1、昆明医科大学第一临床学院昆明医科大学第一临床学院核医学教研室核医学教研室 朱高红朱高红核核 医医 学学20140228 Gaohong Zhu,Associate Professor,Master of Medicine.Director of the department of Nuclear Medicine Visiting scholar in US(last year)Nuclear medicinediagnosistreatmentDiagnosis in vivoDiagnosis in vitroSPECT/CT,PET/CT imagingNon-imaging(funct
2、ion)Category of NM是应用放射性核素是应用放射性核素诊断诊断、治治疗患者疗患者疾病并进行基础医学科疾病并进行基础医学科学研究的一门医学学科;广义学研究的一门医学学科;广义则是核素和核射线在医学上的则是核素和核射线在医学上的应用及其理论研究的总称。应用及其理论研究的总称。DiscoveryTM PET/CT Elite Scaner第一章第一章 核物理基础知识核物理基础知识第一节第一节 核物理基本概念核物理基本概念第二节第二节 核衰变及衰变规律核衰变及衰变规律第三节第三节 射线和物质的相互作用射线和物质的相互作用第四节第四节 常用的辐射剂量及其单位常用的辐射剂量及其单位第一节第一
3、节 核物理基本概念核物理基本概念核核 爆爆 炸炸一、原子结构一、原子结构原子原子原子核位于原子的中央,内含电中性的原子核位于原子的中央,内含电中性的 中子及带正电荷的质子;中子及带正电荷的质子;电子带负电荷,质量为中子电子带负电荷,质量为中子 1/18371/1837,围绕原子核沿轨道运行,情况就围绕原子核沿轨道运行,情况就 好像行星环绕太阳运行一样。好像行星环绕太阳运行一样。质子数(Z)原子序数=核外电子数质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)表示:AZN ,A把原子核外分成七个运动区域,又叫电子层,把原子核外分成七个运动区域,又叫电子层,分别用分别用n=1n=1、2 2、3 3、4 4、
4、5 5、6 6、7 7表示,分别表示,分别称为称为K K、L L、M M、N N、O O、P P、Q Q,n n值越大,说值越大,说明电子离核越远,能量也就越高。明电子离核越远,能量也就越高。电子能量电子能量原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下,原子核都处于能量最低的状态,称为情况下,原子核都处于能量最低的状态,称为基态基态(ground state);在一定条件下,如在某些;在一定条件下,如在某些核反应、核裂变及放射性衰变后,原子核可以核反应、核裂变及放射性衰变后,原子核可以暂时处于较高的能量状态称为暂时处于较高的能量状态称为激发态激发态(e
5、xcited state)。原子核的原子核的能级能级激发态的原子核可表示为激发态的原子核可表示为AmAmx x,如,如99m99mTcTc。处于激。处于激发态的核素都很不稳定,要释放过剩的能量而回发态的核素都很不稳定,要释放过剩的能量而回到基态。到基态。在工厂的核反应堆中在工厂的核反应堆中,中子流(中子流(n n)轰击靶核钼)轰击靶核钼(9898MoMo),),9898MoMo释放释放射线后转变成射线后转变成9999MoMo,再把,再把9999MoMo装在发生器(层析柱)内运到使用部门。装在发生器(层析柱)内运到使用部门。9999MoMo的半衰期的半衰期6767小时,释放小时,释放射线后衰变成
6、射线后衰变成激激发态发态的的99m99mTcTc,放射性药房或核医学科工作人员,放射性药房或核医学科工作人员用生理盐水淋洗发生器就可得到用生理盐水淋洗发生器就可得到99m99mTcTc,见下图,见下图99Mo/99m Tc generator二、几个基本概念二、几个基本概念1 1、元素、元素(element)2 2、同位素、同位素(isotope)3 3、同质异能素、同质异能素(isomer)4 4、核素、核素(nuclide)5 5、稳定性核素、稳定性核素(stable nuclide)6 6、不稳定性核素、不稳定性核素(unstable nuclide)1 1、元素、元素(element)
7、:Z Z相等的一类原(核外电相等的一类原(核外电子数和最外层电子数相等,化学性质相同)子数和最外层电子数相等,化学性质相同)如如C、H、O为不同元素;为不同元素;2 2、同位素、同位素(isotope):某一元素含有不同的:某一元素含有不同的中子数目,则称为该元素的同位素(中子数目,则称为该元素的同位素(Z Z相等,相等,N N不等)如:不等)如:123I、125I、131I;3 3、同质异能素、同质异能素(isomer):Z、N相等,能量相等,能量(E E)状态不等,如:)状态不等,如:99mTc/99Tc,113mIn/113In;4 4、核素、核素(nuclide):凡具有一定原子序数:
8、凡具有一定原子序数(Z)、原子质量、原子质量(A)和处于特定能量和处于特定能量(E)状态状态(特定核特征)的原子称为核素;(特定核特征)的原子称为核素;5 5、稳定性核素稳定性核素(stable nuclide):是指原:是指原子核不会自发地发生核变化的核素,已发现子核不会自发地发生核变化的核素,已发现的仅有的仅有274274种,它们的质子和中子处于平衡种,它们的质子和中子处于平衡状态。状态。6 6、不稳定性核素、不稳定性核素(unstable nuclide)又称放又称放射性核素,能按照自身的规律、自发地核衰射性核素,能按照自身的规律、自发地核衰变变;衰变时放出核射线并变为新核素;有特定衰变
9、时放出核射线并变为新核素;有特定半衰期的核素。半衰期的核素。*第二节第二节 核衰变及衰变规律核衰变及衰变规律一、核衰变一、核衰变(nuclear decay)原子核只有在中子和质子的数目之间保持一定的比例时,原子核只有在中子和质子的数目之间保持一定的比例时,才能稳定,当原子核(母核,才能稳定,当原子核(母核,parent nuclide)中质子)中质子数过多或过少,或者中子数过少或过多,原子核便不稳数过多或过少,或者中子数过少或过多,原子核便不稳定。这时的原子核就会自发地放出射线,转变成另一种定。这时的原子核就会自发地放出射线,转变成另一种核素(子核,核素(子核,daughter nuclid
10、e),同时释放出一种或),同时释放出一种或一种以上的射线。这个过程又称为放射性衰变一种以上的射线。这个过程又称为放射性衰变(radiation decay)或蜕变。核衰变是由原子核内部的或蜕变。核衰变是由原子核内部的矛盾运动决定的。矛盾运动决定的。二、二、核衰变的类型核衰变的类型放射性核素主要衰变方式有、衰变衰变、-衰变衰变、+衰变衰变、衰变衰变、核外电子俘获衰变、核外电子俘获衰变1 1、衰变衰变(alpha decay)不稳定原子核自发地放射出不稳定原子核自发地放射出粒子粒子(alpha particle)而变成另一个核素的过程称为而变成另一个核素的过程称为衰变。衰变。质量数减少质量数减少4
11、 4,质子数减少,质子数减少2 2,在元素周期表中,在元素周期表中前移前移2 2位。位。机制机制:核子总数过多,而致斥力引力而发生。核子总数过多,而致斥力引力而发生。大多见于大多见于A A200 200、Z Z8383的天然、长的天然、长T1/2 T1/2 的放的放射性核素。射性核素。衰变图示和衰变方程衰变方程衰变(从母核中射出的4He原子核)+parent nuclide+daughter nuclide+helium-4 nucleusAZ A-4Z-2 Y+(42He)+Q(energy)MeV 4.785He)(RnRa4222286226882 2、衰变衰变(-minus decay
12、-minus decay)衰变主要发生在质量较轻、中子相对过剩的核衰变主要发生在质量较轻、中子相对过剩的核素。核中一个中子转化为质子,总核子数不变,素。核中一个中子转化为质子,总核子数不变,同时释出一个负电子(来自核的负电子同时释出一个负电子(来自核的负电子negation称粒子即称粒子即-)及一个反中微子故子)及一个反中微子故子核的原子序数比母核增加核的原子序数比母核增加1 1,原子质量数不变。,原子质量数不变。反中微子是一种质量极小的不带电基本粒子,反中微子是一种质量极小的不带电基本粒子,穿透性极强,一般探测器不能测知。穿透性极强,一般探测器不能测知。-衰变图示和衰变方程+protonne
13、utronprotonAntineutrinoelectronAZ AZ+1Y+-(0-1e)+Q9038Sr 9039Y+-+2.28Mev、+衰变衰变(-plus decay-plus decay)衰变主要发生在中子相对不足的核素,可以看作衰变主要发生在中子相对不足的核素,可以看作是是-衰变相反的过程,即核中一个质子转化为中衰变相反的过程,即核中一个质子转化为中子,同时释出一个正电子子,同时释出一个正电子(positron,称粒子)称粒子)及一个中微子(及一个中微子(neutrino,),故核子总数也),故核子总数也不变,原子序数减少不变,原子序数减少1 1而原子质量数不变。而原子质量数不
14、变。也也是质量极小的不带电基本粒子,穿透性极强而很是质量极小的不带电基本粒子,穿透性极强而很难测知。难测知。+衰变图示衰变图示衰变方程衰变方程AZ AZ-1Y+(01e)+V+Q 189F 188O+v +0.663MeV+=0.51Mev=0.51Mevpositronneutrino、电子俘获衰变、电子俘获衰变(electron capture,EC)EC发生在中子相对不足的核素。原子核先从发生在中子相对不足的核素。原子核先从核外较内层的电子轨道俘获一个电子,使之核外较内层的电子轨道俘获一个电子,使之与一个质子结合转化为中子,同时发射出一与一个质子结合转化为中子,同时发射出一个中微子。故原
15、子质量数不变而原子序数减个中微子。故原子质量数不变而原子序数减少少1 1。电子俘获衰变方程电子俘获衰变方程 12553I(碘)+0-1e 12552Te(碲)+v +0.036MevAZ+0-1e AZ-1Y+V+Q机制:见于某些贫中子放射性核素。在机制:见于某些贫中子放射性核素。在EC基础上,按基础上,按 BohrBohr理论,外层电子将跃迁填补内层轨道,多于能量理论,外层电子将跃迁填补内层轨道,多于能量以标识(特征)以标识(特征)X-rayX-ray发射或传给更外层电子使之脱发射或传给更外层电子使之脱出为自由电子,出为自由电子,即俄歇电子即俄歇电子(Auger electron)。)。+核
16、外电子+中微子特征X射线射线+核外电子轨道空位7 7铍(铍(BeBe)7 7锂(锂(LiLi)+Q+Q43电子俘获衰变图电子俘获衰变图俄歇电子5 5、衰变衰变(gamma decay 或或 transition)上述四种衰变的子核可能先处于激发态,在上述四种衰变的子核可能先处于激发态,在不到不到1 1微秒的时间内回到基态并以微秒的时间内回到基态并以光子的形光子的形式释出多余的能量。此过程称式释出多余的能量。此过程称衰变或衰变或跃跃迁。迁。如果 跃迁释出的能量传给一个核外电子(K层电子几率最高),使之脱离轨道而发射出去这过程就是内转换。发射的电子称内转换电子(internal conversio
17、n electron)发生内转换后K层轨道的空缺和EC的空缺相似,随后可由外层电子补缺,从而又发射X线和俄歇电子(Auger electron)衰变图示和衰变方程衰变方程-ray+99mTc+99Tc+AmZ AZ+Q 99m43Tc(锝)9943Tc(锝)+常用核射线及其性质常用核射线及其性质射线名称射线名称电性电性()()()()本质本质粒子流粒子流电子流电子流光子流光子流电离能力电离能力强强中中弱弱穿透能力穿透能力弱弱中中强强传播速度传播速度(空气)(空气)22.5万万/sec20万万/sec30万万/sec射线的穿透力射线的穿透力三、三、核衰变规律核衰变规律1放射性衰变规律放射性衰变规
18、律 (radiation decay rule)2物理半衰期物理半衰期*(physical half life;T1/2)3 3生物半衰期生物半衰期*(biological half life;有效半衰期有效半衰期*(effective half life;Teff)4 4、放射性活度、放射性活度*(radioactivity;A)任何放射性核素其放射性活度随时间减弱的速度虽然各任何放射性核素其放射性活度随时间减弱的速度虽然各不相同,但都服从不相同,但都服从指数规律,指数规律,亦即其亦即其原子数随时间原子数随时间t t按按指数函数的规律而减少指数函数的规律而减少:放射性活度的自然对数值对放射性
19、活度的自然对数值对t t是直线关系。只是直线的斜率(是直线关系。只是直线的斜率(,衰变常数)值各不,衰变常数)值各不一样,衰减愈快,则一样,衰减愈快,则值也愈大。值也愈大。值表示了在单位值表示了在单位时间内衰变的原子数占当时存在的原子总数的百分比。时间内衰变的原子数占当时存在的原子总数的百分比。1、放射性核素衰变规律放射性核素衰变规律放射性核素衰变规律(接)放射性核素衰变规律(接)遵循衰变定律:遵循衰变定律:即单位时间内衰变的原子数与当时存在的原即单位时间内衰变的原子数与当时存在的原子总数成正比子总数成正比 dNNdt dNNdt 积分后得积分后得 N=NN=N0 0e e-t-t各种放射性核
20、素的总放射性活度都随时间按各种放射性核素的总放射性活度都随时间按指数函数规律而减少:指数函数规律而减少:I It t=I=I0 0e e-t-t原子数随时间原子数随时间t t按指数函数的规律而减少:按指数函数的规律而减少:放射性活度的自然对数值对放射性活度的自然对数值对t t是直线关系。是直线关系。只是直线的斜率(只是直线的斜率(,衰变常数)值各不,衰变常数)值各不一样,衰减愈快,则一样,衰减愈快,则值也愈大。值也愈大。值表值表示了在单位时间内衰变的原子数占当时存示了在单位时间内衰变的原子数占当时存在的原子总数的百分比。在的原子总数的百分比。小时6121824放射性活度放射性活度10.50ln
21、时间t2 2物理半衰期物理半衰期*(physical half life;T1/2)在实际工作中我们常以物理半衰期来表示各种在实际工作中我们常以物理半衰期来表示各种放射性核素的衰减速度。物理半衰期就是放射放射性核素的衰减速度。物理半衰期就是放射性活度(强度)减弱一半所需经过的时间,用性活度(强度)减弱一半所需经过的时间,用(T T1/21/2 或或Tp Tp)表示)表示 。T T 和和值之间可以互相换算值之间可以互相换算T T =0.693=0.693TT 计算实例计算实例*198198AuAu放射性核素,放射性核素,5 5月月2020日从北京发货时间测得活度日从北京发货时间测得活度为为100
22、mCi100mCi。如果运到昆明到。如果运到昆明到5 5月月2727日才实际使用,试日才实际使用,试计算此时还有多少毫居里计算此时还有多少毫居里198198AuAu?198198AuAu半衰期半衰期2.72.7天。天。N=N0e-tN=N0e-0.693t/TN=100e-0.6937/2.7N=1000.165=16.5也可以7/2.7=2.592.6通过查通用衰变计算表得0.165100=16.53 3、生物半衰期生物半衰期 (T Tb b)*有效半衰期有效半衰期 (T Teffeff)放射性核素通过生物代谢从体内排出原来一半所需的时间,称为生物半衰期。物理衰变与生物的代谢共同作用而使体内
23、放射性核素减少一半所需要的时间,称有效半衰期。Te、Tb、T1/2三者的关系为:T1/2Tb Te=T1/2+Tb4 4、放射性活度放射性活度(radioactivity,A)放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核的放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核的次数称为放射性活度(即衰变率)。次数称为放射性活度(即衰变率)。放射性活度的国际制单位的专用名称为贝可勒放射性活度的国际制单位的专用名称为贝可勒尔(尔(BecquerelBecquerel),简称贝可,符号为),简称贝可,符号为BqBq,即,即每秒钟发生每秒钟发生1 1次衰变。常用单位是居里(次衰变。常用单位是居里(CiCi)等于每秒钟发生等
24、于每秒钟发生3.73.710101010 次衰变。次衰变。1Bq=2.70310-11 Ci1Bq=2.70310-8m Ci1Bq=2.70310-5 Ci放射性比活度:单位质量或单位摩尔物质中放射性比活度:单位质量或单位摩尔物质中 含有的放射性活度,单位是含有的放射性活度,单位是 Bq/g,MBq/g、MBq/mol。放射性浓度放射性浓度*:单位体积溶液中所含的放射性:单位体积溶液中所含的放射性 活度,单位是活度,单位是Bq/mlBq/ml、mCi/mlmCi/ml等。等。第三节第三节 射线和物质的相互作用射线和物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用二、光子
25、与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用三、三、什么是放射线?什么是放射线?放射线是指波长较短的电磁波和微小粒子放射线是指波长较短的电磁波和微小粒子的流动现象。的流动现象。放射线通常简称为射线;放射线通常简称为射线;在放射防护领域,不包括可见光(红、橙、在放射防护领域,不包括可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)、通信用无线电波黄、绿、青、蓝、紫)、通信用无线电波等非电离辐射等非电离辐射 。一、一、带电粒子与物质的相互作用带电粒子与物质的相互作用1电离与激发电离与激发 (ionization and excitation)2 2散射散射 (scattering)3 3韧致辐射韧致辐射 (brem
26、sstrahlung radiation)4 4湮没辐射湮没辐射 (annihilation radiation)5 5吸收吸收 (absorption)1 1、电离与激发电离与激发 带电粒子带电粒子(charged particles)通过物质时和物质原通过物质时和物质原子的核外电子发生静电作用,使壳层电子获得能量子的核外电子发生静电作用,使壳层电子获得能量脱离原子轨道形成自由电子而产生正负离子对的过脱离原子轨道形成自由电子而产生正负离子对的过程称电离。程称电离。如果原子的电子所获得的能量还不足以使其脱离原如果原子的电子所获得的能量还不足以使其脱离原子,而只能从内层轨道跳到外层轨道。这时,原
27、子子,而只能从内层轨道跳到外层轨道。这时,原子从稳定状态变成激发状态,这种作用称为激发。激从稳定状态变成激发状态,这种作用称为激发。激发的原子不稳定,退激时可释放出光子或能量。发的原子不稳定,退激时可释放出光子或能量。电离图示Incident electronChange the motion direction of the incident electronIonization electron 如果原子的电子所获得的能量还不足以使其脱离原子,而只如果原子的电子所获得的能量还不足以使其脱离原子,而只能从内层轨道跳到外层轨道。这时,原子从稳定状态变成激能从内层轨道跳到外层轨道。这时,原子从稳
28、定状态变成激发状态,这种作用称为激发。激发的原子不稳定,退激时可发状态,这种作用称为激发。激发的原子不稳定,退激时可释放出光子或能量。释放出光子或能量。激发图示IncidentelectronExcited electronChange the motion direction of the incident electron 电离和激发是一些探测器测量射线的物质基础,是射线引起物理、化学变化和生物效应的机制之一。2、散射(scattering)射线由于质量小,行进途中易受介质原子射线由于质量小,行进途中易受介质原子核电场力的作用而改变原来的运动方向,这核电场力的作用而改变原来的运动方向,这种
29、现象称为散射,种现象称为散射,其中运动方向改变而能量其中运动方向改变而能量不变者称弹性散射。而不变者称弹性散射。而粒子由于质量较大,粒子由于质量较大,散射一般不明显。散射一般不明显。散射图示Incident electronScattered electrons3、韧致辐射韧致辐射 (bremsstrahlung radiation)快速电子通过物质时,在原子核电场快速电子通过物质时,在原子核电场作用下,急剧减低速度,电子的一部作用下,急剧减低速度,电子的一部分或全部动能转化为连续能量的分或全部动能转化为连续能量的X X射线射线发射出来,这种现象称韧致辐射。发射出来,这种现象称韧致辐射。3 3
30、韧致辐射韧致辐射 (bremsstrahlung)韧致辐射释放的能量与所通过介质的原子序数的韧致辐射释放的能量与所通过介质的原子序数的平方成正比,韧致辐射的强度随屏蔽物质的原子平方成正比,韧致辐射的强度随屏蔽物质的原子序数增大而增大。因此,序数增大而增大。因此,射线的屏蔽要用原子射线的屏蔽要用原子序数低的材料制成,如铝、塑料、有机玻璃等。序数低的材料制成,如铝、塑料、有机玻璃等。X-ray4、湮没辐射(annihilation radiation)正电子衰变产生的正电子,在介质中运行一正电子衰变产生的正电子,在介质中运行一定距离(定距离(1010-9-9S)S),当其能量耗尽时可与物质,当其能
31、量耗尽时可与物质中的自由电子结合(两个电子的静止质量相中的自由电子结合(两个电子的静止质量相当于当于1.022MeV1.022MeV的能量),而转化为两个方向的能量),而转化为两个方向相反、能量各为相反、能量各为0.511MeV0.511MeV的的光子而自身消光子而自身消失,称湮没辐射。失,称湮没辐射。湮没辐射图示质子正电子光子0.511MeV光子0.511MeV湮没辐射中子5 5、吸收、吸收 (absorption)射线在电离和激发的过程中,射线的能量射线在电离和激发的过程中,射线的能量全部耗尽,射线不再存在,称作吸收。吸全部耗尽,射线不再存在,称作吸收。吸收前所经的路程称为射程。吸收的最终
32、结收前所经的路程称为射程。吸收的最终结果是使物质的温度升高。果是使物质的温度升高。二、光子与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用 射线和射线和X X射线属于电磁辐射,都是中性光子射线属于电磁辐射,都是中性光子流,与物质相互作用方式相同。主要产生三流,与物质相互作用方式相同。主要产生三个效应。个效应。1、光电效应光电效应 (Photoelectric effect)2、康普顿效应康普顿效应 (Compton effect)3、电子对效应电子对效应 (Electron pair production)1、光电效应光电效应 (Photoelectric effect)低能低能(E 0.5 Mev)
33、光子和原子中内光子和原子中内层壳层(如层壳层(如K K、L L层)电子相互作用,将全部层)电子相互作用,将全部能量交给电子,使之脱离原子成为自由的光能量交给电子,使之脱离原子成为自由的光电子的过程称为光电效应(电子的过程称为光电效应(photoelectric photoelectric effecteffect)。光电效应发生的几率与入射光子)。光电效应发生的几率与入射光子的能量及介质原子序数有关的能量及介质原子序数有关(负相关)。负相关)。光电效应示意图光电效应示意图photoelectronIncident photon2 2、康普顿效应、康普顿效应 (Compton effect)能量
34、较高的能量较高的 光子与原子中的核外电子作用时,只将光子与原子中的核外电子作用时,只将部分能量传递给核外电子,使之脱离原子核束缚成为部分能量传递给核外电子,使之脱离原子核束缚成为高速运行的自由电子,而高速运行的自由电子,而光子本身能量降低,运行光子本身能量降低,运行方向发生改变,称康普顿效应,释放出的电子称为康方向发生改变,称康普顿效应,释放出的电子称为康普顿电子。康普顿效应发生的几率与光子的能量和介普顿电子。康普顿效应发生的几率与光子的能量和介质的密度有关,当质的密度有关,当光子的能量为光子的能量为5005001000keV1000keV时,康时,康普顿效应比较明显,介质的密度越大,康普顿效
35、应越普顿效应比较明显,介质的密度越大,康普顿效应越明显。明显。康普顿效应Compton electronIncident photonPhoton of changing direction3 3、电子对效应、电子对效应 (Electron pair production)当当光子的能量大于光子的能量大于1.022MeV1.022MeV处于高能时,处于高能时,在物质核电场作用下,其中在物质核电场作用下,其中1.022MeV1.022MeV的能的能量转化为一个正电子和一个负电子的过程量转化为一个正电子和一个负电子的过程叫电子对生成叫电子对生成,剩余的能量变为电子对的剩余的能量变为电子对的动能,又
36、可发生电离和激发等。动能,又可发生电离和激发等。电子对形成电子对形成electronIncident photonpositronelectron 电子对生成的几率与电子对生成的几率与光子的能量和物质的光子的能量和物质的原子序数的平方成正比,即能量越高、物原子序数的平方成正比,即能量越高、物质的原子序数越大,电子对生成越明显。质的原子序数越大,电子对生成越明显。在核医学诊断中使用的在核医学诊断中使用的光子一般能量较低,光子一般能量较低,故不发生电子对生成。故不发生电子对生成。第六节、常用的辐射剂量及其单位 照射量 吸收剂量 剂量当量 各种射线对组织产生的生物效应与射线各种射线对组织产生的生物效
37、应与射线种类有关,也与吸收剂量有关。由于不种类有关,也与吸收剂量有关。由于不同射线在相同吸收剂量下产生的生物效同射线在相同吸收剂量下产生的生物效应不同,故剂量当量是用适当的修正因应不同,故剂量当量是用适当的修正因子对吸收剂量进行加权,从而使修正后子对吸收剂量进行加权,从而使修正后的吸收剂量更好地反映辐射对机体的危的吸收剂量更好地反映辐射对机体的危害程度,剂量当量害程度,剂量当量H H定义为吸收剂量和其定义为吸收剂量和其它必要修正因子的乘积。它必要修正因子的乘积。H H剂量当量剂量当量=D=D吸收剂量(吸收剂量(Gy)QQ品质因品质因子子NN其它修正系数其它修正系数(N1)剂量当量国际单位制单位
38、为希(沃特),以剂量当量国际单位制单位为希(沃特),以Sv表示。旧制专用单位为雷姆,以表示。旧制专用单位为雷姆,以ram表示,表示,1Sv1Sv100ram100ram。吸收剂量是用来量度电离辐射与吸收剂量是用来量度电离辐射与物质相互作用时,单位质量物质物质相互作用时,单位质量物质吸收辐射能量多少的一个物理量。吸收辐射能量多少的一个物理量。在正常情况下,吸收剂量愈大,在正常情况下,吸收剂量愈大,危 害 亦 愈 大。危 害 亦 愈 大。国 际 单 位 为 戈国 际 单 位 为 戈(瑞),以(瑞),以GyGy表示。定义是表示。定义是单位单位质量被照物质平均吸收的辐射能质量被照物质平均吸收的辐射能量
39、。量。旧有专用单位为拉德,以旧有专用单位为拉德,以radrad表示,表示,1Gy1Gy100rad100rad。照射量(照射量(exposureexposure)是直接度量)是直接度量或或射线对空气电离能力的量,可射线对空气电离能力的量,可间接反映间接反映,辐射场的强弱;是辐射场的强弱;是用来度量辐射场的一种物理量。指用来度量辐射场的一种物理量。指标是在空气体积内所形成的次级电标是在空气体积内所形成的次级电子所产生的离子总电荷量,即子所产生的离子总电荷量,即或或射线通过的空气时所放出的能量。射线通过的空气时所放出的能量。照射量的国际制单位是库仑照射量的国际制单位是库仑/千克千克旧有单位为伦琴(
40、旧有单位为伦琴(R R)。)。1 1伦琴伦琴2.582.5810-410-4库仑库仑/千克千克本章目的要求一、掌握:原子核物理学相关的基础知识二、熟悉:核医学常用的放射性活度及辐射剂量单位。三、了解:原子结构、核结构、原子核反应。复习思考题、作业题1某元素的原子核外有3个电子层,最外层有5个电子,该原子核内的质子数为()A、14 B、15 C、16 D、172某元素的原子核外有三个电子层,M层的电子数是L层电子数的1/2,则该元素的原子是()A、Li B、Si C、Al D、K3两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等,在周期表的前10号元素中,满足上述关系的元素共有()A、1对 B、2对 C、3对 D、4对4.放射性核素、放射性活度、元素、核素、同位素、同质异能素、电离、激发、湮灭辐射、光电效应、康普顿效应、剂量当量、照射量、吸收剂量的定义。5.核衰变的方式?