闪烁探测器2课件

1、2022-1-21中国科大 汪晓莲 1 射线是单能，但不能直接被记录，而是通过三种效应产生次级电射线是单能，但不能直接被记录，而是通过三种效应产生次级电子间接被记录。所以单能子间接被记录。所以单能 射线能谱除了峰之外还有较大的连续谱。射线能谱除了峰之外还有较大的连续谱。5-5 闪烁探测器的应用闪烁探测器的应用2022-1-21中国科大 汪晓莲 2 射线能量射线能量1.5MeV时，主要是光电效应贡献；随着时，主要是光电效应贡献；随着 射线能量增大，射线能量增大，电子对效应贡献逐步增大。电子对效应贡献逐步增大。光电效应：光电效应：光电子能量光电子能量 外层电子跃迁到外层电子跃迁到K层，多余的结层，

2、多余的结合能以合能以X射线形式辐射。因射线形式辐射。因X射线能量很低，光电吸收截面很大几射线能量很低，光电吸收截面很大几乎被探测器完全吸收，能量迭加到乎被探测器完全吸收，能量迭加到Ee上，构成全能峰，总能量为上，构成全能峰，总能量为电子对效应：电子对效应：正负电子能量总和为正负电子能量总和为 正电子在探测器正电子在探测器内损失能量湮灭生成内损失能量湮灭生成2个能量为个能量为mec2的的 射线，它们可能射线，它们可能1个或个或2个被个被探测器光电吸收，也可能发生康普顿效应。若探测器光电吸收，也可能发生康普顿效应。若2个个 射线都被吸收，射线都被吸收，其能量迭加到其能量迭加到Epair上构成全能峰

3、，总能量为上构成全能峰，总能量为康普顿效应：一次或多次散射的康普顿效应：一次或多次散射的 射线被探测器光电吸收，由于各射线被探测器光电吸收，由于各次作用时间间隔比闪烁光的产生和衰减时间小很多它们所产生的闪次作用时间间隔比闪烁光的产生和衰减时间小很多它们所产生的闪烁光迭加贡献在全能峰。烁光迭加贡献在全能峰。全能峰对应的能量精确等于全能峰对应的能量精确等于 射线能量，所以用全能峰测量射线能量，所以用全能峰测量 射线能射线能量。选用大尺寸高量。选用大尺寸高Z探测器将显著增大全能峰减小康普顿连续谱。探测器将显著增大全能峰减小康普顿连续谱。eiEEEexiiE EEEEEE22paireEEmc2222

4、22paireeeEEmcEmcmcE2022-1-21中国科大 汪晓莲 3 由康普顿效应形成，此时被散射的由康普顿效应形成，此时被散射的 射线跑出探测器反冲射线跑出探测器反冲电子被记录。电子被记录。 反冲电子能量反冲电子能量020011211cos18012eeEEEEm c 康普顿谱是连续谱，能量从康普顿谱是连续谱，能量从0 0Ee(Ee(最大最大) )。谱分布较平缓，。谱分布较平缓，仅在仅在Ee(Ee(最大最大) )处有个不明显的峰，处有个不明显的峰，称作康普顿峰或康普顿边限。称作康普顿峰或康普顿边限。2022-1-21中国科大 汪晓莲 4AT全能峰下面积（计数之和）S峰总比总面积SAC

5、全能峰最大计数N峰康比康普顿连续谱平均计数N探测器探测器Z高灵敏体积大峰总比就大，峰总比越大，高灵敏体积大峰总比就大，峰总比越大，全能峰越大康普顿部分越小全能峰越大康普顿部分越小 峰总比大，全能峰突出，峰康比也大，对确定的峰总比大，全能峰突出，峰康比也大，对确定的探测器和源强，全能峰面积一定，能量分辨率越好，探测器和源强，全能峰面积一定，能量分辨率越好，峰康比越大。峰康比越大。2022-1-21中国科大 汪晓莲 5 当当 射线打到放射源衬托物或探测器周围的物质上，由于射线打到放射源衬托物或探测器周围的物质上，由于康普顿效应，康普顿效应， =900-1800时，散射光子可能进入探测器被时，散射光

6、子可能进入探测器被吸收，形成不大的反散射峰，迭加在康普顿连续谱上，其吸收，形成不大的反散射峰，迭加在康普顿连续谱上，其能量为能量为 为了减少反散射峰，必须减少源与探测器周围的物质，并为了减少反散射峰，必须减少源与探测器周围的物质，并尽可能使用轻元素材料，将谱仪远离墙壁和地板。尽可能使用轻元素材料，将谱仪远离墙壁和地板。 利用全能峰与反散射峰峰位之比，可以方便地粗略估计谱利用全能峰与反散射峰峰位之比，可以方便地粗略估计谱仪的线性。仪的线性。211 coseEEEm c2022-1-21中国科大 汪晓莲 6由于次级效应产生的电子、由于次级效应产生的电子、X射线和湮灭射线和湮灭 光子跑出探测器造成的

7、。光子跑出探测器造成的。次级电子逃逸：次级电子逃逸：三种效应产生的次级电子在跑出探测器前可能损失三种效应产生的次级电子在跑出探测器前可能损失掉一部分能量，产生的脉冲是连续分布的，能量从掉一部分能量，产生的脉冲是连续分布的，能量从0E ，导致全能，导致全能峰减少，连续分布增加，并使全能峰不对称。峰减少，连续分布增加，并使全能峰不对称。湮灭湮灭 光子逃逸：光子逃逸：电子对效应中正电子湮灭产生电子对效应中正电子湮灭产生2个个 光子，若光子，若1个个 光光子逃出探测器，谱仪记录的能量比全能峰能量少子逃出探测器，谱仪记录的能量比全能峰能量少511KeV，称作，称作第一第一逃逸峰或单逃逸峰逃逸峰或单逃逸峰

8、，相应的能量，相应的能量 若若2个个 光子逃出探测器，则光子逃出探测器，则 称作称作第二逃逸峰或双逃逸峰第二逃逸峰或双逃逸峰。X射线逃逸：射线逃逸：光电效应产生的光电效应产生的X射线逃出探测器，被记录的光电子能射线逃出探测器，被记录的光电子能量为量为 如如NaI(Tl)测量测量137Cs的的662KeV的的 射线能谱。因射线能谱。因 NaI(Tl)计数器的能量分辨率不够，分辨不开计数器的能量分辨率不够，分辨不开662KeV和和(66228=)634 KeV ，使全能峰不对称，低端下降慢，高端下降陡一些。而气体探，使全能峰不对称，低端下降慢，高端下降陡一些。而气体探测器可清楚分辨入射测器可清楚分

9、辨入射X射线和它的逃逸峰。射线和它的逃逸峰。22220.51121.022eeeeeEEmcmcEMeVEEmcEMeVeiEEEX2.9612.634.6()iArKrXeEKeV气体射线能量2022-1-21中国科大 汪晓莲 7137Cs和和60Co的的 射线能谱射线能谱24Na的的 射线能谱射线能谱24.1KeV11.5KeV2022-1-21中国科大 汪晓莲 8 除了全能峰的迭加效应以外，专指除了全能峰的迭加效应以外，专指2个个 射线同时进入探射线同时进入探测器内被记录的迭加效应。对级联发射测器内被记录的迭加效应。对级联发射 射线的放射源产射线的放射源产生的几率很大，当放射源很强时产生

10、的几率也很大。生的几率很大，当放射源很强时产生的几率也很大。 如如60Co源一次核源一次核衰变放出衰变放出2个级联的个级联的 射线，能量分别为射线，能量分别为1.17MeV 和和 1.33MeV，有可能同时被探测器有可能同时被探测器吸收记录，在对应吸收记录，在对应2.5MeV处出现迭加处出现迭加峰。峰。2022-1-21中国科大 汪晓莲 9 主要由放射源产生。有些放射源有与主要由放射源产生。有些放射源有与 射线发射相竞争的射线发射相竞争的内转换效应或内转换效应或 衰变是经电子俘获完成的，这时处于激发衰变是经电子俘获完成的，这时处于激发态的原子将发射态的原子将发射X射线。如射线。如 137Cs源

11、经源经 衰变的子体衰变的子体137Ba有有一部分发生内转换效应产生内转换电子，造成一部分发生内转换效应产生内转换电子，造成K壳层空位，壳层空位，外层电子跃迁填补，发射特征外层电子跃迁填补，发射特征KX射线。射线。137BaK壳层结合壳层结合能为能为32KeV，故在，故在 能谱的最左边对应能量能谱的最左边对应能量32KeV处形成处形成X射线峰。射线峰。 射线打到探测器周围物质上也会产生射线打到探测器周围物质上也会产生X射线，这些射线，这些X射线射线进入探测器就会在低能端产生进入探测器就会在低能端产生X射线峰。如射线峰。如 射线打到源射线打到源周围的周围的Pb屏蔽上，就会产生铅的屏蔽上，就会产生铅

12、的88KeV的的X射线，迭加在射线，迭加在 射线能谱的低能端。射线能谱的低能端。2022-1-21中国科大 汪晓莲 10小闪烁体情况小闪烁体情况2022-1-21中国科大 汪晓莲 11大闪烁体情况大闪烁体情况2022-1-21中国科大 汪晓莲 12中等闪烁体情况中等闪烁体情况2022-1-21中国科大 汪晓莲 13 电子、质子、重带电粒子的能量测量多用磁谱电子、质子、重带电粒子的能量测量多用磁谱仪和半导体探测器，但是在粒子计数、强度、仪和半导体探测器，但是在粒子计数、强度、通量、时间、位置等测量中却常用闪烁计数器。通量、时间、位置等测量中却常用闪烁计数器。 低能电子测量低能电子测量塑料闪烁体和

13、液体闪烁体。塑料闪烁体和液体闪烁体。 粒子和其他重离子测量粒子和其他重离子测量ZuS(Ag)、CsI(Na)和和CsI(Tl)。2022-1-21中国科大 汪晓莲 14 慢中子：慢中子：ZnS(Ag)+B(做的很薄做的很薄)和含和含B液闪，产生液闪，产生的的 粒子的大部分能量被探测器吸收，输出脉冲幅粒子的大部分能量被探测器吸收，输出脉冲幅度很大。而度很大。而 射线产生的电子射程较长，大部分跑射线产生的电子射程较长，大部分跑出探测器，相应的幅度小得多，很容易把出探测器，相应的幅度小得多，很容易把 本底甄本底甄别开来，但探测效率较低。别开来，但探测效率较低。 锂玻璃，锂玻璃，LiI(Tl)晶体测量

14、慢中子，有较高的探测晶体测量慢中子，有较高的探测效率。效率。 快中子：快中子：ZnS(Ag)+含含H物质、有机闪烁体、液体物质、有机闪烁体、液体闪烁体闪烁体107nBLi63nLiT2022-1-21中国科大 汪晓莲 154、触发望远镜测系统、触发望远镜测系统2022-1-21中国科大 汪晓莲 16Cosmic ray test system PMT：H2431 XP2020 Scin：BC408 ADC: C.A.E.N V792 0.1pC/count TDC: C.A.E.N V775 35ps/count2022-1-21中国科大 汪晓莲 17MWPC时间测量的触发系统时间测量的触发系

15、统MCA2022-1-21中国科大 汪晓莲 18气体探测器效率测量的触发系统气体探测器效率测量的触发系统2022-1-21中国科大 汪晓莲 19二、高能物理实验中的应用二、高能物理实验中的应用1、飞行时间探测器、飞行时间探测器TOF（Timing Of Flight)测量带电粒子的飞行时间，结测量带电粒子的飞行时间，结合径迹探测器测量同一粒子动合径迹探测器测量同一粒子动量和飞行径迹长度鉴别粒子。量和飞行径迹长度鉴别粒子。222221222211221212222122pLtcpmmmpmmLttcpmmLcp 2221对动量相同质量不同的粒子112022-1-21中国科大 汪晓莲 20BEPC

16、 TOF2022-1-21中国科大 汪晓莲 21Endcap TOFThe Endcap TOF （ETOF）of Beijing Spectrometer(BESIII) is consisted of 2*48 pieces of trapezoidal scintillator (BC408). Its main physics goal is to realize the separation at momentum up to 1Gev/c, and the intrinsic time resolution reach to 80ps. 800 966 1676 2022-1-21

17、中国科大 汪晓莲 22Beam test T-A correlationT-P correlation The time distribution after T-A and T-P correctedX-directionY-direction2022-1-21中国科大 汪晓莲 23 Test Results The primary results show that the time resolution of ETOF with Tyvek paper wrapped is between 75-90 ps.2022-1-21中国科大 汪晓莲 24影响影响TOFTOF时间分辨的诸因素时间

18、分辨的诸因素 1 1）由闪烁体、光电倍增管的性能决定由闪烁体、光电倍增管的性能决定 222222walktimeelecZbunchTOF2222.21354. 211PMTScinepTOFcLnnN其中：Scin 闪烁体衰减时间，L击中位置到光电倍增管的距离，N折射率，PMT 光电倍增管渡越时间涨落，Np.e光阴极产生的光电子数。它 与闪烁体的光产额、厚度、衰减长度、光收集效率、光电倍增管的量子效率有关。 束团对撞时间的不确定性束团对撞时间的不确定性 bunchbunch。由束团时间的不确定性。由束团时间的不确定性 和束团长度造成。束团时间的不确定性与加速器的高频时钟和束团长度造成。束团时

19、间的不确定性与加速器的高频时钟 和稳相精度有关，时钟信号传输和寄存也会造成时间晃动。和稳相精度有关，时钟信号传输和寄存也会造成时间晃动。 对对BEPCIIBEPCII，束团长度为，束团长度为1.5cm1.5cm，时间不确定性为，时间不确定性为35ps35ps左右。左右。2022-1-21中国科大 汪晓莲 253) 击中位置（轴向）定位的不确定性击中位置（轴向）定位的不确定性 Z。BEPC对撞机谱对撞机谱仪中该位置由主漂移室给出，误差几个仪中该位置由主漂移室给出，误差几个mm，相当于几，相当于几十十ps的时间不确定性。的时间不确定性。4) 电子学的时间涨落电子学的时间涨落 elec，目前，目前B

20、ESIII的的 elec25ps time-walk是指不同幅度的脉冲是指不同幅度的脉冲 上升时间不同引起过阈的时间上升时间不同引起过阈的时间 不同。阈值选取不同，幅度不不同。阈值选取不同，幅度不 同引起的过阈的时间差也不同。同引起的过阈的时间差也不同。 所以必须进行时间幅度修正。所以必须进行时间幅度修正。 对对BESIII而言，经过时而言，经过时-幅修正幅修正 后，仍有后，仍有10ps以上的贡献。以上的贡献。2022-1-21中国科大 汪晓莲 26高时间分辨高时间分辨TOFTOF对物理研究的重要意义对物理研究的重要意义MRPC TOF + TPC clean e ID down to 0.2

21、 GeV/c Prototype modules met allperformance specs in the STARenvironment and producedimportant physics on PIDdCronin EffectProposal reviewed and approved bySTAR and BNL Management Submitted to DOE2022-1-21中国科大 汪晓莲 27TOFr performancepVPDMRPCTOFMRPC包含电子学的时间晃动和径迹、包含电子学的时间晃动和径迹、动量测量等探测器因素动量测量等探测器因素 Oper

22、ation conditionsTime Resolution (ps)pVPDTOFr (overall)TOFr (stop)Run III200GeV d+Au8512085200GeV p+p14016080Run IV62GeV (Au+Au)5510589200GeV (Au+Au)FF/RFF2786 (74)82 (70)HF2082 (74)80 (71)Run V200GeV Cu+Cu (ToT) 50927562GeV Cu+Cu (ToT) 82125942022-1-21中国科大 汪晓莲 282 2、簇射量能器、簇射量能器 测量高能粒子的能量。测量高测量高能粒子的能

23、量。测量高能能 射线和电子的射线和电子的电磁簇射电磁簇射量能器；测量强子的量能器；测量强子的强子强子簇射量能器。簇射量能器。 完全由闪烁体组成，可以是整完全由闪烁体组成，可以是整块的，最大的块的，最大的NaI(Tl)晶体晶体 750250；也可以是小块拚；也可以是小块拚起来，两块起来，两块 750250 迭成迭成 750500 ，每个长，每个长500，边长，边长75的的NaI(Tl)晶体，晶体，1、7、19等等组合成任意大截面。组合成任意大截面。2022-1-21中国科大 汪晓莲 29电磁量能器电磁量能器 用长条型闪烁体用长条型闪烁体组成的桶部电磁组成的桶部电磁量能器量能器2022-1-21中

24、国科大 汪晓莲 30取样型簇射计数器取样型簇射计数器2022-1-21中国科大 汪晓莲 31电磁量能器电磁量能器 电磁量能器的主要功能是测量电磁量能器的主要功能是测量 、e的能量和强的能量和强子的部分能量；区分子的部分能量；区分 、e和强子；同时给出和强子；同时给出 或或e的入射位置和簇射空间分布。所以电磁量的入射位置和簇射空间分布。所以电磁量能器的主要指标是能器的主要指标是能量分辨率、能量线性和空能量分辨率、能量线性和空间分辨率间分辨率等。等。 要求电磁量能器的长度（一般取要求电磁量能器的长度（一般取1520X0）以）以保证保证95的电子、光子的能量沉积在量能器内。的电子、光子的能量沉积在量

25、能器内。而同样能量的强子并不直接产生电磁簇射，只而同样能量的强子并不直接产生电磁簇射，只沉积部分能量而跑出电磁量能器。沉积部分能量而跑出电磁量能器。2022-1-21中国科大 汪晓莲 32强子量能器强子量能器 测量高能强子能量测量高能强子能量。高能强子穿过物质时与物质的原子核。高能强子穿过物质时与物质的原子核相互作用，产生介子（相互作用，产生介子（ 、K K等），另一部分能量使原子核等），另一部分能量使原子核激发，退激时放出核子（激发，退激时放出核子（n n，p p）和）和 ，同时反冲核通过电离，同时反冲核通过电离能损丢失动能。这些在相互作用中产生的次级粒子（介子、能损丢失动能。这些在相互作用

26、中产生的次级粒子（介子、核子和核子和 ）将产生新的核反应和电离能损，这就是）将产生新的核反应和电离能损，这就是强子级联强子级联簇射簇射过程。级联过程产生的大部分为纯强子簇射和一部分过程。级联过程产生的大部分为纯强子簇射和一部分由于由于 0 0、 等产生的电磁簇射。通过测量强子簇射过程包括等产生的电磁簇射。通过测量强子簇射过程包括少量电磁簇射的次级粒子的沉积能量得到入射强子的能量。少量电磁簇射的次级粒子的沉积能量得到入射强子的能量。它它是鉴别强子（是鉴别强子（ 、K K、 p p）和其它种类粒子的主要探测器）和其它种类粒子的主要探测器。它不但可以测量带电的，它不但可以测量带电的，也可测量中性强子

27、也可测量中性强子（如中子）。（如中子）。 纵向尺寸纵向尺寸一般取一般取L=5L=51010 I I，横向尺寸横向尺寸取直径为取直径为2 2 I I，就可，就可以保证能量泄漏以保证能量泄漏5%1/n)探测全反射的契仑科夫探测器探测全反射的契仑科夫探测器DIRC（Detection of Internally Reflected Cherenkov light）2022-1-21中国科大 汪晓莲 43TA（ （Telescope Array） ）2022-1-21中国科大 汪晓莲 44Sudbury Neutrino Observatory（加拿大）（加拿大） e+dp+p+e-(CC) x+dp

28、+n+ x(NC) x+ e- x+ e-(ES)探测器在地下探测器在地下6010m,12米米直径的容器内装直径的容器内装1000吨超吨超纯重水。由纯重水。由9456个直径个直径20cm的的PMT组成成像组成成像Cerenkov探测器探测器2022-1-21中国科大 汪晓莲 452022-1-21中国科大 汪晓莲 46XMASS東京大学宇宙线研究所 神岡宇宙线粒子研究探测系统吨液氙探测器用了吨液氙探测器用了約約650650个光电倍增管个光电倍增管直径直径10m10m高高10m10m的水桶，在侧面的水桶，在侧面安装直径安装直径2020英寸的光电倍增管，英寸的光电倍增管，中间悬挂液氙探测器中间悬挂

29、液氙探测器XMASSXMASS实验实验用用的的低本底光電子増倍管低本底光電子増倍管2022-1-21中国科大 汪晓莲 47超级神岗探测器超级神岗探测器在在1000米地下，米地下，50000吨高纯水，吨高纯水，13000个个PMT2022-1-21中国科大 汪晓莲 482022-1-21中国科大 汪晓莲 49“ “外形寸法外形寸法2022-1-21中国科大 汪晓莲 50“ “回路回路信号线与高压线合二为一2022-1-21中国科大 汪晓莲 51耐油结构耐油结构2022-1-21中国科大 汪晓莲 52“ “耐油耐油的光的光电电倍增管性能倍增管性能2022-1-21中国科大 汪晓莲 53三、医学上的

30、应用三、医学上的应用1、核医学：、核医学：研究放射性同位素及核技术在医学上的应用，研究放射性同位素及核技术在医学上的应用，是现代医学诊断和治疗肿瘤和心脑血管病必不可少的重要是现代医学诊断和治疗肿瘤和心脑血管病必不可少的重要手段。手段。1）甲状腺功能仪、肾图仪等各种功能仪。）甲状腺功能仪、肾图仪等各种功能仪。 内服短寿命的放射性同位素作为标记，然后用闪烁计数器内服短寿命的放射性同位素作为标记，然后用闪烁计数器从体外测量剩余标识物的放射线，如从体外测量剩余标识物的放射线，如 射线等。射线等。 常用的标识放射性同位素：常用的标识放射性同位素：131I，T1/2=8天，用天，用NaI(Tl)测量。测量

31、。2）放射免疫法）放射免疫法 用人体的血样、尿样等加入一定量的放射性同位素作标识，用人体的血样、尿样等加入一定量的放射性同位素作标识，然后测量剩余标识物的放射线，如然后测量剩余标识物的放射线，如 射线、射线、 射线等，对被射线等，对被测抗原进行定量分析。测抗原进行定量分析。 常用常用NaI(Tl)或液体闪烁体来测量。或液体闪烁体来测量。2022-1-21中国科大 汪晓莲 54同位素同位素 半衰期半衰期 射线射线探测器探测器3H12.33y 液体闪烁体液体闪烁体14C5730y 液体闪烁体液体闪烁体57Co270d , NaI(Tl)75Se120.4d NaI(Tl)125I60d NaI(T

32、l)131I8d , NaI(Tl) 短寿命核素由较长寿命的核素衰变获得，一般将母核与子核一起短寿命核素由较长寿命的核素衰变获得，一般将母核与子核一起保存，临床使用时采用化学方法将子核淋洗出来。如钼保存，临床使用时采用化学方法将子核淋洗出来。如钼-锝发生器锝发生器和锡和锡-铟发生器俗称铟发生器俗称“母牛母牛”。(141)999966.026.02KeVmhhMoTcTc (393)11311311599.5KeVmdmSnInIn 2022-1-21中国科大 汪晓莲 55临床诊断主要指临床诊断主要指脏器的显像与功能检查脏器的显像与功能检查两个方面，其基本原理为两个方面，其基本原理为放放射性核素

33、的示踪作用射性核素的示踪作用。用某种特定的放射性核素标记的放射性药物进入人体某脏器后发射用某种特定的放射性核素标记的放射性药物进入人体某脏器后发射 射线穿出体外被显像仪器记录显示放射性核素在脏器中的分布以射线穿出体外被显像仪器记录显示放射性核素在脏器中的分布以诊断脏器病变情况。诊断脏器病变情况。测量在脏器中或血管中药物浓度随时间的变化，以检查脏器的功能。测量在脏器中或血管中药物浓度随时间的变化，以检查脏器的功能。要求要求 射线能量较低，射线能量较低，100300KeV。显像仪器有两种：一种是正常脏器能选择性地浓集某种放射性药物，显像仪器有两种：一种是正常脏器能选择性地浓集某种放射性药物，二病变

34、组织的浓集能力很差，于是在显像图上的放射性缺损区病变二病变组织的浓集能力很差，于是在显像图上的放射性缺损区病变区；另一种情况相反，显像图上放射性浓集区为病变区。区；另一种情况相反，显像图上放射性浓集区为病变区。如如201Tl：理想的心肌显像剂。因梗塞而坏死的心肌将失去对：理想的心肌显像剂。因梗塞而坏死的心肌将失去对Tl的聚的聚集能力，于是心肌的集能力，于是心肌的 照像片上放射性缺损区为病变区。照像片上放射性缺损区为病变区。又如又如99mTc具有亲肿瘤、亲心肌的性质，已被肿瘤和心肌吸收，是很具有亲肿瘤、亲心肌的性质，已被肿瘤和心肌吸收，是很好的肿瘤显像剂。好的肿瘤显像剂。对应人体内所有脏器都有一

35、种或几种放射性药物用于诊断。对应人体内所有脏器都有一种或几种放射性药物用于诊断。脏器病变导致功能异常，不仅表现在浓集能力也反映在代谢能力，脏器病变导致功能异常，不仅表现在浓集能力也反映在代谢能力，从而影响标记物在血、尿等样品的动态过程。从而影响标记物在血、尿等样品的动态过程。2022-1-21中国科大 汪晓莲 56 主要利用射线对肌体组织的生物效应，抑制和破坏病变组主要利用射线对肌体组织的生物效应，抑制和破坏病变组织。织。 两种方法：外照射和内照射。两种方法：外照射和内照射。 如利用如利用60Co的的 射线从体外照射，治疗体内和浅表的肿瘤。射线从体外照射，治疗体内和浅表的肿瘤。 又如又如131

36、I治疗甲状腺功能亢进。甲状腺具有高度浓集治疗甲状腺功能亢进。甲状腺具有高度浓集131I的的能力，能力， 131I放出的放出的 -射线，最大能量射线，最大能量970KeV，半衰期，半衰期8天天射程仅几个射程仅几个mm，只在局部产生影响，减少甲状腺激素产，只在局部产生影响，减少甲状腺激素产生，而不影响其他组织。生，而不影响其他组织。 利用利用89Sr的的 射线，射线，T50天，治疗骨癌，因为天，治疗骨癌，因为89Sr会浓会浓集在骨中。集在骨中。 刀：多束刀：多束 射线聚焦脑肿瘤部位，在交叉点剂量非常强，射线聚焦脑肿瘤部位，在交叉点剂量非常强，肿瘤被烧死。而其他正常细胞只受到其中一束肿瘤被烧死。而其

37、他正常细胞只受到其中一束 射线的照射线的照射，剂量小不受影响。射，剂量小不受影响。2022-1-21中国科大 汪晓莲 571）闪烁扫描器）闪烁扫描器Body Scanner2） 相机：相机：探测放射性同位素分布的快速变化。使用直径探测放射性同位素分布的快速变化。使用直径45cm的大的大 闪烁体，多个光电倍增管闪烁体，多个光电倍增管铅钨准直器：铅钨准直器：平行孔或聚焦型锥形孔；平行孔或聚焦型锥形孔； 射线能量：射线能量：50-400KeV特点：特点：灵敏度高灵敏度高 静止视野宽静止视野宽 空间分辨率好空间分辨率好2022-1-21中国科大 汪晓莲 582022-1-21中国科大 汪晓莲 5920

38、22-1-21中国科大 汪晓莲 603）单光子断层扫描）单光子断层扫描SPECT (Single Photo Emission Computed Tomography) 相机绕被检测物体旋转扫描成像。相机绕被检测物体旋转扫描成像。要求：要求：能量分辨率高能量分辨率高 空间分辨率高空间分辨率高 长期稳定性好长期稳定性好常用核素常用核素核素核素射线能量射线能量(KeV)半衰期半衰期99mTc 141 6.02h133Xe 81 / 4275.24d69Ga 9.339h201Tl 7073h131I 364/ 9718.02d81Kr 19013s111In 2452.8d2022-1-21中国科大 汪晓莲 614）XCT （X ray Computed Tomography）：）： 透射型透射型CT，测定人体组织对，测定人体组织对X射线的吸收系数射线的吸收系数i(x,y,z)，经计算机作图像处理、图像重建，显示三，经计算机作图像处理、图像重建，显示三维立体图像。维立体图像。 英国工程师英国工程师G. Hounsfield 和和 A. M. Cormark 由于发由于发明明XCT而获而获1979年诺贝尔生