辐射与靶材料作用ppt课件

1、 广义的靶：被照射的物质 狭义的靶：被照射物质敏感区的构造 靶分类靶分类生物靶本章讲授非生物靶第三章引见方向不同的散射光子。方向不同的散射光子。3 .3 .电子对的产生电子对的产生前两种效应是前两种效应是光子与原子核外电子的相互作用，光子与原子核外电子的相互作用，电子对产生那么是光子与原子核相电子对产生那么是光子与原子核相互作用，导致入射光子完全消逝和互作用，导致入射光子完全消逝和一对正负电子的产生。一对正负电子的产生。导致介质分子原子电离和激导致介质分子原子电离和激发。发。3 .3 .弹性散射弹性散射 电子在物质中运动时电子在物质中运动时受原子核库仑场的影响而改动运受原子核库仑场的影响而改动

2、运动的方向称为散射。假设散射前动的方向称为散射。假设散射前后入射粒子和原子核总动能不变后入射粒子和原子核总动能不变称为弹性散射。称为弹性散射。靶学说靶学说 ：辐射击中学说：辐射击中学说靶学说本质：辐射致靶体积内发靶学说本质：辐射致靶体积内发生电离作用或生电离作用或“能量堆积事件产能量堆积事件产生的结果生的结果 适宜适宜“靶学说的条件：靶学说的条件：1 1多指生物靶组织多指生物靶组织2 2仅指直接击中事件不包括仅指直接击中事件不包括间接作用间接作用3 3假设靶体积是均匀分布的假设靶体积是均匀分布的4 4不适宜损伤修复和继发作用不适宜损伤修复和继发作用的过程的过程4 4不同生物分子或靶资料具有不同

3、的不同生物分子或靶资料具有不同的击中数一次击中或多次击中。击中数一次击中或多次击中。单靶单击和单靶多击模型单靶单击和单靶多击模型 多靶单击模型多靶单击模型 “靶学说靶学说 模型模型单靶模型单击或多击中单靶模型单击或多击中靶受击的概率表达式：靶受击的概率表达式： P Pn n= (VD)n/ n= (VD)n/ n！e-VDe-VD靶体积规定为靶体积规定为V V ； D D为辐射剂量；为辐射剂量；每靶的平均击中数为每靶的平均击中数为VD VD ；n n为击中次数为击中次数 假设靶被击中一次就失活，那么靶存活的概率S就是靶击中数为0的概率n=0： S= P0= (VD)o/ 0！e-VD = e-

4、VD 靶学说根本表达式 假设每靶的平均击中数为VD，那么每靶发生一次击中为：VD = 1此时 S = e-VD = e-1 = 0.37 有63%被击中，37%的靶未被击中 单靶多击模型单靶多击模型 1n0kk! k)VD(eSVD. 假定每个细胞中存在二个或多个完全一样的靶，而击中N个靶子中任一个靶的概率是：1P0或1e-VD那么N个靶子全部被击中的概率为：1e-VDN未被全部击中的概率即存活概率就是：S = 11e-VDN 电离辐射和靶的间接作用电离辐射和靶的间接作用 辐射化学辐射化学 自在基的根本概念自在基的根本概念 自在基指具有一个或几个末配对电自在基指具有一个或几个末配对电子的分子、

5、离子或原子，常在其分子旁子的分子、离子或原子，常在其分子旁加一个黑点作为特征标志，如羟自在基：加一个黑点作为特征标志，如羟自在基：OH OH ，CH3CH3、CCl3CCl3、RORO等等 。 顺磁性的概念：一个放在磁铁附近顺磁性的概念：一个放在磁铁附近的无磁性物质，被磁铁吸引去的才干称的无磁性物质，被磁铁吸引去的才干称为顺磁性。为顺磁性。 自在基不仅具有顺磁性特性，而且自在基不仅具有顺磁性特性，而且具有活泼的化学活性。决议自在基反响具有活泼的化学活性。决议自在基反响的关键要素是自在基中心单电子的定域的关键要素是自在基中心单电子的定域程度和反响过程中断裂的共价键和生成程度和反响过程中断裂的共价

6、键和生成的共价键的强度。的共价键的强度。 均匀的裂解：两个原子之间的共用电子均匀的裂解：两个原子之间的共用电子对均匀分裂，两个原子各保管一个电子，构对均匀分裂，两个原子各保管一个电子，构成自在基，比如：成自在基，比如： 不均匀裂解异裂是键断裂时，两不均匀裂解异裂是键断裂时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上，这种断裂方式叫做键的异裂，个原子上，这种断裂方式叫做键的异裂，键异裂的结果就产生了带正电或带负电的键异裂的结果就产生了带正电或带负电的离子。离子。电子俘获电子俘获 自在基亦可经过电子俘获产生，自在基亦可经过电子俘获产生，例如：例如：CCl4+

7、e-CCl3+Cl- 水辐射降解产物水辐射降解产物构成过程见以下图构成过程见以下图 H2O H 2 O*H+ OH激发+ H2OH2OH2O+H2O+ + e-H + OH-H+ + OH+ H+e + H 2O H电离eaq H2O H2O，HH，OHOH，H2H2，H2OH2O，H3O+H3O+等等 带电粒子及其次级粒带电粒子及其次级粒子在水中被阻止时，每损失子在水中被阻止时，每损失100eV100eV所产生所产生的特定产物数目，不同降解产物的的特定产物数目，不同降解产物的G G值不值不同，下边是常见的辐射降解产物的同，下边是常见的辐射降解产物的G G值：值：G值的含义值的含义OH2.6；

8、 2.6； H0.6； H2 0.45； H2O2 0.75 水辐解有以下产物：水辐解有以下产物： 自在基反响发生在很小的反响体积内，自在基反响发生在很小的反响体积内，这个小体积叫做剌团这个小体积叫做剌团SpursSpurs，其平均，其平均直径为直径为1.5nm1.5nm，反响发生的时间为，反响发生的时间为10-10-141410-10s10-10s，平均每个剌团约含，平均每个剌团约含6 6个自在个自在基，在剌团内水自在基可发生复合，导基，在剌团内水自在基可发生复合，导致分子的次级产物致分子的次级产物H2H2和和H2O2H2O2的构成。的构成。剌团概念剌团概念 羟自在基羟自在基 OH是水辐解自

9、在基中致伤才干最是水辐解自在基中致伤才干最强强 ，G值高达值高达2.62.7，分散系数为，分散系数为2.310 -5cm2/s，属氧化性自在基，属氧化性自在基 。 水化电子水化电子 的放化产额与的放化产额与OH类似，但分类似，但分散速度比散速度比OH快，在中性水中半衰减期快，在中性水中半衰减期T1/2=2.310 -4s。为复原性自在基，在酸性条件。为复原性自在基，在酸性条件下可与下可与H+或或H2O2反响构成反响构成H自在基；在有氧条自在基；在有氧条件下那么易被氧捕获成超氧化物阴离子件下那么易被氧捕获成超氧化物阴离子O2-： + O2O2- eaqeaq 水自在基能与生物分子发生抽氢、加成、水自在基能与生物分子发生抽氢、加成、电子俘获、氢传送、聚合、分解等多种反响电子俘获、氢传送、聚合、分解等多种反响氢传送、聚合、分解反响将在第三章中引氢传送、聚合、分解反响将在第三章中引见见 。1.1.加成反响加成反响Radical addition)Radical addition) 有机物分子的不饱和碳原子跟其它原子有机物分子的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合的反响叫做加成反响。如或原子团直接结合的反响叫做加成反响。如OHOH和和HH均对均对DNADNA分子的碱基加合于分子的碱基加合于C5C5和和C6C6的双键上，或加在