第一篇核医学核物理基础
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第一章核物理基础第一节基本概念一、原子结构原子是构成物体的微小单位,其大小为10-10m数量级,原子的中心是带正电的原子核,其大小是原子的万分之一,为10-14m数量级;核的周围是带负电的电子在绕核运动,每个电子所带电荷量为e=1.60219×10-19C。
原子核由不同数目的质子和中子组成,质子带正电荷e,中子不带电,质子和中子统称为核子。
原子序数:任何原子的核外电子数,统称为原子的原子序数。
由于原子是电中性,核内质子数必然等于核外电子数,因此原子序数同时表示了核外电子数、核内质子数和核电荷数。
核素:具有确定质子数和中子数的原子总体称为核素。
目前已知的核素有2000多种。
元素:具有相同原子序数(质子数)的原子总体称为元素。
到目前为止,天然和人工合成的元素有109种,组成元素周期表。
同位素:质子数相同而中子数不同的核素,在元素周期表中处于同一位置,故互称同位素。
原子的符号表示:AZX,X是元素符号,Z是原子序数,A是原子的质量数(原子量),也是原子核内的核子数。
例:11H、21H、31H、22688Ra、9943Tc量子力学揭示:核外电子的运动状态由主量子数n,轨道角动量量子数l,轨道方向量子数m l 和自旋量子数m s决定。
根据泡利不相容原理,在原子中不能有两个电子处于同一状态,即不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
在一个原子中具有相同n量子数的电子构成一个壳层,n=1、2、3、4、5、6、7的各层分别被称为K、L、M、N、O、P、Q层;在一个壳层内,具有相同l量子数的电子构成一个次壳层,l=0、1、2、3、4、5、6的各次壳层分别用符号s、p、d、f、g、h、i 表示。
二、原子、原子核能级电子在原子核的库仑场中所具有的势能主要由主量子数n和轨道角动量量子数l决定,并随n、l的增大而升高。
零势能规定:习惯上规定当电子与核相距无穷远时,电子所具有的势能为零。
因此,当电子填充核外某一个壳层时,其势能为负值。
核医学第1章:核医学物理基础1.1 核能的基本概念核能是指核物质中原子核所具有的能量。
根据爱因斯坦的质量能等价原理,原子核的质量与能量可以相互转化。
因此,核能也可以理解为原子核质量的变化所产生的能量。
1.2 放射性与放射线放射性是指原子核发生变化而自发地释放出射线(如α、β、γ等)的现象。
放射性物质可以通过衰变到达稳定状态,其半衰期长短不同。
放射线是指放射性核子发生衰变后放出的电磁波和次级粒子。
1.3 α、β、γ射线的特性α射线的质量比较大,能量相对较低,电离能力强,但穿透力较弱,只能被轻质材料遮蔽。
β射线的穿透力较强,电离能力比α弱,可以被金属遮蔽。
γ射线的能量远高于α、β射线,穿透力强,电离能力弱,需要厚密的屏蔽材料。
1.4 核衰变的本质核衰变是指放射性物质中原子核发生自发的转化,通过放出α、β、γ射线等辐射释放能量,从而达到稳定状态的过程。
核衰变与放射性同义,是放射性物质的特征之一。
1.5 核反应的基本概念核反应是指核子相互作用,经过核转化而形成新的原子核的过程。
通常用粒子表示法或核反应方程式来描述核反应。
在核反应中,可能伴随着放出射线或吸收射线,释放出能量。
1.6 核反应堆的基本原理核反应堆是利用核裂变或核聚变反应产生的热能转化成电能的装置。
核反应堆的核心是燃料区,通过控制反应堆中的裂变或聚变过程,可以控制反应堆的输出功率和运行状态。
1.7 核医学应用的主要方法核医学应用是指利用放射性核素的特殊性质,通过各种技术手段进行检测、治疗或研究生命过程的方法。
常用的核医学方法有放射性同位素扫描、放射性同位素治疗、放射性同位素标记技术等。
1.8 核医学的危害与防护核医学应用中,放射性物质有一定的辐射危害,如果安全操作不当可能会对人体造成伤害。
因此,核医学应用过程中需要加强防护措施,包括使用防护材料、佩戴防护设备、掌握操作技能等,以最大程度保障操作人员和患者的安全。
1.9以上为核医学第1章:核医学物理基础的相关内容,通过本章的学习可以初步了解核能、放射性、核衰变、核反应堆、核医学应用等方面的知识。
核医学知识点总结绪论+第一章核物理知识1、湮灭辐射:18F、11C、13N、15O等正电子核素在衰变过程中发射(产生)正电子,正电子与原子核周围的轨道电子(负电子)发生结合,同时释放两个能量相等方向相反的γ光子(511kev),这种现象就叫正电子湮灭辐射现象。
2、物理半衰期(T1/2):指放射性核素数目因衰变减少到原来的一半所需的时间,如131碘的半衰期是8.04天。
3、临床核医学:是将核技术应用于临床领域的学科,是用利用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学研究的学科。
4、核素:指具有特定的质子数、中子数及特定能态的一类原子。
5、放射性衰变的定义:放射性核素的原子由于核内结构或能级调整,自发的释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程。
6、放射性活度:表示单位时间内原子核的衰变数量:单位为Ci(居里),1Ci=3.7x1010Bq7、放射性核素发射器:从长半衰期的母体分离短半衰期的子体的装置,又称为“母牛”。
8、个人剂量监测仪:是从事放射性工作人员用来测量个人接受外照射剂量的仪器,射线探测器部分体积较小,可佩戴在身体的适当部位。
9、放射性核素示踪原理:是以放射性核素或其标记化合物作为示踪剂,应用射线探测仪器来检测其行踪,借此研究示踪剂在生物体内的分布代谢及其变化规律的技术。
10、阳性显像(positive imaging)是以病灶对显像剂摄取增高为异常的显像方法。
由于病灶放射性高于正常脏器、组织,故又称“热区”显像(hot spot imaging)如放射免疫显像、急性心肌梗死灶显像、肝血管瘤血池显像等。
11阴性显像(negative imaging)是以病灶对显像剂摄取减低为异常的显像方法。
正常的脏器、组织因摄取显像剂而显影,其中的病变组织因失去正常功能不能摄取显像剂或摄取减少而呈现放射性缺损或减低,故又称“冷区”显像(cold spot imaging)12放射性药物:含有放射性核素,用于临床诊断或治疗的药物。