的化学符号,为原子序数,为核子数,原子质量单位,质子数相同，中子数不同的一组核。,氢的同位素有：,3.质量,4.同位素(isotope),5.尺度与密度,6.核力,二、平均结合能,核子结合成原子核所释放出来的能量称为结合能,重核分裂成中等质量的核为裂变。,轻核聚合成较重的核为聚变。,原子核俘获一个核外电子称为电子俘获,3. 衰变,原子核发出 射线的过程,衰变次数,衰变次数,二、衰变规律,1.衰变常数,衰变常数表示单位时间原子核衰变的几率,2.半衰期,原子核数量衰减到原数量一半所对应的时间,60Co的半衰期为5.27y,人体代谢使原子核数目减少一半所需要的时间,（1）生物半衰期,原子核实际数目减少一半所需要的时间,（2）有效半衰期,3.平均寿命,原子核在衰变前存在时间的平均值,三、放射线强度,放射源在单位时间内衰变的原子核个数,1克镭每秒的核衰变数目,放射性强度只是指放射源单位时间内衰变的原子核数，而不是指发出射线的数量或能量。,射线与物质的相互作用,(interaction of radiation with matters),射线分类,作用：,产生荧光；底片感光；电子电离；贯穿本领。,一、带电粒子,每厘米路径上电离的离子对数。,1.电离比值,2.射程和吸收规律,带电粒子在物质中所通过的最大厚度。,粒子,粒子在空气中的吸收曲线,粒子在空气中的吸收曲线,二、 射线,三、中子,1.俘获：中子被原子核俘获后引起核反应，常伴有射线的产生。,2.散射：中子碰到原子核使原子核形成反冲核，而中子则被散射。,中子容易被含氢原子的物质吸收,四、辐射剂量,照射剂量（ ）,吸收剂量( ),当量剂量( ),(平均吸收剂量),(辐射权重因子),射线的探测与防护,(radiation detection and radiation protection ),一、探测方法及探测器,1.方法：电离、荧光和感光等。,2.探测器：,计数器,二、防护,射线纸能将其线吸收； 射线铝片能将它挡住； 射线铅板防护； 中子含氢物质防护。,磁共振成像,(magnetic resonance imaging，MRI),多核信号的诊断。,无放射损害；,能获得器官和组织的功能信息；,一、磁共振原理,1.核磁共振,当射频场频率符合 时，能级跃迁，称为核磁共振。,扫频法：,扫场法：,2.核磁共振波谱仪,固定外磁场，连续改变射频的频率。,固定射频频率，连续改变外磁场。,二、核磁共振成像方法及其成像系统,1.成像方法,怎样标记受检体共振核的空间位置,共振频率与磁场强度成正比,频率分布决定共振核的空间分布,强度分布决定共振核的密度分布,（2）在此层面内施加旋转梯度场 ；,（1）定义出欲观察的层面 ；,（3）扫频法获得一维投影值，进而重建图像。,2.成像系统,梯度、射频场的控制和信号的接收,数据处理与显示图像,梯度线圈,主磁体,射频线圈,磁体系统,孔,数据处理,显示与操作,能源,磁共振成像的医学应用,核医学成像与放射治疗,(nuclear medicine imaging and radiation therapy),一、核医学成像,利用放射性核素作标记，使用探测器记录在脏器和组织中的放射性核素浓度分布及其随时间的变化。,1. 照相机,2.单光子发射型CT,single photon emission computed tomography (SPECT),3.正电子发射型CT,positron emission tomography (PET),二、放射治疗装置,利用放射性核素在衰变过程中所产生的射线或通过被加速器加速的某些射线束，对肿瘤等疾病进行治疗的装置。,1. 治疗机,既可做深部也可做表浅部位肿瘤治疗。,该机具有经济、可靠、结构简单、维护方便等优点，是目前放射治疗的主要设备之一。,产生两种能量的 射线,2.加速器,电子感应加速器,电子直线加速器,3. 刀、 刀,带电粒子