放射性衰变基本知识

1、山西医科大学教案单教研任课教师姓课程名授课时理论教学用）位:山西医科大学第一医院室：影像医学与核医学名:称：核医学间:山西医科大学教案单教研任课教师姓课程名授课时实践教学用）位:山西医科大学第一医院室：影像医学与核医学名:称：核医学间:授课章节绪论授课对象四年级本科生授课时数25分钟授课时间年月日授课地点教学目的1、熟悉核医学定义及研究内容。2、掌握核素显像的优缺点。核医学显像与X-CT显像的区别。重点难点教学重点：核素显像的优缺点。教学难点：核医学显像与X-CT显像的区别。教学方法多媒体教学教学仪器授课提纲绪论一、核医学基本概念和学科分类定义学科分类二、核医学功能成像原理与其它影像技术的比较

2、三、核医学科学研究的特点和方法四、核医学的发展历史和现状选用教材核医学第八版李少林主编参考教材授课章节第一章放射性衰变基本知识授课对象四年级本科生授课时数65分钟授课时间授课地点教学目的1了解衰变规律；熟悉射线与物质的相互作用。2.掌握原子核结构及其相关概念。重点难点教学难点：衰变规律；射线与物质的相互作用。教学重点：原子核结构及其相关概念。教学方法多媒体教学仪器教学步骤第一章放射性衰变基本知识第一节同位素、核素、同质异能素一、原子组成二、核素、同位素、同质异能素三、稳定核素与放射性核素第二节放射性衰变一、核衰变类型二、核衰变规律第三节射线与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用二、光子与

3、物质的相互作用思考题1、核医学定义及研究内容。2、核素显像的优缺点。核医学显像与X-CT显像的区别。3、什么是核素、同位素、同质异能素、放射性核素、基态、激发态、放射性活度、贝克、电离、激发、半衰期？4、简述放射性核衰变的类型及特点。5、放射性活度的国际单位和常用单位是什么？讲授内容注解绪论一、定义和学科分类定义：核医学(nuclearmedicine)是将核技术应用于医学领域的学科，是用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学研究的医学学科。TOC o 1-5 h z学科分类为临床医学。根据我国医学专业学位点的设置，核医学属于“影像医学与核医学”学位点。核医学显像与X-CT显像的区别目前影像医学包

4、括X线诊断学、超声影像诊断学和磁共振影像诊断学。核医学显像与X-CT显像的区别核医学显像X-CT显像仪器SPECT、PETT-CT、螺旋CT成像发射型成像(r射线由体内射出成像)穿透型成像(X射线穿透人体成像)成像原理利用脏器内外或脏器与病变之间的放射性浓度差别为基础利用脏器内外或脏器与病变之间的密度差别为基础成像性质生理、功能显像为主形态、结构显像为主优、缺占八、早期诊断、分辨率高、图像清晰分辨率低、图像清晰度差不能反映功能改变TOC o 1-5 h z二、核素显像的优缺点早期诊断：血流、代谢异常常是疾病的早期变化，出现在形态学改变之前。提供多种参数：研究疾病早期变化。具有较高的特异性：如显

5、示受体、肿瘤、炎症、异位等。无创伤性检查，过敏及毒副作用极少。辐射吸收剂量远低于X线检查。缺点：影像清晰度差。三、核医学的内容核医学显像、器官功能测定、体外分析、核素治疗。第一章核物理知识第一节同位素、核素、同质异能素原子核（nucleus）结构质子（proton）原子（atom）y中子（neutron）对整个放射源，表示发生衰变的原子核数占当时总核数的百分数；对单个原子核，表示原子核发生衰变的几率，即发生衰变的可能性。每种放射性核素都有其固定的九值。从N=N0e入中可看出，九值越大，放射性核素衰变越快。2半衰期，T1/2(half-life)物理半衰期(physicalhalflife)：放

6、射性核素减少至一半，所需的时间。越短说明核素衰变越快。生物半衰期(biologicalhalflife)：生物体内的放射性核素由于机体代谢从体内排出一半所需的时间。有效半衰期(effectivehalflife)：生物体内的放射性核素由于机体代谢从体内和物理衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度的一半所需的时间。T为每一放射性核素所特有。测定T可确定核素种类，甚至可推断放射性核素混合物中核素种类。99mTc6Hr153Sm47Hr131I8Day186Re90Hr32P14Day125I60day3.放射性活度A(radioactivity)单位时间内原子核的衰变数量。衰变常数九表示发生衰变的

7、原子核数占当时总核数的百分数，即A=XN，因此N=N0e-t换算为A=A0e-XtoA为初始时间的放射性活度；A为经t时间的放射性活度；放射性活度随时间呈指数规律减少。贝克(Bq)为放射性活度的国际单位，lBq表示放射性核素每秒衰变1次；居里(Ci)为旧的单位，1Ci表示每秒衰变3.7x1010次。1Ci=3.7x10iBq,即1mCi=37MBq放射性活度与质量阿伏加德罗常数；1摩尔量的各种元素皆含6.023x1023个原子。m=(IT1/2A)/(4.17x1017)或口=(CT1/2A)/(1.13x1013)式中：m为质量g，I为活度MBq，C为活度旧制Ci，T1/2为物理半衰期，A为

8、质量数。例1：32P的I为14.26天，A=32,代入上式可得：1MBq32p的质量为9.45x10-也。例2：131I的T1/2为8.04天，A=131，代入上式可得：1MBq1311的质量为2.18x10-10g。例3：125I的T1/2为60.2天，A=125，代入上式得：1MBq1251的质量为1.56x10-9g。普通核医学仪器可测1Bq,约为10-16g；天平：10-5g；微量化学分析：10-9g；荧光分析：10-11g10-12g；光谱分析：10-10g。第三节射线与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用1电离与激发：(ionizationandexcitation)电离：a

9、、Pf物质f核外电子fe-脱离轨道f自由电子;失去e-的核带正电荷，两者形成一对离子。自由电子还可使其它原子发生电离：次级电离激发：a、pf物质f轨道电子获能f由低能级f高能级,使整个原子处于激发态；退激时可发射标识X射线和Auger电子。电离密度：单位路径形成的离子对数目称为：ionizationdensity。表示带电离子电离能力大小；电离密度取决于带电粒子能量、速度与物质密度。带电粒子能量大、速度慢、物质密度低,电离密度则大。2散射scattering入射粒子与粒子或粒子系统碰撞而改变运动方向与能量的过程。仅改变运动方向能量不变者为弹性碰撞。a粒子的质量较大,径迹基本呈直线,发生散射较少

10、。p粒子轻,运动为曲线,散射明显。率随带电粒子的能量和物质原子序数增大而增大。3轫致辐射bremsstrahlung高速带电粒子通过物质原子核电场时受到突然阻滞,运动速度和方向突然发生变化，部分或全部动能以X射线的形式发射出来,这种现象称为轫致辐射。4湮灭辐射annihilationradiationB+衰变产生的正电子具有一定的动能，能在介质中运行一定距离，当其能量耗尽时可与物质中的自由电子结合，转化为两个方向相反、能量各为0.511Mev的y光子而自身消失，这叫湮灭辐射。5吸收射线使物质的原子发生电离和激发的过程中，射线的能量全部消耗，射线不复存在，即为吸收。二、光子与物质的相互作用1.光电效应(photoelectriceffect)：多发生在低能量：0.5MeV；光子被物质原子完全吸收后发射轨道电子；脱离轨道的电子称光电子，还可产生次级电离；原子因电子空位处于激发态,退激时发射标识X线或俄歇电子。2康普顿效益Comptoneffect：多发生在中等能量：0.5-1.0MeV；入射光子将部分能量转移给物质核外电子,其余部分能量被散射光子