核技术应用课件
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最新第六章 核技术在医学领域中的应用_图文PPT课件
68Ga 67.629 511（≤178.2） 68Zn（p，n）；68Ge（EC）
82Rb 1.273 511（≤190.94） 85Rb（p，4n）；82Sr（EC）
2021/3/16
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
19
二、治疗用放射性核素
适合于治疗的放射性核素应满足下列条件： 只发射α、β、俄歇电子，或仅伴随发射少量弱γ射线； 半衰期为数小时至数十天； 衰变产物为稳定核素； 可获得高比活度的放射性制剂。
2021/3/16
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
24
（二）心肌乏氧显像剂
心肌因供血不足，致使部分心肌 处于乏氧状态；若得不到及时治疗， 就可能坏死。目前，采用溶栓、血 管成形或再造技术等临床手段可降 低死亡率，改善预后。
2021/3/16
心 脏 搭 桥 手 术
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
72.91 h EC
167.43（10.0）
Hg（d，x）； 203Tl（p，3n）； 201Pb（EC）
2021/3/16
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
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一、诊断用放射性核素
适合于PET显像的常用放射性核素及其生产方法
核素
T1/2 （min）
主要射线能量 （keV）
生产方式
11C 20.39 511（≤199.52） 14N（p，α）；10B（d，n）
2021/3/16
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
14
第二节 医用放射性核素
诊断用放射性核素 治疗用放射性核素
2021/3/16
核技术应用概论——核技术在医学领域中的应用
核技术应用案例分析PPT文档55页
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。—律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
小学教育ppt课件教案核能与科学研究核技术在科研中的应用
外照射治疗
利用放射源产生的辐射能 量，从体外对肿瘤进行照 射，适用于深部肿瘤的治 疗。
医学影像学中核技术应用
单光子发射计算机断层扫描（SPECT）
利用单光子发射同位素标记的生物分子，在人体内进行断层扫描成像，用于诊断心血管疾 病、神经系统疾病等。
核医学影像学
结合放射性同位素示踪技术和医学影像学方法，对疾病进行早期诊断、治疗和预后评估。
。
03 典型案例分析：核技术在医学领域应用
CHAPTER
放射性同位素在医学诊断中作用
1 2
放射性同位素示踪技术
利用放射性同位素标记药物或生物分子，追踪其 在生物体内的代谢和分布，为医学诊断提供依据 。
放射性同位素扫描
通过检测放射性同位素在人体内的分布情况，生 成图像，用于诊断肿瘤、心血管疾病等。
未来发展趋势预测
小型化、模块化
未来核能技术将朝着小型化、模块化的方向发展 ，提高核能系统的灵活性和可扩展性。
高效、清洁
随着技术的进步，未来核能系统将更加高效、清 洁，提高能源利用效率和减少对环境的影响。
多领域应用
除了传统的电力领域，未来核能技术将在更多领 域得到应用，如供热、海水淡化、航天等。
提高公众对核能科技认知水平
辐射加工技术优势
与传统的化学加工方法相比，辐射加工技术具有无污染、无残留、高效节能等 优点。同时，辐射加工技术还可以实现常温常压下的加工处理，避免了高温高 压等极端条件对物质性质的影响。
工业安全监控中核技术应用
辐射监测技术
利用放射性同位素或加速器产生的射线对工业环境中的放射性物质进行实时监测 ，可以及时发现潜在的辐射危害，保障工业安全。
01
加强科普宣传
通过科普讲座、展览、宣传册等多种形式，向公众普及核能科技知识，
核能、核技术利用与环境保护PPT课件
一、核能与核技术利用现状
放射源的应用始于1901年，不过，直到1940年的近40年的时间 内，主要局限于镭源的医疗应用。40年代后，密封源的种类以 及数量不断增长，应用领域也迅速拓宽。时至今日，放射源已 广泛地应用于医疗、研究、工农业以及一些消费品中。除了在 工业射线照相和一些辐照器中使用的组合源的体积较大外（还 有一些特殊的应用，如避雷针），大多数放射源的尺寸都很小。 通常用作辐照器的密封源含有60Co和137Cs、中子源含有241Am等。 密封源的应用行业和企业包括：核设施、辐照中心、科研院校、 医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与 桥梁建设、机械制造与安装、建材（尤其是水泥厂）、纺织、 卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制 造、电影制片、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯 生产等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
甘肃省核与辐射安全局工作职能 负责辖区内各类伴有辐射的建设项目、设施的环境日 常监督与管理以及物件的申请登记与建档；负责对一 切伴有辐射的项目和活动导致的环境影响的日常监测； 负责辐射环境水平的常规监测和污染源的监督监测； 编制年度辐射环境质量报告书；负责辐射污染事故污 染状况监测，辐射环境事故应急响应中的应急监测， 参与事故的调查处理，及事故后的环境恢复监督监测， 参与解决因辐射污染引起的民事纠纷；负责城市放射 性废物库的管理和运行；负责核技术应用设施及辐射 项目退役和退役后的监督管理与监测；开展辐射项目 环境影响评价；开展辐射环境领域的科研及辐射环境 保护的宣传与教育工作等。
二、核能、核技术利用与环境保 护
核能与核技术利用的广泛应用，给人类带来巨大利益的同 时，也存在巨大的安全隐患和环境问题。1979年美国三哩 岛核电站泄露事故、1986年苏联切尔诺贝利核电爆炸事故、 2011年日本福岛核电泄露事故造成了人员伤亡和严重的环 境污染，核与辐射安全和环境保护问题引起全球的关注与 重视。
核技术利用基础PPT课件
常用的放射性核素有3H、14C、58Co、60Co、 63Ni等
常用β源
6
3.低能光子源
利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或 利用β辐射体与靶物质产生的韧致辐射制成 的源统称为低能光子源。
低能光子源主要用于厚度计、密度计、X射线荧 光分析仪等仪表。
发射低能光子的放射性核素有55Fe、57Co、 125I、238Pu、241Am、244Cm等。
• 能量分辨率——探测器对相近能量的分辨能力 • 能量响应——辐射剂量（uSv/h）相同，但能量不
同时，仪器读数显示的差异 • 30KeV ～2MeV≤±15%（相对137Cs）
2MeV ～7MeV≤±30%（相对137Cs） • 响应时间——能精确给出粒子到达时间的能力 • 线性响应——探测器给出的信息在一定范围内与
RL 负载电阻
22
离子和电子在外加电场中的漂移
离子和电子除了与作热运动的气体分 子碰撞而杂乱运动和因空间分布不均匀造 成的扩散运动外，还有由于外加电场的作 用沿电场方向定向漂移。
这种运动称为“漂移运动”，定向运 动的速度为“漂移速度”。它是形成输出 信号的基本过程。
23
工作气体：
气体探测器的工作介质为气体，工作 气体充满电离室内部空间；
4
核技术利用放射源分类
密封源——密封在包壳里或紧密地固结在覆盖层 里并呈固体形态的放射性物质。
1.α放射源
α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器、 放射性避雷器等离子发生器。 常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、 241Am、235U、238U等
5
2.β放射源
β放射源主要用于β活度测量、 β能量响应刻 度时的参考源和工作源、放射性测厚仪、皮 科敷贴器、气相色谱仪的电子捕集器等。
常用β源
6
3.低能光子源
利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或 利用β辐射体与靶物质产生的韧致辐射制成 的源统称为低能光子源。
低能光子源主要用于厚度计、密度计、X射线荧 光分析仪等仪表。
发射低能光子的放射性核素有55Fe、57Co、 125I、238Pu、241Am、244Cm等。
• 能量分辨率——探测器对相近能量的分辨能力 • 能量响应——辐射剂量（uSv/h）相同，但能量不
同时，仪器读数显示的差异 • 30KeV ～2MeV≤±15%（相对137Cs）
2MeV ～7MeV≤±30%（相对137Cs） • 响应时间——能精确给出粒子到达时间的能力 • 线性响应——探测器给出的信息在一定范围内与
RL 负载电阻
22
离子和电子在外加电场中的漂移
离子和电子除了与作热运动的气体分 子碰撞而杂乱运动和因空间分布不均匀造 成的扩散运动外，还有由于外加电场的作 用沿电场方向定向漂移。
这种运动称为“漂移运动”，定向运 动的速度为“漂移速度”。它是形成输出 信号的基本过程。
23
工作气体：
气体探测器的工作介质为气体，工作 气体充满电离室内部空间；
4
核技术利用放射源分类
密封源——密封在包壳里或紧密地固结在覆盖层 里并呈固体形态的放射性物质。
1.α放射源
α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器、 放射性避雷器等离子发生器。 常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、 241Am、235U、238U等
5
2.β放射源
β放射源主要用于β活度测量、 β能量响应刻 度时的参考源和工作源、放射性测厚仪、皮 科敷贴器、气相色谱仪的电子捕集器等。
核技术在当今社会的广泛应用PPT课件
• 核粒子： 中子、 射线、 粒子、粒子、正电子、质子、 以及加速器出射的其它粒子。
• 相互作用：主要是电磁作用 ，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设 备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
17
3 核分析分类
10
放射性示踪法的特点
• 灵敏度高 可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨 不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段 微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件 不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
13
核分析与核检测技术
• 定义： 核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
测 和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类： 活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
14
核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点： 灵敏度高 准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构 可多元素同时分析 易于自动化和原距离控制
15
1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。 许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂 质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物 理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质 浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些 分析方法同样也适用其它领域。
第5章 核技术在当今社会的广泛应用
• 相互作用：主要是电磁作用 ，以及核力作用。 • 核分析方法大量出现、发展和广泛应用起始于上世纪60年
代。加速器和反应堆等大型仪器设备从核物理实验专用设 备“解放”出来，有条件用于应用方面的研究。
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3 核分析分类
10
放射性示踪法的特点
• 灵敏度高 可探测<1 nCi, 10-1410-13 g 化学分析只能达到10-9 g
• 测量简便、易分辨 不受非放杂质干扰，活体研究，体外测量
• 提供原子、分子水平的研究手段 微观作用机理、动态变化过程
• 合乎生理条件 不扰乱体内生理过程的平衡状态
• 能定量定位：组织器官、细胞、亚细胞水平
13
核分析与核检测技术
• 定义： 核分析方法是利用中子，光子和带电粒子与物质
测 和研究物质的成分和结构的方法。
• 分类： 活化分析(Activation Analysis) 离子束分析(Ion Beam Analysis) 核效应分析(Nuclear Effect Analysis)
14
核分析与核检测技术
• 核分析技术的优点和特点： 灵敏度高 准确度好，误差小，不破坏样品的宏观结构 可多元素同时分析 易于自动化和原距离控制
15
1 核分析特点
• 在近代科学的发展中，人们十分重视材料的研究和发展。 许多材料的重要的物理性能和化学性能与材料中的痕量杂 质元素、晶体的缺陷和微观结构有关。人们发展了许多物 理的和化学的分析方法，对元素成分、物质结构以及杂质 浓度体分布和表面层的形貌特征等进行测量和表征。这些 分析方法同样也适用其它领域。
第5章 核技术在当今社会的广泛应用
核技术应用及进展共58页PPT
谢谢
1能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
核技术应用及进展
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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正电子湮灭
➢正电子湮灭前在人体 组织内行进1-3mm
➢湮灭作用产生: ➢能量（光子是 511KeV） ➢动量
同时产生互成180度的 511 keV的伽玛光子。
PET
➢ PET。正电子发射计算机 断层扫描（Positron Emission Computerized Tomography,简称PECT或 PET）是目前最先进的医 疗诊断设备。
核技术应用
核 科 学 技 术 的 组 成 和 应 用 范 围
中国第一颗原子弹爆炸烟云
核物理和 放射化学 等基础研 究。
优化的EDTMP结构
我国的10MeV直线感应加速器
核技术的应用领域
环境污染 治理和分 析检测
环境
军事
核医学
核技术诊断与辐照治疗
科学研究
核技术
辐射育种、辐射不
农业
育防治虫害和同的浓度 测定文物、化石、煤 炭等的年代。
检测 与分 析, 辐射 加工
➢核医学 ➢核农学 ➢环境 ➢考古 。。。。
核医学
➢什么是核医学？
➢核医学是一门利用与研究放射性核素诊断与治 疗疾病并探索其机制与理论的医学学科。
➢核医学包括基础研究和临床应用两个部分， 他们的发展又与核药学及核仪器的发展密 切相关。
➢γ刀 ➢X 刀
硼中子俘获疗法
➢将中子俘获截面大的核素引入亲肿瘤药物， 注射到或服入肿瘤患者体内，待药物富集于 肿瘤组织后，用中子束照射肿瘤部位引起中 子俘获反应，核反应产生的次级辐射及反冲 核对肿瘤细胞起杀伤作用，这种治疗癌症的 方法称为中子俘获疗法。以10B作为靶核素的 中子俘获治疗特称为硼中子俘获疗法（BNCT ，Boron Neutron Capture Therapy)
➢ 1932年英国剑桥大学Cavendish实验室通过试验证明中子 撞击10B将引起蜕变反应，释放α射线和γ射线；
➢ 1936年，由Locher首次提出用中子俘获治疗（neutron capture therapy，NCT）方法治疗肿瘤的设想。此后，许 多国家的科学家进行了一系列的细胞和动物实验；
➢ 总体来说，无论在国内还是国外，BNCT已经成为癌症治疗 的研究热门；
BNCT的基本原理
➢将含有硼-10的肿瘤药物注射到癌症患者体 内，待药物富集于肿瘤组织后，用中子束 照射肿瘤部位，引起强烈的中子俘获反应 ，用它所产生的次级辐射及反冲粒子去杀 死癌细胞
➢ 为加强国际合作与交流，1984年NCT国际协作组织成立
➢ 此后，日本、美国、荷兰、英国、芬兰、澳大利亚和德国 等国制定了BNCT中长期发展计划，主要集中在脑胶质细胞 瘤的治疗上；
➢ 20世纪90年代后，日本的皮肤病专家Mishima开始了BNCT 在恶性黑色素瘤治疗方面的研究；
➢ 意大利、我国台湾省正在研究BNCT治疗肝癌的技术，特别 是意大利，已有成功试治的的先例。
➢ 二十世纪50年代初，美国Brookhaven国家实验室进行首次 临床治疗试验。之后，麻省理工学院也进行了大量的人体 临床试验，但副作用严重，治疗结果不够理想；
➢ 日本学者Hatanaka自1968年以来，一直坚持BNCT的临床研 究，研究表明：利用BNCT治疗脑胶质细胞瘤的生存率比传 统的手术、放疗和化疗要高，这再度刺激了NCT的复兴；
在世界的许多大学、研究机构和企业集团，都可以听到核磁 共振这个名词，包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且 它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、 环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。
在中国，其应用主要在基础研究方面，企业和商业应用普及 率不高，主要原因是产品开发不够、使用成本较高。但在石 油化工、医疗诊断方法应用较多。
放射性治疗
➢放射治疗简称放疗，使利用各种射线治疗 恶性肿瘤的一种局部治疗技术。
➢所有细胞都要生长和分裂，但是癌细胞的生长 和分裂比他们周围的正常细胞都要快。放射疗 法采用特殊设备产生的高剂量射线照射癌变的 组织，杀死或破坏癌细胞，抑制他们的生长、 繁殖和扩散。虽然一些正常细胞也会受到一定 程度的破坏或损伤，但大多数都能自行修复。
γ照相机(Anger照相机)
γ相机结构
➢相机准直器（Collimator） ➢闪烁探测器（NaI晶体） ➢光电倍增管(PMT) ➢位置电路 ➢数据分析计算机
探头周围铅屏蔽 NaI 晶体
光电倍增管
准直器固 定结构
准直器孔
SPECT
➢ SPECT（Single Photon Emission Computerized Tomography）是单光子发 射计算机断层照相的简称， 它以γ发射体为成像对象， 其探测光子的原理和γ照 相机相同。它是在γ照相 机的基础上发展起来的。
NMR成像技术
激发单元
显示单元
磁体
接收单元
计算机
人体的核磁共 振成像仪示意 框图
用核磁共振层析“拍摄”的脑截面图 象
核磁共振成像的优点是：射频电磁波对人体无害，可
获得内脏器官的功能状态、生理状态以及病变状态的
情况等。
MRI is used for imaging of all organs in the body.
浓 聚 ，
头
PET-CT
隐匿 性上
颈 部
CT
腭癌
定、
单机同时具备CT和PET,便于图像融合
核磁共振技术及其应用
核磁共振适合于液体、固体。如今的高分辨技术，还将核磁 用于了半固体及微量样品的研究。核磁谱图已经从过去的一 维谱图（1D）发展到如今的二维（2D）、三维（3D）甚至四 维（4D）谱图，陈旧的实验方法被放弃，新的实验方法迅速 发展，它们将分子结构和分子间的关系表现得更加清晰。
目前使用的核医学仪器设备
➢X光机。 ➢X—CT。 ➢E－CT（ γ照相机，SPECT和PET ） ➢核磁共振成像机 ➢γ刀 ➢X刀 。。。。。。 ➢redong
INx I dINIdx
I(x)I0eNx
X光机成像
X－CT成像
右后叶肝癌
➢γ照相机 ➢SPECT ➢PET
E－CT
γ相机
➢为什么癌细胞会被检测出来呢？
PET-CT融合示意图
CT 图 像
何 处 有 病
灶？
PET-CT融合示意图
PE T 图 像
病 灶 在 何 处？
PET-CT融合示意图
PETCT图 像融 合
病灶 原来 在这 里
PET
MR
位 于 右
上 腭 。
及 鼻 咽 镜 检 未 见 异 常 。
图 像 有 放 射 性