第十一章 核医学基础2.ppt

1、第十一章核医学基础，第十一章核医学基础，第十一章核医学基础，第十一章核医学基础，一、问题：原子核的密度为2.31017kg/m3 (金的密度为19.3103kg/m3 )，你知道为什么这么大吗？ 木乃伊的存在年代是怎样算出来的？ 放射线、放射线、放射线分别指什么？ 怎样保护？ 原子核由核(质子、中子)构成的质子是氢原子核，总是用p表示，带正电，其质量mp=1.007276u，中子用n表示，不带电，其质量mn=1.008665u； 2 .原子质量单位：1u=1.6610-27 Kg=931.5MeV/c2； 3 .原子编号Z: 4 .质量数A:原子核中的质子和中子的总和质量数(核数)原子核的质量

2、几乎是u的整数倍，即m=uA，一，原子核的组成，第一节原子核的结构，强力5 .核素：原子核内的a，z值和原子状态相同的原子称为同种核素，其表示例如： 158O、168O、178O、188O、7、核力：自然界只存在四个基本相互作用力：重力、电磁力、弱力和强核力为什么这么强核密度为什么这么大？ 汤川秀树于1935年发表了核力介子场论，用数学方法预见介子的存在，说明这些问题，1949年获得诺贝尔物理奖。 (介子带正电，-带负电，0介子不带电，其质量是电子质量me的273.3倍，264.2倍)，核子间存在的力称为核力，是短距离力(仅在10-15 m的范围内工作)，是强的相互作用力，具有饱和性，1，质量

3、损失(1)定义： 例如：氘(21H )由一个中子和一个质子组成，放出能量为2.225MeV的光子，损失的质量转换为能量，质量能量关系： E=m C 2=931.5m (MeV ) 式中m是以统一原子质量单位u为单位的1u质量的物质对应931.5MeV能量、二、质量损失和结合能量、100克质量的物质对应能量e=MC2=931.51061.610-1910 010-3/(1. 6610-27 ) (j )=9 (3)比结合能：原子核的结合能与其核的核数之比为：=E/A 3，比结合能小的核不稳定易分解，A30的核结合能全部小，作为分子存在的比结合能曲线，第二节核衰变类型和衰变规律，核衰变衰变过程遵守

4、四个守恒定律：质量和能量守恒定律、动量守恒定律、电荷数守恒定律、核数守恒定律、衰变能量：如果衰变前后的静止质量不保存，则衰变前后的质量差变换为核衰变时吸收或释放的能量，该能量称为衰变能量，记为q。 一、崩溃，原子核放出粒子崩溃成为别的原子核的过程称为崩溃。 粒子是氦核(42He )。 质量数a超过209的重核不稳定，自发放出粒子，衰减成为a值小的原子核。 衰变过程显示，元素周期表中子核y的位置比母核x提前2位是衰变的位移规律。 例如：0 Mev、3.82d、从镭原子核放射的粒子具有3种不同的能量，箭头左下表示子体核比母体核在元素周期表中前进，崩溃的崩溃纲图表示中微子的反物质，-崩溃的过程是在原

5、子核内放射电子(1)-原子核自发地放出-粒子(即负电子)崩溃，成为别的核，其质量数a不变，原子序数在元素周期表中向前或向后移动一个。 二、衰变、-衰变使子核增加一个质子，子核比母核在元素周期表中向后移动一个。 吴健雄等人制造的钴60的崩溃：-崩溃的过程表示：MO (钼)的崩溃式，MO (钼) TC (锝)通常在崩溃图中表示粒子能量的最大值(、的修正值)。 (二)衰变原子核自发发射粒子(即正电子)的衰变叫做衰变。 质子放出正电子和中微子，变成中子。 衰变的过程是，正电子是负电子的反物质，其能量为零时，与一个负电子结合，两个能量都为0.511Mev，成为飞行方向相反的x光子，即电子对的消失。 通过

6、测量x射线能够检测出的存在。 子核在元素周期表内比母核前进1位数。 质子数量多的原子核中，质子从核外捕获电子，释放中微子，变成中子。 这种崩溃过程称为电子捕获，简称为EC。 EC的过程是： (3)电子陷阱，陷阱电子主要来自核外的k、l层，电子陷阱后发现子核的标记放射线或俄歇电子(M.P. Auger在1925年发现，称为Auger电子)，俄歇电子是三、迁移和内转换放射线是电磁波，从原子核内放出后，崩溃前后的a、z值不变。 发生原因：核反应和核崩溃后新生成的子体核，大多处于激发状态，不稳定，向基态转变时将多能量作为放射线放出。 原子核从激发态向低能级激发态或基态迁移时，不是发射光子，而是通过与核

7、外电子发生能量交换将该能量传递给电子，使电子自由飞出。 这个过程称为内部转换。 发射的电子称为内部转换电子。 如果内壳层出现空穴，也会产生标识x射线和俄歇电子。 2、内转换、内转换、四、衰变规律、(一)核衰变规律不稳定核素的衰变率(单位时间内衰变的核数)与现在的原子核个数n成比例=12n对上式进行积分，利用初始条件t=0，N=N0，则称为：衰变规律。 1、半衰期放射性核素减少到原来数量的一半所经历的时间称为半衰期。 因此，母体的半衰期越长，子体的半衰期越短，子体核每秒崩溃的核数与母体补充的核数相等时，子体的核数不变，达到放射平衡。 俗称99Mo是“母牛”，活体骨架内的14C、12C的数量之比(

8、平衡比)是和空气相同的值(1.310-12 )，生物体死亡后14C的值逐渐减少，14C的半衰期T1=5730a好的木乃伊的存在年代是怎样被修正的？ I平均寿命，即放射性原子核崩溃前存在的时间。 利用统一定律可以求出某放射性核素的平均寿命： 2、平均寿命、5、放射性活度、单位时间内崩溃的原子核数称为放射性活度。 a表示：定义式、关系式、A0=N0表示t=0时的放射性活性量。单位：贝可(Bq )旧单位：居里(Ci) 1Ci=3.71010 Bq，60Co-刀初装时的钴源活性度为6040Ci，使用5年后，钴源活性度还剩下多少Bq？ 其平均寿命是多少年？ 解3360调查了60Co的半衰期T=5.27年

9、，a0=6040 ci=60403.71010=2241012 bq，5年后的钴源活性度为：其平均寿命为：=t/ln2=1.44t，式中为照射的空气的质量e的单位是C/kg，曾经连琴(R) 1R=2.5810-4 C/kg，第三节放射线的剂量和防护，式中的dm是被照射物质的质量，dE是它吸收的放射能。 2 .某物体的吸收剂量d与放射线的照射量x有关，也与该物体本身的性质有关。 3、单位： J/kg，称为大猩猩(Gy )，常用单位为氡(rad) 1 Gy=100 rad 4，吸收剂量率：每单位时间的吸收剂量称为吸收剂量率，单位为Gy/s的剂量当量是反映电离辐射对人体损伤程度的物理量，辐射生物效应

10、作为吸收剂量当量=剂量的剂量权重因子的H=D QF剂量当量HT的单位是希伯特(Sv )，常用的单位是帧(rem) 1Sv=100rem、三、剂量当量h、四、辐射的防护，人们如果是日常生活，则在我国规定的MPD值为每放射源在体外照射人体称为外照射。 对辐射的防护：作业时带手套的话可以有效地进行外防护(射程短)。 防辐射：使用各种塑料和有机玻璃等原子序数中等的物质。 x、对放射线的防护：使用原子序数大的物质，例如铅。 2 .外照射防护、内照射：在放射性核素注入体内进行的照射称为内照射。 应避免凝固放射线的内照射，特别是放射线(电离比大)，混凝土建筑物氡Rn的含量高，一旦散在空气中，尘埃吸入人的肺就

11、会发生内照射，22286Rn，半衰期为3.82d，容易发生、崩溃，引起肺癌。 3 .内照射防护国规定了安全量5 mSv/年北京地区天然本底2 mSv/年食物0.2 mSv/年炼瓦制房屋0.4 mSv/年飞机0.01 mSv/小时吸烟20支/日1 mSv/年泥、空气0.5 mSv/年门诊透视0.3 mSv/次消化管造影13.0 日常生活中接触到的放射线量，贝克，法国贝克(Antonine Henri Becquerel，1852-1908 )贝克在1896年发现了放射性，和居里夫妇一起获得了1903年的诺贝尔物理学奖。 1896年贝克勒尔发现荧光的硫酸铀酰钾，和用黑纸包着的感光胶片一起放置在日光

12、下数小时后，感光胶片被暴露出来。 反复进行上述实验，不是在日光而是在暗室进行，感光胶片依然暴露，铀发出放射性物质得到确认。 1975年国际放射单位和测量委员会(ICRU )建议活动度的国际单位为贝克。 于是，格雷，格雷(Louis Harold Gray，1905-1965 ) (又称格雷)英国物理学家，原ICRU副主席，对放射剂量学作出了最基本的贡献。 大猩猩Gy是吸收量的国际专用单位，等于1焦耳千克，取代氡(rad )。 1975年8月，国际放射单位和测量委员会(ICRU )给许多期刊发了信，命名吸收量的国际单位为大猩猩。 初次学习放射线量时，曝露量(exposure )和吸收量这2个量有

13、时会混淆。大猩猩说比喻：教授说每个学生通过耳朵就像暴露量，而学生脑子里记住的就像吸收量。 喂，西水(Sv )，西水(Rolf Sievert，1895-1966 )是瑞典的数学和生物物理学家，ICRP的原主席。 如果ICRU采用大猩猩作为吸收剂量的单位名称，则主张选择适当的单位作为当量(等效)剂量的单位。 国际放射防护委员会(ICRP )为了纪念ICRP原主席海水，选择海水作为当量剂量的单位。 西水致力于员工和公众接受低剂量的生物效应，后半生关注放射线防护。 西水是当量剂量的国际单位，等于1焦耳千克。 因此，框架(rem )、框架(rem ) (不是人名)是当量剂量的另一常用单位，rem是ro

14、entgen equivalent man (或mammal )的缩写，可以解释为人的伦琴当量。 当量剂量的其他单位有青铜(rep ) (拉德rad的前身)，青铜rep是roentgen equivalent physical的简称，可以解释为物理龙升当量。 也有reb。 roentgen equivalent biological的缩写，可以解释为生物乙烯当量。 光靠说话很难区分reb和rep。 哎呀，拉德(rad )、拉德(rad )是英语rad的音译。 修正电离放射线吸收的单位。 可用于测量放射线对生物软组织的作用，而不是传统的修正量单位。 通常以毫米拉多mrad(milli-rad )

15、为单位。 因此，居里单位的规定和镭的标准的确立，放射线治疗的成功，使用的镭量和放射性的强度的正确的知识被要求。 因此镭的测定，在科学研究、医学和生产中成为亟待解决的问题。 1910年9月在比利时首都布鲁塞尔召开的国际放射学会议上，为了寻求国际共同的放射性强度单位和镭量标准，组织了包括法国居里、英国卢瑟福和德国哈恩在内的10个委员会该委员会将1克镭达到放射性平衡时的氡的放射性，作为放射性强度的单位叫做“居里”，提议制定镭量的国际标准，它提议纪念镭的发现者。 国际放射学会议一致通过了这些建议，居里夫人是这个镭量国际标准的制定者。 目前共同的放射性强度单位居里(3.7X1010塌陷次数秒)是从本次会议的决议中发展起来的。 1912年3月，该委员会再次在巴黎召开集会，批准居里夫人亲手制作的镭管作为镭的国际标准。 此镭管含有21.99毫克的无水氯化镭，它的质量精确到0. 02