放射性衰变基本知识PPT课件
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放射性衰变基本知识(共32张PPT)
〔二〕康普顿效应(Compton effect)：
当光子的能量远大于壳层电子的 结合能时，γ光子将其局部能量传给被 作用物质原子核的核外电子，使其脱离 原子核的束缚成为自由电子，这个自由 电子称为康普顿电子，γ射线失去局部 能量改变运动方向射出，称为康普顿散 射光子，这个过程称为康普顿效应。
(三)电子对生成效应(pair production)： 能量超过1.02Mev的γ射线与物质相
半衰期和其出厂到使用时的间隔时间〔t〕计 比方125I(碘)衰变式如下：
(三) 湮没辐射：β+与物质相互作用会受到原子核电场的吸引，正负电子结合成为一对能量各为0.
算出使用时的放射性活度。 一、衰变规律：对大量放射性核的群体进行研究，发现其衰变遵循一种普遍的衰减规律，即各种放射性核的群体〔样品〕其总的放射性核的数目
二、衰变类型
(一)α衰变(alpha decay)：指母核放出一 个α粒子〔氦原子核〕的过程。
比方226Ra(镭)衰变式如下：
226Ra→222Rn+α+4.86Mev
α粒子的质量大且带电荷，故射程短，穿透 力弱，在空气中只能穿透几厘米，一张纸就可 屏蔽，因而不适合作核医学显像用。但α粒子 对局部的电离作用强，对开展体内恶性组织的 放射性核素治疗具有潜在的优势。
射线通过低原子序数物质时以康普顿效 应为主；而高能γ射线通过高原子序数 物质时以电子对生成效应为主。
γ射线与物质相互作用产生的光 电子、康普顿电子、生成电子对等次 级电子可以进一步引起物质的电离和 激发。
三、中子与物质的相互作用
〔一〕弹性散射〔碰撞〕：中子将一局部能 量传给被碰撞的原子核，使其脱离电子层而 运动形成反冲核，反称为弹性散射。实验说明： 中子与其质量相近的原子核碰撞时损失的能 量最多〔如氢核〕，所以，中子易于被含氢 多的物质如水、石蜡等减速吸收，这在中子 防护上具有重要意义。
放射性元素的衰变 课件
发生衰变所需的时间．
(2)决定因素 放射性元素衰变的快慢是由 核内部自身
的因素决
定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的 放射性元素，半衰期 不同 ．
(3)应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、 推断时间． 2．思考判断 (1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√) (2)半 衰期是放射性元 素的大量原子核 衰变的统计规 律．(√) (3)半衰期可以通过人工进行控制．(×)
2．α 衰变的实质是原子核中的 2 个质子和 2 个中子结合 在一起发射出来的，α 衰变方程为：AZX→AZ－－24Y＋24He，实质是： 211H＋201n→42He.
3．β 衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和 电子，放出高速电子流，β 衰变的方程为：AZX→Z＋A1Y＋－10e， 实质是：10n→11H＋－10 e.
放射性元素的衰变
原子核的衰变
1.基本知识 (1)定义 原子核放出 α粒子 或 β粒子 ，则核电荷数变了， 变成另一种 原子核 ，这种变化称为原子核的衰变．
(2)衰变分类
放出 α 粒子的衰变叫 α衰变
叫 β衰变
．
．放出 β 粒子的衰变
(3)衰变方程
29328U→29304Th＋ 42He
29304Th→29314Pa＋ －01e.
3．探究交流 某放射性元素的半衰期为 4 天，若有 100 个这样的原子 核，经过 4 天后还剩 50 个，这种说法对吗？ 【提示】 半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所 遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况， 因此，经过 4 天后，100 个原子核有多少发生衰变是不能确 定的，所以这种说法不对.
.
(4)衰变规律
第五讲 放射性 衰变1
穿透能力弱，一张薄薄的铝箔或一张纸，都能把它挡住； β射线是带负电的电子流，它的速度很快 ，穿透力较强，在空气中可
以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了； γ射线本质上是一种波长极短的电磁波，穿透力极强，能穿过厚的混
凝土和铅板。
3.衰变方程举例： (1)α 衰变：23982U→23940Th＋42He (2)β 衰变：23940Th→23941Pa＋－01e.
m
m
A. 4
B. 8
答案 C
m C.16
m D.32
四、放射性的应用： 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作
用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性. 1、利用射线的特性 ①α射线：α射线带电量较大，利用其能量大、电离作用强的特性可 制成静电消除器等。 ②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后 的衰减程度来测量薄物的厚度或密度。 ③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以 用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
答案 B 【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一 张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是 伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．故B 不正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电 子，来源于原子核，故D正确。
【例 2】 原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th，
二、衰变：
1.放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕 变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变。
2.衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α 衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或 β射线产生的。
以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了； γ射线本质上是一种波长极短的电磁波，穿透力极强，能穿过厚的混
凝土和铅板。
3.衰变方程举例： (1)α 衰变：23982U→23940Th＋42He (2)β 衰变：23940Th→23941Pa＋－01e.
m
m
A. 4
B. 8
答案 C
m C.16
m D.32
四、放射性的应用： 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作
用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性. 1、利用射线的特性 ①α射线：α射线带电量较大，利用其能量大、电离作用强的特性可 制成静电消除器等。 ②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后 的衰减程度来测量薄物的厚度或密度。 ③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以 用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
答案 B 【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一 张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是 伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．故B 不正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电 子，来源于原子核，故D正确。
【例 2】 原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th，
二、衰变：
1.放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕 变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变。
2.衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α 衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或 β射线产生的。
放射性衰变的种类和规律ppt课件
6
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
21
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
24
1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
21
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
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1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流
放射性元素的衰变 课件
2
2
方法二：根据衰变方程求解
设放射性元素 X 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后,变成稳定的新元
'
素 ' Y,则衰变方程为
4
0
'
X→
Y+n
He+
e
'
2
-1
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
U→
Th+
92
90
2 He。
实质是核内的两个中子和两个质子结合在一起
发射出来的。
β衰变要点提示：
(1)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于
原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移
动了1个位次。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,
电荷数增加 1)。
0
234
0
206
4
(3)238
U→
Pb+8
He+6
e
82292来自-12．衰变次数的计算方法
(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质
量数守恒和核电荷数守恒。
(2)计算方法：
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成
稳定的新元素ZA′′Y，则表示该核反应的方程为
A
A′
4
不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰
变发生。
③γ粒子不是带电粒子,因此γ射线并不影响原子
核的核电荷数,故γ射线不会改变元素在周期
表中的位置。
2
方法二：根据衰变方程求解
设放射性元素 X 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后,变成稳定的新元
'
素 ' Y,则衰变方程为
4
0
'
X→
Y+n
He+
e
'
2
-1
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
U→
Th+
92
90
2 He。
实质是核内的两个中子和两个质子结合在一起
发射出来的。
β衰变要点提示：
(1)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于
原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移
动了1个位次。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,
电荷数增加 1)。
0
234
0
206
4
(3)238
U→
Pb+8
He+6
e
82292来自-12．衰变次数的计算方法
(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质
量数守恒和核电荷数守恒。
(2)计算方法：
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成
稳定的新元素ZA′′Y，则表示该核反应的方程为
A
A′
4
不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰
变发生。
③γ粒子不是带电粒子,因此γ射线并不影响原子
核的核电荷数,故γ射线不会改变元素在周期
表中的位置。
放射性衰变基本知识课件
中子衰变
总结词
释放出一个或多个电子和质子的衰变过程
详细描述
中子衰变是一种特殊类型的核衰变，其中中子转变为一个质子、一个电子和一个反中微子的过程。这 个过程伴随着能量的释放，并导致原子序数增加1。
03
CATALOGUE
放射性衰变的规律
半衰期
定义
放射性衰变过程中，一半原子核发生 衰变所需要的时间。
是时间。
应用
用于估算放射性物质的剩余寿命 、预测未来放射性活度等。
放射性活度与时间的关系
定义
描述放射性物质随时间 变化而产生的辐射能量
的变化规律。
影响因素
放射性核素的类型、初 始活度、衰变类型等。
计算方法根据指数衰减规律和半来自衰期等参数进行计算。应用
用于监测环境中的放射 性污染、评估放射性医
疗效果等。
核能发电
核裂变
重核分裂成两个或多个较轻的原子核，同时释放出大量的能 量。在核裂变过程中，中子是关键因素，因为只有中子能够 轰击重核并引发分裂。
核聚变
轻原子核聚合在一起形成较重的原子核，同时释放出大量的 能量。在太阳等恒星内部，氢原子核通过聚变反应释放出巨 大的能量。
考古学年代测定
放射性衰变在考古学中的应用主要是通过测定古物中放射性元素的半衰期来推算 其年代。例如，碳-14测年法就是利用放射性衰变测定文物年代的一种方法。
随后，其他科学家相继发 现了多种放射性核素，揭 示了放射性衰变的多样性 。
放射性衰变的重要性
医学应用
放射性衰变在医学上具有重要应 用，如放射性治疗、诊断成像等
。
工业应用
在工业上，放射性衰变可用于工业 检测、测井、核能发电等领域。
科学研究
放射性核素的衰变规律课件
放射性核素的衰变规律课件
目录
• 放射性核素概述 • 放射性衰变类型 • 衰变规律与方程 • 放射性核素的半衰期与测量 • 放射性核素的应用 • 放射性核素的安全与防护
01
放射性核素概述
放射性核素的性质
01
02
03
不稳定
放射性核素具有不稳定性 质，会自发地衰变并释放 出射线。
能量释放
放射性核素衰变过程中会 释放出能量，包括射线能 量和热能等。
THANK YOU
3
减少暴露时间
尽量缩短与放射源的接触时间，以减少辐射剂量 累积。
放射性核素的安全与防护案例分析
案例一
某医院在操作放射性核素时，未遵守相 关法规和规定，导致辐射超标，造成工 作人员和患者受到过量照射。
VS
案例二
某研究机构在研究放射性核素时，未使用 个人防护用品，导致工作人员受到过量照 射，并引发一系列健康问题。
证，确保具备必要的安全操作技能。
合理使用放射源
03
根据实际需要，选择适当类型和活度的放射源，避免浪费和过
度照射。
放射性核素的防护措施
1 2
使用个人防护用品
操作放射性核素时，必须使用合适的个人防护用 品，如防护服、手套、面罩等，以减少辐射暴露 。
保持安全距离
尽可能保持与放射源的距离，以减少辐射剂量。
人为来源
人类活动如核反应堆、核武器试验和 核医学等产生的人为放射性核素。
02
放射性衰变类型
α衰变
定义
放射性核素自发地放射出氦核（ He）并转变为另一种核素的过程
。
原因
核内中子数过多，导致核不稳定。
产物
新核往往比原核轻，且具有更高的 稳定性。
目录
• 放射性核素概述 • 放射性衰变类型 • 衰变规律与方程 • 放射性核素的半衰期与测量 • 放射性核素的应用 • 放射性核素的安全与防护
01
放射性核素概述
放射性核素的性质
01
02
03
不稳定
放射性核素具有不稳定性 质，会自发地衰变并释放 出射线。
能量释放
放射性核素衰变过程中会 释放出能量，包括射线能 量和热能等。
THANK YOU
3
减少暴露时间
尽量缩短与放射源的接触时间，以减少辐射剂量 累积。
放射性核素的安全与防护案例分析
案例一
某医院在操作放射性核素时，未遵守相 关法规和规定，导致辐射超标，造成工 作人员和患者受到过量照射。
VS
案例二
某研究机构在研究放射性核素时，未使用 个人防护用品，导致工作人员受到过量照 射，并引发一系列健康问题。
证，确保具备必要的安全操作技能。
合理使用放射源
03
根据实际需要，选择适当类型和活度的放射源，避免浪费和过
度照射。
放射性核素的防护措施
1 2
使用个人防护用品
操作放射性核素时，必须使用合适的个人防护用 品，如防护服、手套、面罩等，以减少辐射暴露 。
保持安全距离
尽可能保持与放射源的距离，以减少辐射剂量。
人为来源
人类活动如核反应堆、核武器试验和 核医学等产生的人为放射性核素。
02
放射性衰变类型
α衰变
定义
放射性核素自发地放射出氦核（ He）并转变为另一种核素的过程
。
原因
核内中子数过多，导致核不稳定。
产物
新核往往比原核轻，且具有更高的 稳定性。
放射性衰变及衰变方程式课件
CHAPTER
在医学领域的应用
放射性同位素标记
放射成像技术
利用放射性同位素标记生物体内的物 质，如示踪剂，以研究生物体内物质 代谢和功能机制。
利用放射性同位素产生的辐射信号， 如X射线、核磁共振等，进行医学影 像诊断。
放射性药物
利用放射性同位素制备的药物，如放 射性核素标记的肿瘤诊断和治疗药物 ，用于诊断和治疗肿瘤等疾病。
详细描述
幂律衰变方程式是描述放射性衰变物质随时 间按幂次方减少的数学模型，其形式为
N(t)=N0(1-λt)^n，其中 N(t) 表示经过时 间 t 后的剩余放射性物质的量，N0 是初始 量，λ 是衰变常数，t 是时间，n 是幂次方 。该方程表示放射性物质的量随时间呈幂次
方方式减少。
03 放射性衰变的实际应用
放射性衰变及衰变方程式课件
目录
CONTENTS
• 放射性衰变简介 • 放射性衰变的方程式 • 放射性衰变的实际应用 • 放射性衰变的影响因素 • 放射性衰变的未来发展
01 放射性衰变简介
CHAPTER
放射性衰变的定义
01
02
03
放射性衰变
是指放射性核素自发地转 变成另一种核素，同时释 放出射线的过程。
详细描述
指数衰变方程式是描述放射性衰变物质随时间减少的数学模型，其形式为 N(t)=N0e^(-λt)，其中 N(t) 表示经过 时间 t 后的剩余放射性物质的量，N0 是初始量，λ 是衰变常数，t 是时间。该方程表示放射性物质的量随时间呈 指数方式减少。
线性衰变方程式
总结词
描述放射性衰变物质随时间线性减少的规律。
详细描述
线性衰变方程式是描述放射性衰变物质随时间线性减少的数学模型，其形式为 dN/dt = -λN，其中 dN/dt 表示放射性物质随时间的变化率，λ 是衰变常数，N 是当前放射性物质的量。该方程表示放射性物质的量随时间呈线性方式减少。
在医学领域的应用
放射性同位素标记
放射成像技术
利用放射性同位素标记生物体内的物 质，如示踪剂，以研究生物体内物质 代谢和功能机制。
利用放射性同位素产生的辐射信号， 如X射线、核磁共振等，进行医学影 像诊断。
放射性药物
利用放射性同位素制备的药物，如放 射性核素标记的肿瘤诊断和治疗药物 ，用于诊断和治疗肿瘤等疾病。
详细描述
幂律衰变方程式是描述放射性衰变物质随时 间按幂次方减少的数学模型，其形式为
N(t)=N0(1-λt)^n，其中 N(t) 表示经过时 间 t 后的剩余放射性物质的量，N0 是初始 量，λ 是衰变常数，t 是时间，n 是幂次方 。该方程表示放射性物质的量随时间呈幂次
方方式减少。
03 放射性衰变的实际应用
放射性衰变及衰变方程式课件
目录
CONTENTS
• 放射性衰变简介 • 放射性衰变的方程式 • 放射性衰变的实际应用 • 放射性衰变的影响因素 • 放射性衰变的未来发展
01 放射性衰变简介
CHAPTER
放射性衰变的定义
01
02
03
放射性衰变
是指放射性核素自发地转 变成另一种核素，同时释 放出射线的过程。
详细描述
指数衰变方程式是描述放射性衰变物质随时间减少的数学模型，其形式为 N(t)=N0e^(-λt)，其中 N(t) 表示经过 时间 t 后的剩余放射性物质的量，N0 是初始量，λ 是衰变常数，t 是时间。该方程表示放射性物质的量随时间呈 指数方式减少。
线性衰变方程式
总结词
描述放射性衰变物质随时间线性减少的规律。
详细描述
线性衰变方程式是描述放射性衰变物质随时间线性减少的数学模型，其形式为 dN/dt = -λN，其中 dN/dt 表示放射性物质随时间的变化率，λ 是衰变常数，N 是当前放射性物质的量。该方程表示放射性物质的量随时间呈线性方式减少。
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放射性衰变的基本知识
.
1
放射性衰变的基本知识
原子核的结构 放射性衰变的基本知识 射线与物质的相互作用 辐射剂量及单位
.
2
学习内容和要求
了解原子的基本结构 掌握核素、同位素和同质异能素的概念 掌握稳定性核素和放射性核素的概念 掌握核衰变的类型和规律 掌握衰变常数和半衰期（物理、生物和有效）
正电子衰变 AZX——ZA-1Y+ + + +Q
电子俘获 AZX +-01e——ZA-1Y+
.
13
-衰变
原理：富中子的原子核
32 15
P→1362S＋-＋Ue＋1.71MeV
能量变化
特点与应用
穿透力弱、射程短－－不能用于显像
电离作用强－－可用于核素治疗
.
14
正电子衰变
概念 原理：贫中子的原子核
.
10
放射性衰变的类型
衰变 衰变 -衰变
+衰变（正电子衰变） 电子俘获 衰变
.
11
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
A Z
X
A-4 Z-2
Y
+
42He+Q
粒子的特点及应用
射程短、穿透力弱－－不适合作显像
电离作用强－－体内恶性组织治疗
.
12
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
-衰变 AZX——ZA+1Y+ -++Q
.
7
放射性衰变
.
8
核力和放射性核素
核力
库仑斥力（静电排斥力）
当 Z≤20时， Z/N ＝1 －－稳定性核素
当 Z＞20 ， N/Z ＞1
当 Z＞83
－－不稳定性核素
放射性核素
.
9
放射性衰变
概念 影响因素
衰变的速度、方式、释出的射线种类和 能量
－－－原子核内部的特征 不受周围环境的影响 人工放射性核素
α粒子电离作用大 ——不用于临床诊断与治疗
.
24
散射
散射 弹性散射 非弹性散射
α粒子－－散射现象不明显－－直线 β-粒子－－散射明显－－曲线
.
25
韧致辐射
概念
发生机率∝粒子的能量、介质原子序数的平方 与粒子的质量成反比
α粒子－－韧致辐射作用小 β-粒子－－在原子序数较大的介质中
韧致辐射作用大
.
21
射线与物质的相互作用
.
22
带电粒子与物质相互作用
电离与激发 ionization excitation 韧致辐射 bremsstrahlung 散射 scattering
湮灭辐射 annihilation radiation
.
23
电离与激发
电离 激发 电离密度：离子对/厘米
电荷量、速度、介质密度 核医学应用：
核医学应用：
防护－－有机玻璃、塑料、铝等
.
26
湮灭辐射
概念
应用
.
27
小结
带电粒子与物质的相互作用
电离与激发 散射 韧致辐射 湮灭辐射
.
28
X、γ射线与物质相互作用
光电效应 photoelectric effect 康普顿效应 Compton scattering 电子对生成 pair production
18
核衰变规律
衰变常数与衰变公式 Nt=N0e-t
半衰期（物理半衰期） =0.693/T1/2
（生物半衰期 有效半衰期）
.
19
T1/2、Tb、Te的关系
T1/2× Tb Te=
T1/2＋Tb
.
20
放射性活度及其单位
单位时间内的核衰变次数 （衡量放射性强弱）
A dN dt
单位：贝克勒尔 居里
X=dQ/dm（库仑•千克-1）
.
35
吸收剂量（物质吸收辐射的能量）
——说明受照物质吸收能量多少
单位质量被照射物质吸收任何电力 辐射的平均能量
核素 质子数、中子数和原子核所处的能量状态 稳定性核素 不稳定核素
同位素 131I、123I、125I 特点：化学性质、生物学特征相同 物理性质不同
.
5
同质异能素
概念 99mTc与99Tc
激发态表示法
.
6
思考题
1H、2H、3H 、4He、16O、17O、18O、 99Tc、99mTc
共为几种核素？哪些是同位素？哪些是 同质异能素？
198F→188O＋β+＋ν＋Q 能量
湮灭辐射 应用
PET
.
15
电子俘获
概念
原理：贫中子
A
Z
X＋e-
→
ZA-1Y＋v＋Q
能量
在核外：特征X射线、俄歇电子
在核内：γ射线、内转换电子
应用
核医学显像、体外分析、核素治疗
.
16
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
Am Z
X——
AZY+
+Q
特点及应用：
穿透力强、电离能力弱
入射光子的能量、介质的密度
核医学应用：
γ照相机－－组织病灶的错误定位 影像模糊
校正－－调节能窗的大小
.
31
电子对生成 pair production
概念 两个必需的条件：
①γ光子的能量＞1022keV ②介质的原子核参与
核医学应用：
γ射线能量较低－－不发生电子对生成
.
32
辐射量及其单位
衡量辐射与物质相互作用时能量的传递 关系以及反映与辐射效应相关的量和单 位
具有法律效力的法定单位 医学中常用的辐射量
吸收剂量、当量剂量、有效剂量
.
33
辐射剂量及单位
照射量 exposure 吸收剂量 absorbed does 当量剂量 equivalent does 有效剂量 effective does
.
34
照射量(空气电离能力的量）
——反映 ，辐射场的强
弱
光子在质量dm为的空气中释放出来的全 部电子（负电子和正电子）完全被空气 所阻止时，在空气中产生任一种符号的 离子总电荷的绝对值dQ，与空气质量 dm之比。
.
29
光电效应 photoelectric effect
概念 发生的机率：
入射光子的能量、介质的原子序数
核医学应用：
原子序数较高的物质－－光电效应占主要地位 原子序数较低的物质－－几乎不发生光电效应
PET、SPECT、γ照相机
.
30
康普顿效应 Compton scattering
概念 发生的机率：
的概念及其相互关系 掌握放射性核素的单位及其相互换算公式 了解射线和物质间的相互作用 熟悉辐射剂量及其单位换算
.
3
原子核的结构
原子与原子核
原子核结构表示法
AZXN → AX
125
I → I 125
53 72
原子核的基态与激发态
定态：轨道e运行时既不辐射也不吸收能量
基态：
激发态：
.
4
核素、同位素
——体内显像
.
17
αβγ三种核射线的性质
性质
α射线
本质
带电粒子流
能谱
单能
穿透力
弱
射程
3-4cm
（空气中）
电离能力 1-7万对/cm
（空气中）
内照射危害 最大
外照射危害 几乎无
β射线
电子流 连续能谱 较强 10-20cm
60-7千对/cm
γ射线
光子流 单能 最强 无限大 （理论上）
很小
大
最小
大
最大
.
.
1
放射性衰变的基本知识
原子核的结构 放射性衰变的基本知识 射线与物质的相互作用 辐射剂量及单位
.
2
学习内容和要求
了解原子的基本结构 掌握核素、同位素和同质异能素的概念 掌握稳定性核素和放射性核素的概念 掌握核衰变的类型和规律 掌握衰变常数和半衰期（物理、生物和有效）
正电子衰变 AZX——ZA-1Y+ + + +Q
电子俘获 AZX +-01e——ZA-1Y+
.
13
-衰变
原理：富中子的原子核
32 15
P→1362S＋-＋Ue＋1.71MeV
能量变化
特点与应用
穿透力弱、射程短－－不能用于显像
电离作用强－－可用于核素治疗
.
14
正电子衰变
概念 原理：贫中子的原子核
.
10
放射性衰变的类型
衰变 衰变 -衰变
+衰变（正电子衰变） 电子俘获 衰变
.
11
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
A Z
X
A-4 Z-2
Y
+
42He+Q
粒子的特点及应用
射程短、穿透力弱－－不适合作显像
电离作用强－－体内恶性组织治疗
.
12
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
-衰变 AZX——ZA+1Y+ -++Q
.
7
放射性衰变
.
8
核力和放射性核素
核力
库仑斥力（静电排斥力）
当 Z≤20时， Z/N ＝1 －－稳定性核素
当 Z＞20 ， N/Z ＞1
当 Z＞83
－－不稳定性核素
放射性核素
.
9
放射性衰变
概念 影响因素
衰变的速度、方式、释出的射线种类和 能量
－－－原子核内部的特征 不受周围环境的影响 人工放射性核素
α粒子电离作用大 ——不用于临床诊断与治疗
.
24
散射
散射 弹性散射 非弹性散射
α粒子－－散射现象不明显－－直线 β-粒子－－散射明显－－曲线
.
25
韧致辐射
概念
发生机率∝粒子的能量、介质原子序数的平方 与粒子的质量成反比
α粒子－－韧致辐射作用小 β-粒子－－在原子序数较大的介质中
韧致辐射作用大
.
21
射线与物质的相互作用
.
22
带电粒子与物质相互作用
电离与激发 ionization excitation 韧致辐射 bremsstrahlung 散射 scattering
湮灭辐射 annihilation radiation
.
23
电离与激发
电离 激发 电离密度：离子对/厘米
电荷量、速度、介质密度 核医学应用：
核医学应用：
防护－－有机玻璃、塑料、铝等
.
26
湮灭辐射
概念
应用
.
27
小结
带电粒子与物质的相互作用
电离与激发 散射 韧致辐射 湮灭辐射
.
28
X、γ射线与物质相互作用
光电效应 photoelectric effect 康普顿效应 Compton scattering 电子对生成 pair production
18
核衰变规律
衰变常数与衰变公式 Nt=N0e-t
半衰期（物理半衰期） =0.693/T1/2
（生物半衰期 有效半衰期）
.
19
T1/2、Tb、Te的关系
T1/2× Tb Te=
T1/2＋Tb
.
20
放射性活度及其单位
单位时间内的核衰变次数 （衡量放射性强弱）
A dN dt
单位：贝克勒尔 居里
X=dQ/dm（库仑•千克-1）
.
35
吸收剂量（物质吸收辐射的能量）
——说明受照物质吸收能量多少
单位质量被照射物质吸收任何电力 辐射的平均能量
核素 质子数、中子数和原子核所处的能量状态 稳定性核素 不稳定核素
同位素 131I、123I、125I 特点：化学性质、生物学特征相同 物理性质不同
.
5
同质异能素
概念 99mTc与99Tc
激发态表示法
.
6
思考题
1H、2H、3H 、4He、16O、17O、18O、 99Tc、99mTc
共为几种核素？哪些是同位素？哪些是 同质异能素？
198F→188O＋β+＋ν＋Q 能量
湮灭辐射 应用
PET
.
15
电子俘获
概念
原理：贫中子
A
Z
X＋e-
→
ZA-1Y＋v＋Q
能量
在核外：特征X射线、俄歇电子
在核内：γ射线、内转换电子
应用
核医学显像、体外分析、核素治疗
.
16
衰变
核衰变时放射出粒子的衰变
Am Z
X——
AZY+
+Q
特点及应用：
穿透力强、电离能力弱
入射光子的能量、介质的密度
核医学应用：
γ照相机－－组织病灶的错误定位 影像模糊
校正－－调节能窗的大小
.
31
电子对生成 pair production
概念 两个必需的条件：
①γ光子的能量＞1022keV ②介质的原子核参与
核医学应用：
γ射线能量较低－－不发生电子对生成
.
32
辐射量及其单位
衡量辐射与物质相互作用时能量的传递 关系以及反映与辐射效应相关的量和单 位
具有法律效力的法定单位 医学中常用的辐射量
吸收剂量、当量剂量、有效剂量
.
33
辐射剂量及单位
照射量 exposure 吸收剂量 absorbed does 当量剂量 equivalent does 有效剂量 effective does
.
34
照射量(空气电离能力的量）
——反映 ，辐射场的强
弱
光子在质量dm为的空气中释放出来的全 部电子（负电子和正电子）完全被空气 所阻止时，在空气中产生任一种符号的 离子总电荷的绝对值dQ，与空气质量 dm之比。
.
29
光电效应 photoelectric effect
概念 发生的机率：
入射光子的能量、介质的原子序数
核医学应用：
原子序数较高的物质－－光电效应占主要地位 原子序数较低的物质－－几乎不发生光电效应
PET、SPECT、γ照相机
.
30
康普顿效应 Compton scattering
概念 发生的机率：
的概念及其相互关系 掌握放射性核素的单位及其相互换算公式 了解射线和物质间的相互作用 熟悉辐射剂量及其单位换算
.
3
原子核的结构
原子与原子核
原子核结构表示法
AZXN → AX
125
I → I 125
53 72
原子核的基态与激发态
定态：轨道e运行时既不辐射也不吸收能量
基态：
激发态：
.
4
核素、同位素
——体内显像
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17
αβγ三种核射线的性质
性质
α射线
本质
带电粒子流
能谱
单能
穿透力
弱
射程
3-4cm
（空气中）
电离能力 1-7万对/cm
（空气中）
内照射危害 最大
外照射危害 几乎无
β射线
电子流 连续能谱 较强 10-20cm
60-7千对/cm
γ射线
光子流 单能 最强 无限大 （理论上）
很小
大
最小
大
最大
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