11原子核与放射性.ppt

1、1,医学物理学,( Physics for Medical Sciences ),本科课程,重庆医科大学医学物理学教研室,2,第十一章 原子核和放射性,二、教学内容(6学时) 原子核的组成,同位素,原子核的稳定性，放射性衰变的类型,放射性衰变规律。衰变常数,半衰期,平均寿命。放射性活度。射线与物质的相互作用,射线探测器,照相机的成像原理，SPECT成像原理，正电子发射断层成像原理，核医学影像技术的医疗应用。,一、目的要求 掌握原子核的组成，掌握放射性衰变的一般规律，理解射线与物质相互作用的机制。了解放射线核素的医疗应用和放射线防护的一般知识。了解核医学成像的基本原理。,3,原子核物理学（nuc

2、learphysics):,原子核物理学内容：,（）研究核力、核结构和核反应等有关物质结构的基本问题,（）研究放射性和射线是原子核应用的基础,研究原子核的结构、特性和相互转变等问题的一门学科,原子核技术与医学相结合，已成为一门新兴的学科：核医学,今后的能源问题已成为各国所关心的问题。,在煤和石油逐渐用竭后，除继续利用水力外，原子能和太阳能将会更广泛地利用起来。而原子能目前已经在国防上有重要应用。人类长期利用自然能量，绝大部分间接来自太阳，今后将更多地直接取自太阳辐射。太阳怎能长期不断地输出强大的能量呢？从原子核的理论知识知道这是来自太阳内部不断的原子核反应。所以原子核的研究在理论上和应用都有重

3、要性。,4,1.原子核（atomic uncleus),2.表示,一、原子核的组成,核子：质子proton中子neutron,A核子数、质量数,Z电荷数、质子数、原子序数,X 相应原子的元素符号,N中子数A-Z,11-1原子核的基本性质,5,3.核素,（1）同位素（isotope),（2）同量异位素(isobar),（3）同质异能素,核素（nuclide):核子组分不同（不同，也不同）的各种原子核的统称,目前已知的元素（包括人工合成的）共107种，而核素却有2300多种,质子数相同而中子数不同的一类核素，在元素周期表中处于相同的位置。,质量数相同而质子数不同的一类核数,质量数和质子数均相同处于

4、不同能级的一类核数,6,二、原子核的质量,原子核的质量通常是通过测量原子的质量来推得原子核的质量。,原子的质量等于原子核的质量加上核外电子的质量减去相当电子全部结合能的数值。但是一般电子组成原子的结合能很小，可以忽略不计。,在原子核物理中，常把12原子质量的1/12作为质量单位即原子质量单位（atmoic mass unit) 记作amu或u,原子核的质量n可以简单地等于原子的a减去核外电子质量me之差,1u=1.6605510-27kg,7,实验测定表明：原子核的质量总小于组成它的核子质量之和，其质量差，即损失了一部分质量:,通常把这部分损失的质量，称为质量亏损(mass defect),质

5、能方程：,两个质子和中子结合成一个4e核时释放的能量为：,为1原子的质量。,这个能量称为原子核的结合能（binding energy),8,2mol个质子(2g)和2mol中子(2g)结合成一个1mol4e核时释放的能量为：,相当于100吨优质煤燃烧时所释放的化学能。因此，原子核的结合能是非常巨大的。,9,三、原子核的大小,通过粒子散射实验，证明原子核的形状近似球形，其半径小于1015m,通过精确测定，原子核的半径同质量数的关系为：,其中R0是一个常数，为1.210-15m,原子核的体积为：,原子核的密度为：,因此，原子核的体积与核子数成正比，而各种原子核密度相同，与核子数无关,10,四、原子

6、核的角动量和磁矩,正如原子中的电子处于运动中一样，原子核中的粒子也处于运动之中，原子和也像陀螺仪一样在旋转着，因而存在着转动角动量，通常称之为原子核的自旋，其自旋角动量为Sn,其中I为表征原子核自旋角动量的量子数，其取值为整数或半整数，当原子核的质量数为偶数时取整数，当为奇数时取半整数。,原子核具有电荷，所以在旋转时，会产生磁矩，这磁矩称为核磁矩：,其中gI称为原子核的g因子，uN是常数，通常称为核磁矩的单位，即磁子,原子核的自旋和磁矩可以从原子光谱的超精细结构，核磁共振等许多实验中测定。,11,五、原子核的稳定性,核子在结合成原子核时要放出大量的结合能，反之，如果想要使原子核内的核子重新分裂

7、出来，需要供给同样多的能量。因此，核子结合过程释放的能量越大，其核就越稳定，（能量越低越稳定），对于不同的原子核其稳定性不相同。,通常用每个原子的平均结合能来反映原子核的稳定程度，即,从图上可得出下列规律：,（）30 时，曲线呈上升趋势，但在为4的整数倍的地方出现了峰值，说明4个核子（个质子和个中子）可构成稳定的原子核。,（）30 时，约为，近似为常数，即原子核的结合能差不多与成正比，说明原子核之间的作用力具有饱和性。,（）曲线中间高，两边低，说明在40120之间的原子核较稳定，其它稳定性较差。,12,由核子构成的原子核，虽然质子间存在静电排斥力，却结合得非常紧密，因此核子间必然存在强大的吸引

8、力，这种使核子紧密结合在一起的力称为核力（unclear force)，,现在某些方面至今还未认识清楚，从目前的理论和实事，可以说明核力具有以下性质：,（）核力与电荷无关,（）核力是短程力,（）核力具有饱和性,因为核力既能把带电的质子束缚在原子核中，也能把不带电的中子束缚在原子核中，促成质子和中子成双成对地结合。,核力的作用范围只有10-15m的数量级。,一个核子所能相互作用的其他核子的最大数目是有限制的。,13,稳定核素（stable nuclide) 原子核的稳定性与核内质子数和中子数的比例有关。 当原子核内引力与排斥力平衡时，原子核稳定，不会自发衰变的核素称为稳定核素。,引力静电排斥力

9、核子（质子和中子统称为核子）之间质子之间,放射性核素 (radionuclide) 原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素。如 99Tcm、131I、32P、90Sr、153Sm、188Re、125I、60Co等。,引力静电排斥力 核子（质子和中子统称为核子）之间质子之间,14,核素中，原子序数很高的重元素，如铀（）、镭（a）等，不稳定的原子核自发地过渡到稳定的原子核的变化过程称为原子核的衰变（nuclear decay)。,质能守恒定律动量守恒定律 电荷守恒定律核子数守恒定律,衰变过程遵守的定律,定义,1.衰变2.衰变3.衰变和内转换,衰变的类型,11

10、-2原子核的衰变,15,一、 衰变,1.定义,.衰变方程,某些原子核，由于核子数过多，在衰变过程中，放出一个 粒子而变成另一种原子核的过程称为衰变（decay）。,衰变能,用代表衰变前的母体原子核，代表衰变后形成的子体原子核,42He,16,由于 衰变过程是不稳定的原子核变成稳定的原子核的自发过程，因此Q0即：,17, 粒子特性, 粒子实质上是He原子核； 衰变发生在原子序数大于82的重元素核素； 在空气中的射程约为-cm，在水中或机体内为0.06-0.16mm； 因其射程短，一张纸即可阻挡； 粒子的电离能力很强。 射线是大量放射性核素进行衰变的产物，是高速的He原子核组成的粒子束流。 对开展

11、体内恶性组织的放射性核素治疗具有潜在的优势。,18,二、衰变,三种形式： 衰变 衰变轨道电子俘获,1.衰变,（1）定义 某些原子核，由于中子数过多，放出一个 粒子和一个中微子而变成另一种原子核的过程称为衰变（ decay）。,（2）条件,(a)中子数过多 (b) 粒子 1e（负电子),np+e-,19,（3）衰变方程,由于是自发过程，因此Q0即：,20,-粒子的特性,- 粒子实质是负电子； 衰变后质量数不变，原子序数加； - 粒子的能量分布从0最大具有连续能谱，穿透力比 粒子大； 电离能量比 粒子弱，能被铝和机体吸收； 通常说的放射性核素就是-放射性核素。 医学中常用32P、3H、14C等 -

12、射线是大量放射性核素进行-衰变的产物。并且其能谱是连续的。 在软组织中的射程仅为几厘米，可用于治疗，如碘治疗甲亢。,21,2. 衰变,（1）定义 某些原子核，由于质子数过多，放出一个粒子和一个反中微子而变成另一种原子核的过程称为衰变（ decay）。,（2）条件,(a)质子数过多 (b) 粒子 1e（正电子),22,（3）衰变方程,由于是自发过程，因此Q0即：,医学中常用11C、13N、15O、15F、52Fe等,23,粒子的特性,粒子实质是正电子； 衰变后子核质量数不变，但质子数减； 也为连续能谱； 射线 是正电子组成的粒子束流，停下来后会与电子发生湮没反应，转化成一对光子。 天然核素不发生

13、衰变，只有人工核素才发生； 应用：PET成像。,24,（1）定义 某些原子核可以俘获一个轨道电子使核内的一个质子转换成中子和一个反中微子的过程称为轨道电子俘获（electron capture)。,（2）条件,质子数过多,3. 轨道电子俘获,标识X射线,Auger 电子,25,（3）衰变方程,轨道电子俘获使原子处于激发态。,如：在电子俘获中，壳层少了一个电子出现空位，当壳层的电子跃迁到壳层填补该空位时就会发射标识射线.,壳层就出现两个空位：一个电子跃迁到壳层，一个发射出原子（俄歇电子）。,26,三、 衰变和内转换,1. 衰变,（1）定义,（2）条件:(a)同质异能跃迁 (b) 粒子 （光电子)

14、,处于激发态的原子核跃迁至稳定的基态，同时放出 粒子的过程.,（3）衰变方程,注： 衰变通常伴随着衰变和衰变,27,2. 内转换,处于激发态的原子核跃迁至稳定的基态时，将其衰减能直接传递给核外壳层电子，使该壳层的电子脱离原子成为自由电子，这种衰变方式称为内转换（internal conversion),由此发射的电子叫内转换电子。内转换主要发生在壳层电子。,注：内转换使原子处于激发态，伴有射线或俄歇电子。,发射 射线和发射内转换电子是原子核从激发态回到基态的两种方式。,内转换电子,28,粒子特性,粒子就是光子，是从原子核内发射出来的电磁波； 衰变后子核质量数和质子数不变；只是能量状态从激发态到

15、了基态。 射线为光子流，不带电，穿透力强，电离能力弱； 射线在真空中速度为30万km/s。 应用：体外成像。,29,一、衰变规律,注:1. N0 为t=0时的核子数; 2.由积分形式可知,核子数N以指数形式随时间减少.,通过精确的实验证明：若在时刻原子核的数目为，经过dt（dt0)时间后，其中有dN个发生了衰变，即,-dN = Ndt,其中: 为核衰变的衰变常数（decay constant),N = N0e-t,微分形式,积分形式,11-3放射性核素的衰变规律,30,二、半衰期和平均寿命,1.半衰期,放射性原子核数目中有一半发生衰变所需要的时间叫做核素的半衰期（half period) 常用

16、表示,31,例：32P的半衰期为14.3天，问经过多长时间后，它变为原来的1/64？,解：,例：131I的半衰期为T天，经过32天后变为N，又经过96天，还剩余（1/4）N，求T。,解：据题意有,32,T、 和都是表示原子核衰变快慢的物理量。,2.平均寿命,放射性原子核的平均生存时间叫做核素的平均寿命（mean lifetime) 常用表示。,(-dN)个核的寿命都是t,总寿命为: (-dN)t = Ntdt,则t=0时的原子数N0的总寿命为：,所以平均寿命为：,33,三、放射性活度（radioactivity）,1.定义,2.公式 （1）微分形式 AdN/dt,（2）积分形式 A=N=N0e

17、-t= A0e-t,（dN/dt）表示时刻单位时间内发生衰变的核数目，称为时刻放射性物质的衰变率，通常称为放射性活度（radioactivity),简称活度常用A表示,3.单位: (1)SI制单位: 1Bq(贝克勒尔)=1核衰变/秒 (2)专用单位: 1Ci(居里)=3.71010 Bq,34,例：将含有放射性钠的溶液注入患者血管，其放射 性活度为 12000 Bq ，30 小时后抽出 1 ml血液，测得其活度为 0.5 Bq ，设钠的半衰期为 15 小时，试估算该患者的总血量。,例： 131I的半衰期为8天，用131I溶液作甲状腺扫描，出厂时间用1ml就够了.问：(1)如果出厂后已在病房储存

18、了16天，作同样扫描需用多少溶液？（2）如果每次注射量不得超过8ml，该溶液出厂后最多能存放多少天？,35,射线通过物质时，都要与物质发生作用。,研究射线与物质的相互作用的基本规律是人们进行射线探测、射线防护、射线分析、射线诊断和治疗等的基础。,11-4射线与物质的相互作用,根据射线与物质相互作用的特性可以分为四类：,.重带电粒子，如粒子,.轻带电粒子,如负电子和正电子,3 .光子组成的射线，如射线和射线,.中性粒子，如中子,36,一、带电粒子与物质的相互作用,带电粒子与物质发生相互作用一般有如下四种方式：,与原子核外电子发生弹性碰撞,与原子核外电子发生非弹性碰撞,与原子核发生非弹性碰撞,与原

19、子核发生弹性碰撞,此外，带电粒子可能进入原子核，引起核反应。,本质上是带电粒子与原子核和核外电子之间的库仑力相互作用。,37,当带电粒子（、）从原子附近经过时，其与核外电子之间的库仑力作用（吸引或排斥），使电子获得一部分能量，若传递给电子的能量足以克服原子核的束缚，而脱离原子核成为自由电子，失去一个自由电子的核带正电荷，两者形成离子对，这种过程称为电离（ionization),.电离和激发（ionization and excitation）,电离和激发是带电粒子与被作用物质的核外电子发生非弹性碰撞的结果,带电粒子,e-,正负离子对,自由电子还可使其它原子发生电离：次级电离。,如果是内层电子被

20、电离时，外层电子就会向内层跃迁，从而会产生标识射线和俄歇电子,38,若入射带电粒子传递给电子的能量较少，不足以使电子脱离原子核而成为自由电子，但可以使电子从低能级状态跃迁到高能级状态，这种过程称为激发（excitation) 这时整个原子处于激发态，不稳定要跃回基态（即退激），从而放出来的能量以光的形式发射出来，即是受激原子的发光现象。,带电粒子,粒子,(退激),39,当带电粒子通过物质时，与原子核外电子发生非弹性碰撞，将一部分能量传给电子，而本身的速度将逐渐减少而损失一部分能量，,带电粒子消耗在原子的电离和激发上的能量，称为电离损失。,带电粒子在物质中通过单位长度路径的电离损失，称为电离损失

21、率。它描述了带电粒子使物质的电离或激发程度。,40,带电粒子：电子、质子、粒子在空气中电离损失率i与其能量E 有关。,(1)电离损失率与自身能量有关,密度大、原子序数高的物质，其核外电子数目多，因而粒子的电离损失率就大。,()不同粒子电离损失差异很大,()电离损失率与被作用物质有关,由于带电粒子的电离作用，在它经过的路径上留下许多离子对，通常把单位长度上产生的离子对的数目，称为电离密度或比电离，记作Ip,带电离子在物质中每形成一对离子的平均消耗的能量，称为平均电离能，记作W 。比电离Ip与电离损失率有如下关系：,实验表明：平均电离能的大小与被作用物质的性质有关，而与入射离子的种类无关。,41,

22、2.韧致辐射,韧致辐射是带电粒子与原子核发生非弹性碰撞的结果。当带电粒子接近原子核，受到原子核电场的作用，产生加速度，速度大小和方向均会发生改变，能量减低，多余的能量以X射线的形式辐射出来，称为韧致辐射。(bremsstrahlung)。,产生机率随带电粒子的能量和物质原子序数增大而增大。,带电粒子,X射线,42,辐射损失率：带电粒子在单位路径上因韧致辐射而损失能量，记做Sr,根据电磁理论，韧致辐射的电磁波的振幅正比于加速度，而加速度和入射带电粒子（设电荷数为z，质量为m）与原子核（设电荷数为Z）之间的库仑力成正比。韧致辐射的强度正比于振幅的平方。有关理论证明，韧致辐射的强度还与带电粒子的能量

23、E成正比。,其中，k为比例常数，n为被作用物质的原子数密度,43,（1）带电粒子的辐射损失率与自身质量的平方成反比，因此，轻带电粒子的辐射损失率要比重带电粒子的大得多。,（2）辐射损失率与被作用物质的原子序数的平方成正比，这一特性对选择阻挡电子束的材料是很重要的。,（3）辐射损失率与带电粒子的能量成正比。这是电离损失率不同之处。当电子能量低时，电离损失占优势；随着电子能量的增高，辐射损失将变得越来越重要.,44,.减弱规律和射程,带电粒子在物质中运动时，不断损失能量，能量耗尽后停留在物质中，此时，粒子被物质吸收了，被作用的物质叫做吸收物质或吸收体（absorber).,当带电粒子束从进入物质到

24、完全被吸收沿入射方向穿过的最大距离称为射线在物质中的射程.,带电粒子的能量损失率与粒子能量和吸收体的性质有关，故射程也与粒子的能量有关， 由此，粒子的能量越高，射程越大；密度大和高Z的物质，射线在其中射程就会越小，或者说，这样的物质对射线的阻止本领大。,45,射程是比较直观地描述射线贯穿能力的物理量,对于重带电粒子和轻带电粒子有很大的差别减弱规律和射程,在人体组织中有Rm=1.22*10-3R,如图为粒子在空气中的平均射程。,如图为电子的强度近似成指数关系衰减。,(mm)(MeV)(铝）,46,二、光子与物质的相互作用,光子既不带电，又无静止质量，因此光子与物质的作用和带电粒子与物质的作用有很

25、大的差别。,光子趋于在一次碰撞中失去大部分或全部能量，不是直接使物质电离或激发，而是通过产生次级电子使物质电离或激发。,对于单色光子束通过物质时，它的强度精确地按指数衰减。,光子与物质的作用方式主要有三种：,光电效应、康普顿散射、电子对效应,此外，还可能发生相干散射(E30MeV),47,光电效应、康普顿散射和电子对效应在物质吸收中的相对重要性,为物质的原子序数,48,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。,X,俄歇e,光电子,K,L,光电效应(photoelec

26、tric effect),49,康普顿效应（ Compton effect）,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，并使之脱离原子轨道成为高速运行的康普顿电子,其余部分能量被散射光子带走。,入射,康普顿e,散射,50,电子对效应（ electron pair production ）,发生在能量足够大的光子：1.02MeV（两个电子的静止质量）； 光子在电场作用下被完全吸收，产生一对正负电子； 光子能量被正、负电 子任意分配带走(超过 1.02MeV，Er转化为正负 电子动能)；,入射,511keV,511keV,e+e-,自由e,51,三、中子与物质的

27、相互作用,中子本身不带电，因此通过物质时与电子发生碰撞的几率很小，主要与原子核相互作用，不是直接使物质电离或激发，而是通过产生次级电子使物质电离或激发。,中子与物质的作用方式只有两种：,.中子与原子核的弹性碰撞（能量较低）,相互作用的本质是核子与核子直接的相互作用。,衰减规律：,.中子与原子核非弹性碰撞（能量较高),中子对机体组织的危害相当大,52,所有由于射线使物质发生的变化，称为辐射效应。,研究清楚辐射效应的作用机制的意义：,2.为放射治疗和人体辐射损伤提供医学诊断和治疗提供可靠的科学依据。,1.对射线进行有效防护。,11-5辐射剂量,53,1.气体电离探测器,3.半导体探测器,2.闪烁探

28、测器,4.热释光剂量计,射线探测器，简称探测器（detector),是指在射线作用下能产生次级效应的器件，而且这种次级效应能被电子仪器检测。,多数探测器是根据射线使物质的原子或分子电离或激发的原理制成，把射线的能量转换为电流或电压等信号以供电子仪器获取。因此，射线探测器也是一种能量转换器件。,据射线在探测器内产生的效应和探测器的工作的介质， 主要可分为四种：,11-6射线探测器,54,一、气体电离探测器,（）电离室,() 盖革计数管,() 正比计数管,气体电离探测器是通过诱导的电离电流和电荷来探测射线。,原理： 通常在密闭的容器中充入一定量的气体，同时在容器中置入两个电极，并在电极上加上电压，

29、使其在两级间形成电场，在正常情况下，气体是绝缘体，在两极之间无电荷移动即无电流或电压。,气体电离探测器包括三个部分：,当有射线时，气体被电离而产生电子和正离子，在电场的作用下，产生定向移动，从而形成电流或电压。,55,1. 电离室,脉冲电离室,电离室的工作电压较低，使得正负电极之间形成的电场仅能收集入射粒子直接电离引起的离子对。,电离室按工作原理分为两类：,电流电离室,可用来测量单个粒子的电离效应即测量单个粒子电离引起的电流或电压。,可用来测量大量粒子的电离效应即测量大量粒子电离引起的电流或电压。,累计电离室是测量相当长时间内大量入射粒子所累积的电荷。,在医学中，常用电流电离来测量射线的强度和

30、辐射剂量。,56,. 正比计数管,正比计数管的正极一般为粗细均匀的金属丝，在它的周围形成一个足够强的电场，当入射粒子直接电离引起的离子对，在强电场的作用下，可以获得比较高的速度或能量，与其它气体分子发生电离（次级电离），同样新的离子对产生次级电离，从而将倍增出大量的离子对。因此收集到的电荷比原电离（射线直接电离）大得多，此种作用称为电荷气体放大作用。但是，正比计数管收集的离子对数目仍然与原电离的成正比，即输出脉冲的幅度与射线的能量成正比。,主要优点：,比电离室在单个电离辐射产生的电信号幅度要大得多。,适用于探测和计数单个电离辐射事件的方式，常用用于射线的强度和能量的测量。,57,3. 盖革计数

31、管,盖革计数管是一种设计有最大放大作用的气体电离探测器，其结构也是正极为细丝，负极通常为圆筒。盖革计数管要求有比正比计数管更强的电场。记录粒子个数。,主要特点：,一次电离事件输出的信号幅度很大，但与射线的能量不再有正比关系，只能测量射线的强度的测量。,当入射粒子直接电离引起的离子对，在强电场的作用下，可以获得足够高的速度或能量，与其它气体分子和阳极碰撞过程会发出大量的紫外光，而紫外光子射到阴极上产生光电效应打出光子，这些光子在电场力的作用下，又引起新的雪崩。从计数管会处于一个自持放电状态。,58,二、闪烁探测器,某些物质在射线的作用下能发光，这些物质称为闪烁体，利用闪烁体制成的射线探测器称为闪

32、烁探测器。,主要特点：,分辨时间短对射线的探测效率高通常用于测定射线的能量,单个粒子在闪烁体中产生的闪光极弱，必须和光电倍增管配合才能将射线的能量转换成电子信号。因此，闪烁体探测器由闪烁体和光电倍增管组成。,核医学中应用最广泛的闪烁体是NaI晶体。,59,三、半导体探测器,主要特点：,具有优良的能量分辨率,与气体中的情况类似，一定能量的入射粒子，在半导体中产生的电子空穴对总数有涨落。但是，由于产生电子空穴对的平均电离能（3eV)远小于在气体中产生离子对的平均电离能（30eV)，因此同样能量的带电粒子，在半导体中产生的电子空穴对比在空气中产生的离子对多得多。,核医学中常应用于同时使用多种放射性核

33、素的示踪研究、放射性药物的纯度检测、荧光分析和中子活化分析等方面。,60,四、热释光剂量计,主要特点：,而发光强度与晶体所受的剂量成正比，因此测量发光的强度就可以推算出剂量，利用该原理就可以制成热释光剂量计。,具有晶格结构的固体，常因含有杂质或晶格缺陷形成一些亚稳态能级。当晶体受到射线照射时，电子获得足够的能量，就可能跃迁到这些亚稳态能级上被束缚起来，有大约的射线能量可以存储在晶体内部。当晶体被加热时，这些束缚在亚稳态能级上的电子通过热运动获得能量到达不稳定的激发态能级上，立即跃迁回基能级而发射蓝绿色的可见光，这个现象称为热释光现象（thermoluminescene),通常用于测量射线、射线

34、及较高能量的射线的吸收剂量。,热释光剂量元件一经加热，其内部存储的辐照信息随即消失，因而是一种可反复使用的测量元件。,61,一、放射治疗,三、射线分析,二、射线成像,放射治疗是治疗肿瘤的一种有效方法。,主要是高比电离的粒子对癌细胞有很大的杀伤力。60Co,利用放射性核素作为示踪剂，从不同角度获得数据，通过计算机建立图像。,如利用中子活化分析技术对患者的血、尿液和组织样品作常规分析。利用离子散射技术对牙和骨表面层微量元素及其随深度分布情况等的分析。,11-7原子核技术在医学中的应用,62,四、放射性药物用于诊断,1.临床诊断 主要是脏器的显像与功能检查方面，其基本原理为放射性核素的示踪作用。,2

35、.对放射性药物的要求,当用某种特定的放射性核素标记的放射性药物进入人体某种脏器后，其所发射的射线能穿出体外，通过显像仪器可观察放射性核素在人体脏器中的分布情况，以诊断脏器的病变情况。还可以测量在脏器中或血管中药物浓度随时间的变化，以检查病人的脏器功能。,对核素的要求除了寿命短，还要射线的能量较低，一般以100300千电子伏为宜。,63,3.诊断的依据,（1）正常脏器有选择性地浓集某种放射性药物的能力，而病变组织的浓集能力很差，于是在显像仪器图上所观察到的放射性缺损区即为病变区。,（2）脏器发生病变后，对放射性药物的浓集和清除速度也将发生变化，即代谢能力的变化，从而影响到标记物在血、尿或粪便中的动态过程。,五、放射性药物用于治疗,放射性药物在治疗方面，主要是利用射线对肌体组织的生物效应、抑制和破坏病变组织，如抑制肿瘤细胞的生长和扩散来达到治疗的目的,64,（1）外照射：,（2）内照射：,放射性药物用于治疗的两种方法,利用 的 射线从体外照射，可治疗体内和浅表的肿瘤，用 制成膏状的敷贴剂，贴在病变处，利用射线，可治疗体表疾病。,使某种放射性药物浓集到病变处。,65,六、 神奇的粒子手术刀,几种有用的粒子刀： 射线刀、电子束刀、 射线刀,一、 刀,1. 刀的发明和使用,指用射线作为“手术刀”来“切除”肿瘤尤其人体脑肿瘤。与X射线相比， 光子的能量比x光