大四下学期课件-影像核医学核物理基础

BasicPhysicsofConfigurationof（原子结构+

（中子

KL

Electrons（电子Configurationof（原子结构MassMassnumber(质量数Atomicnumber(原子序数Basicconcept（基本概念Nuclide（核素）:.凡具有特定的质子数、中子数Isotope（同位素）:凡具有相同质子数，但质量Isomer（同质异能素）:凡具有相同的质量数和原Stationarystate(定态）：轨道电子运行时如既不Groundstate(基态）：能量最低状态Excitedstate(激发态）：能量较高的定态★Stablenuclide（稳定性核素）：能够稳定存在，不会自★Radionuclides（放射性核素）：不能够稳定存在，能自发地发生核内结构或能级的变化，同时自发地释放某种射★nucleardecay(核衰变）：放射性核素能自发地发生核内结构或能级的变化，同时自发地释放某种射线而转变为注：1.P<20,P>20,n:p>1（比例过大或过小例外P>83的核素，核力不能与质子间的斥力保持平衡，故全定的放射性核素P<82的核素，天然的放射性核素很少，多由人工生产Nucleardecay（核衰变主要方式12、Beta3、核外电子俘4、Gammadecayandinternalconversion（内转母核失去母核失去2个中子和质子（发生于p大于82ZAZAXA4Y4HeZ288862γCharacteristicofalphaparticleBetaBeta32 S32 Sβ 1516的核素；放出负电子 被铝箔和机体组织吸收 p+β－+β＋decay γAZX—AZ-1X+β＋++Electroncapture,EC（电子俘获结果会出现255Fe55Fe 2625γ

CharacteristicX-（标识X线AugerGamma internalinternalconversion（内转换核素由激发态或高能态状态向基态或低能态跃迁时，核素由激发态或高能态状态向基态或低能态跃迁时，其多余能量传给轨道电子，使其获得足够能量后脱离4242 6h43InternalComparisonofthreeComparisonofthreeTheThelawofnuclear一个原子核而言，何时衰变是各自独立没原子核数目Decay（衰减常数衰变常数：某种放射性核素的核在单位时它反映该核素衰变的速度和特性；λ值大Theformulaof（衰减公式Decayformula：Nt=Noe-Characteristic（特性）：不同的放射性核Commonness（共性）：任何放射性核素的衰变，原子核数目随时间增长按指数 Halflife半衰Physicalhalf在单一的放射性核素衰变过程中，放射性长者可达1010a，短者仅有10-10s半衰期<10h的核素称为短半衰期核Biologicalhalflife生物半衰期EffectiveEffectivehalflife(有效半衰期TeT1/TeT1/2T1/2Te=(8.1x7)/(8.1+7)=3.75天Radioactivity放射性活一定量的放射性核素在一很短的时间间隔即单位时间的核衰变数目单位：s-1， 名 1Bq=1S- 旧单位为Ci衍生单位：KBq、MBq、GBq(10亿)、Ci、mCi、CiSpecificactivityandradioactivity（比放射性活度和放射性浓度Specificactivity(比放射性)指单位质量的Radioactivityconcentration：单位容积的InteractionofrayandInteractionofchargedparticleand（带电粒子与物质的相互作用Ionizationandexcitation电离与激Ionization：α、β→物质→轨道电子（静电作用）→e脱离轨道→freeelectron；失去e-的核Charged带正电荷，两者形成一对离子。自由电子还Charged

αandβ→→e-level→highlevel→excitationstate去激发→标识X-rayand俄歇ChargedIonizationdensity电离密单位路径形成的离子对数目称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、速度与物带电粒子能量大、速度慢、物质密度低，BremsstrahlungBremsstrahlung高速带电粒子通过物质原子核电场时受到突然阻滞，运动方向发生偏转，部分或全部动能转化为具有连续能谱的轫致辐射；产生几率随带电粒子的能量和物ScatteringScattering向与能量的过程。仅改变运动方向能量不变者α粒子的质量较大，径迹基本呈直线，发生散

Bremsstrahlung(轫致辐射 AnnihilatiaonAnnihilatiaonradiation(湮没辐射Absorption(吸收线。γIncident

KL XAugerElectronElectronvacancyfilled（电子空位填充PhotoelectriceffectCompton 效应Energyrange（能量范围）：Severalto0.5-Partenergygiveorbitalelectrons（部分能量给轨道电子Residualenergygivescatteredphoton（剩余能量光子散射 KIncidence

Elastic

ComptonElectronElectronpairproductionPhotonenergygreater