ThePhysicsofRadiology-chapter6-1 放射物理 英文版 教学课件

放射物理学考试知识点放射物理学是一门研究电离辐射与物质相互作用规律以及相关应用的学科，在医学、工业、科研等领域都有着重要的地位。

对于即将参加放射物理学考试的同学来说，掌握以下知识点至关重要。

一、电离辐射的基本概念电离辐射是指能够引起物质电离的辐射，包括电磁辐射（如 X 射线、γ 射线）和粒子辐射（如α粒子、β粒子、中子等）。

了解电离辐射的特性，如能量、波长、频率等，是理解其与物质相互作用的基础。

电离辐射的剂量学量是衡量辐射对物质作用程度的重要参数。

常见的剂量学量包括吸收剂量、当量剂量和有效剂量。

吸收剂量是单位质量物质吸收的电离辐射能量，单位为戈瑞（Gy）。

当量剂量则考虑了不同类型辐射的生物效应差异，通过乘以相应的辐射权重因子得到，单位也是戈瑞。

有效剂量则进一步考虑了不同器官或组织对辐射的敏感性差异，通过乘以相应的组织权重因子得到，用于评估辐射对人体产生的总的健康危害，单位为希沃特（Sv）。

二、射线与物质的相互作用射线与物质相互作用的方式主要有光电效应、康普顿效应和电子对效应。

光电效应是指光子与物质原子的内层电子作用，将其全部能量转移给电子，使其脱离原子成为光电子。

此效应在低能光子与高原子序数物质相互作用时较为显著。

康普顿效应是指光子与物质原子的外层电子发生弹性碰撞，光子将部分能量转移给电子，自身改变方向并损失能量。

这是 X 射线与物质相互作用的主要方式。

电子对效应是指当光子能量大于 102 MeV 时，在原子核场的作用下转化为一个正电子和一个负电子。

这种效应在高能光子与物质相互作用时发生。

三、辐射源的种类和特点常见的辐射源包括放射性核素源、X 射线机和加速器。

放射性核素源如钴-60，能自发地发射γ射线。

其特点是能量单一、半衰期固定，常用于远距离治疗。

X 射线机通过高速电子撞击金属靶产生 X 射线。

其能量可调，但强度相对较低，常用于诊断和浅层治疗。

加速器如直线加速器，能产生高能电子束和 X 射线，能量高、剂量率大，适用于深部肿瘤的治疗。

第三章放射治疗物理学基础放射治疗物理是研究放射治疗设备、技术、剂量测量及剂量学、治疗计划设计、质量保证和质量控制、模室技术、特殊放射治疗方法学及学科前沿的新技术、新业务的分支学科,它必须直接为放射治疗临床服务。

放射物理学对推动放疗专业的发展都起着举足轻重的作用，一个医院的放疗科，如果没有一个强有力的放射物理人才和设备技术的合理配置，要走在本专业学科发展的前沿是不可能的。

放射治疗设备、质量保证和质量控制、模室技术等内容将有专门的章节进行介绍，本章就核物理基础知识、放射治疗剂量学和剂量测量等作一介绍。

第一节原子结构和核衰变自然界中的所有物质都由分子和原子构成。

分子保持着物质的基本属性和化学性质,分子由原子组成,目前己知的原子(也称元素)有109种,原子又有着它自己的结构。

了解原子的结构对于我们认识放射线的产生及其与物质的相互作用是十分必要的．因为这些过程都发生在原子的范围内。

一、原子结构原子由原子核和核外电子组成。

原子的中心是带正电荷的原子核，核外是带有等量负电荷的电子，这些电子沿着一定的轨道绕着原子核高速旋转。

早在1913年英国物理学家卢瑟福用散射实验证实原子的结构类似太阳系。

带负电的电子围绕带正电的原子核转动，正像行星绕着太阳旋转一样（图3-1－1）。

原子是很小的结构，其直径约为10－8cm。

图3-1－1 原子模型原子核由质子和中子组成，都是基本粒子，统称核子。

它们数目的总和就是原子量。

原子核小而紧密，其直径约为10－14cm，但集中了几乎整个原子的质量。

1961年后，国际上统一用12C原子量的1/12作为原子质量单位，其符号为amu。

原子质量和原子质量数是不同的概念，前者是指原子的实际质量，后者则是指原子核中核子的总数。

原子核内的电荷与周围电子的总电荷相等（核内质子数等于核外的电子数），故整个原子显中性。

电子或质子的数目，即门捷列夫元素周期表中所列的顺序数，称为原子序数。

标记方法：A Z X，X代表元素符号；A 为原子的质量数，即核内质子和中子总数；Z为原子序数，即核内质子数，显然，核内中子数应等于A—Z。