[医学]核医学仪器与方法-1
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核医学仪器实验报告
一、实验名称核医学仪器原理与应用实验二、实验日期2023年11月10日三、实验目的1. 了解核医学仪器的基本原理和结构。
2. 掌握核医学仪器的主要应用领域。
3. 学习核医学仪器在临床诊断和治疗中的作用。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
四、实验原理核医学仪器利用放射性同位素发出的射线（如γ射线、β射线等）对人体进行成像或测量，从而实现对疾病的诊断和治疗。
本实验主要涉及以下原理：1. 闪烁探测原理：利用闪烁晶体将γ射线转换为可见光，再由光电倍增管转换为电信号，最终进行计数和成像。
2. 计数器原理：通过测量放射性同位素发出的射线数量，计算放射性活度。
3. 核医学成像原理：利用γ相机或SPECT等设备，对放射性同位素在体内的分布进行成像。
五、主要仪器与试剂1. 仪器：核医学仪器、闪烁晶体、光电倍增管、计数器、γ相机、SPECT等。
2. 试剂：放射性同位素、闪烁液、NaI(Tl)晶体等。
六、实验步骤1. 准备阶段：- 熟悉实验原理和仪器操作方法。
- 检查仪器设备是否正常。
2. 实验操作：- 将放射性同位素溶液注入闪烁晶体中，观察闪烁现象。
- 将闪烁晶体与光电倍增管连接，进行计数实验，测量放射性活度。
- 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察放射性同位素在体内的分布。
3. 数据处理：- 记录实验数据，包括放射性活度、计数率等。
- 对实验数据进行统计分析，计算相关参数。
4. 实验报告撰写：- 总结实验结果，分析实验现象。
- 讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。
- 提出实验改进建议。
七、实验结果1. 观察到闪烁晶体在放射性同位素的作用下产生闪烁现象。
2. 通过计数实验，测得放射性活度为X mCi。
3. 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察到放射性同位素在体内的分布情况。
八、讨论1. 本实验验证了核医学仪器的基本原理，证明了闪烁探测和计数器的有效性。
2. 实验过程中，观察到放射性同位素在体内的分布情况，为进一步的临床诊断和治疗提供了依据。
核医学-第一篇 基础篇 第二章 核医学仪器
其作用是有效地把光传递给光电倍增管的光阴极，以减少全反射。 其作用是将微弱的光信号转换成可测量的电信号，是一种光电转换器件。 一般紧跟在光电倍增管的输出端，对信号进行跟踪放大。
5. 后续电子学线路 用于对探测器输出电脉冲信号进一步分析处理，包括主放大器、脉冲高度
分析器等单元。
6. 显示记录装置 主要有定标器、计数率仪、显像仪器等。
核医学仪器的分类
根据使用目的不同，核医学仪器可分为显像仪器（包括γ相机、SPECT、PET等）、脏器功 能测量仪器、放射性计数测量仪器，以及放射性药物合成与分装仪器等。
第一节
放射性探测仪器的基本原理
核医学（第9版）
一、放射性探测的基本原理
放射性探测是用探测仪器把射线能量转换成可记录和定量的光能、电能等，通过一定的电 子学线路分析计算，表示为放射性核素的活度、能量、分布的过程，其基本原理是建立在射线 与物质相互作用的基础上。
下面以实验核医学和临床核医学最常用的固体闪烁计数器为例，简要介绍放射性探测仪器 的基本构成和工作原理。
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
固体闪烁计数器主要由以下部件组成：
1. 晶体 其作用是将射线的辐射能转变为光能，最常用的晶体是碘化钠晶体。
2. 光学耦合剂 3. 光电倍增管 4. 前置放大器
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
探头
− 准直器（collimator） − 闪烁晶体 − 光电倍增管（PMT）
电子学线路
− 定位电路和能量电路
显示记录装置 显像床
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
1. 准直器（collimator）
准直器是安置于晶体前方、由铅 或铅钨合金制成的一种特殊装置，有 若干个小孔贯穿其中，称为准直孔。 准直器的作用是只允许与准直孔角度 相同的射线到达晶体并被探测，其他 方向的射线则被吸收或阻挡。
临床本核仪器、显像方法及放射防护
二、电离辐射生物效应分类 （一）随机效应
效应
剂量
无剂量阈值
发生几率与剂量有关
效应的严重程度与剂量无关 如辐射致癌和遗传性疾病
（二）确定性效应
效应
阈值
剂量
•可能存在剂量阈值 •效应的严重程度与剂量呈正相关 如各种急性放射病
第三节 电离辐射的防护
一、目的 （一）防止一切有害的确定性效应。 防止一切有害的确定性效应。
使用放射性核素的标 记实验室、显像室、 记实验室、显像室、 诊断病人的床位区、 诊断病人的床位区、 放射性核素或药物的 贮存区、 贮存区、放射性废物 贮存区等。 贮存区等。
②加强个人防护 穿戴个人防护用品，遵守操作规程。 穿戴个人防护用品，遵守操作规程。
操作规程? 操作规程?
③放射性废物的处理 短半衰期放射性废物，存放应大约10个半 10个半 短半衰期放射性废物，存放应大约10 衰期。 衰期。
γ闪烁探测器（探头）工作原理 闪烁探测器（探头）
γ
准直器 晶体 光电倍增管 脉冲 信号
探测器作用: 探测器作用:射线能量
电脉冲信号
三、分类
1、显像仪器 照相机( camera) γ照相机(γ camera) 单光子发射型计算机断层仪(SPECT) 单光子发射型计算机断层仪(SPECT) 正电子发射型计算机断层仪(PET) 正电子发射型计算机断层仪(PET) 2、功能测定仪器 如甲状腺、肾功能测定仪等。 如甲状腺、肾功能测定仪等。 3、其它
15O 13N 11C
PMT
-511kev
+511kev
PMT
符合电路
采
集
图像重建
成
像
六、ECT和TCT的比较 ECT和TCT的比较
《核医学仪器》课件
对高辐射源进行严格管理，防止丢失或被盗。
定期进行辐射监测，确保仪器运行正常，辐射在安全范围内；
核医学仪器应安装在经过专门设计、符合安全标准的机房内；
核医学仪器使用后的处理及环保要求
对泄露的放射性物质应及时清除，防止扩散和污染环境。
对有潜在污染的场所和设备应进行去污处理，并经监测合格后方可重新使用；
核医学仪器的工作原理
01
核辐射衰减与核辐射探测的基本原理
介绍原子核、核素、同位素等基本概念，以及核辐射的衰减规律和探测原理。
02
γ闪烁照相机的工作原理
介绍γ闪烁照相机的结构、工作原理及其在核医学中的应用。
探测效率与能量分辨率
空间分辨率与灵敏度
图像质量与伪影
核医学仪器的主要技术参数及意义
介绍物理因素（如散射、本底、猝发等）、技术因素（如扫描时间、扫描层厚、重建算法等）和临床因素（如患者体位、器官运动等）对核医学仪器性能的影响。
核医学仪器在神经科学研究中的应用
甲状腺疾病诊断
核医学仪器可以利用放射性碘元素检测甲状腺的功能和状态，对甲状腺疾病的诊断具有重要意义。
肾上腺疾病诊断
核医学仪器可以检测肾上腺皮质醇、醛固酮等激素的分泌情况，对肾上腺疾病的诊断具有重要意义。
核医学仪器在内分泌疾病诊断中的应用
THANK YOU.
谢谢您的观看
全身显像仪器
用于全身检查，可发现肿瘤、炎症等异常病变；
pet
用于正电子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
γ相机
用于平面显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
spect
用于单光子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
核医学仪器的工作原理及技术参数
03
核医学-2011物理师幻灯(核医学仪器1)-PPT精品文档
核医学仪器
南方医院核医学科 黄凯
电话： E-mail：925994599qq
核医学仪器发展简史
1950 1951
井型晶体闪烁计数器 闪烁扫描机
1957
γ照相机
闪烁扫描机
1974 1979
PET SPECT
PET/CT SPECT/CT
2019
核医学仪器的基本原理
核医学仪器概述 核医学仪器的基本原理
核医学显像仪器与X线显像仪器的区别
γ照相机的组成：
– – – – – – – 准直器（collimator） 闪烁晶体 光电倍增管（PMT） 预放大器、放大器 X、Y位置电路 总和电路 脉冲高度分析器（PHA ） – 显示或记录器件等
一、准直器
1.空间分辨率
2.灵敏度 3.适用能量范围
配置该准直器的γ照 半峰值全宽度 (Full Width at Half Maximum， FWHM)，简称半 高宽。 相机探头测量单位 活度(如1MBq)的放
散 射 校 正
Fully Absorbed in The Crystal “Photo-Peak”
Scattered in The patient “Scatter”
Scattered in The Crystal “Compton”
Scattered photon absorbed in Crystal “Full Deposition”
多功能测定仪
体外测定核医学仪器
放射性活度测量: 活度计
样品测量——体外放射免疫分析仪
辐射防护仪器
核医学仪器的基本原理
放射性探测的依据
• 把不可见变为可见—需要转换，探测射线 的过程就是个能量转换的过程。 • 利用射线和物质的相互作用，射线与物质 作用后会损失能量，而物质会获得能量进 而产生各种效应，利用这些效应就可以探 测射线。
南方医院核医学科 黄凯
电话： E-mail：925994599qq
核医学仪器发展简史
1950 1951
井型晶体闪烁计数器 闪烁扫描机
1957
γ照相机
闪烁扫描机
1974 1979
PET SPECT
PET/CT SPECT/CT
2019
核医学仪器的基本原理
核医学仪器概述 核医学仪器的基本原理
核医学显像仪器与X线显像仪器的区别
γ照相机的组成：
– – – – – – – 准直器（collimator） 闪烁晶体 光电倍增管（PMT） 预放大器、放大器 X、Y位置电路 总和电路 脉冲高度分析器（PHA ） – 显示或记录器件等
一、准直器
1.空间分辨率
2.灵敏度 3.适用能量范围
配置该准直器的γ照 半峰值全宽度 (Full Width at Half Maximum， FWHM)，简称半 高宽。 相机探头测量单位 活度(如1MBq)的放
散 射 校 正
Fully Absorbed in The Crystal “Photo-Peak”
Scattered in The patient “Scatter”
Scattered in The Crystal “Compton”
Scattered photon absorbed in Crystal “Full Deposition”
多功能测定仪
体外测定核医学仪器
放射性活度测量: 活度计
样品测量——体外放射免疫分析仪
辐射防护仪器
核医学仪器的基本原理
放射性探测的依据
• 把不可见变为可见—需要转换，探测射线 的过程就是个能量转换的过程。 • 利用射线和物质的相互作用，射线与物质 作用后会损失能量，而物质会获得能量进 而产生各种效应，利用这些效应就可以探 测射线。
《核医学仪器与方法》课件
《核医学仪器与方法》 PPT课件
核医学仪器与方法是一门重要的医学领域，通过使用各种仪器和方法，可以 诊断和治疗多种疾病。本课件将介绍核医学仪器的概述和应用，以及核医学 的重要性和前景。
仪器概述
核医学技术概述
核医学技术是一种利用放射性同位素和仪器设 备进行医学诊断和治疗的方法。
仪器基本原理
核医学仪器的工作原理涉及射线探测、信息采 集和图像重建等过程。
核素探针的探测阈值和灵敏度 可以调整，以适应不同疾病的 诊断和治疗需求。
核素成像技术
1
单光子发射计算机体层显像
利用放射性同位素的发射的单个光子进
正电子发射断层扫描
2
行体层显像，以观察人体内部的活动。
通过正电子的发射和探测，实现对人体
组织和器官的断层扫描和成像。
3
同步辐射计算机体层扫描
同步辐射计算机体层扫描结根据功能和用途可分为放射性同位 素探针、探测器和成像仪器等。
仪器检定与质控
为确保核医学仪器的准确性和可靠性，需要进 行定期的检定和质量控制。
放射性同位素
1 应用广泛的同位素
放射性同位素在核医学中 有着广泛的应用，包括诊 断、治疗和研究等方面。
2 同位素的基本性质
放射性同位素具有不稳定 性和放射性衰变的特性， 可以通过放射性衰变发出 射线。
3 同位素探针的原理
同位素探针是一种利用放 射性同位素标记的特定物 质，用于诊断和治疗疾病。
核素探针与传感器
探测及测量原理
核素探针通过射线的探测和测 量，实现对特定区域的诊断或 治疗。
探测器种类与特点
核素探针使用不同种类的探测 器，例如闪烁探测器和计数器 等，具有各自的特点。
探测阈值与灵敏度控 制
核医学仪器与方法是一门重要的医学领域，通过使用各种仪器和方法，可以 诊断和治疗多种疾病。本课件将介绍核医学仪器的概述和应用，以及核医学 的重要性和前景。
仪器概述
核医学技术概述
核医学技术是一种利用放射性同位素和仪器设 备进行医学诊断和治疗的方法。
仪器基本原理
核医学仪器的工作原理涉及射线探测、信息采 集和图像重建等过程。
核素探针的探测阈值和灵敏度 可以调整，以适应不同疾病的 诊断和治疗需求。
核素成像技术
1
单光子发射计算机体层显像
利用放射性同位素的发射的单个光子进
正电子发射断层扫描
2
行体层显像，以观察人体内部的活动。
通过正电子的发射和探测，实现对人体
组织和器官的断层扫描和成像。
3
同步辐射计算机体层扫描
同步辐射计算机体层扫描结根据功能和用途可分为放射性同位 素探针、探测器和成像仪器等。
仪器检定与质控
为确保核医学仪器的准确性和可靠性，需要进 行定期的检定和质量控制。
放射性同位素
1 应用广泛的同位素
放射性同位素在核医学中 有着广泛的应用，包括诊 断、治疗和研究等方面。
2 同位素的基本性质
放射性同位素具有不稳定 性和放射性衰变的特性， 可以通过放射性衰变发出 射线。
3 同位素探针的原理
同位素探针是一种利用放 射性同位素标记的特定物 质，用于诊断和治疗疾病。
核素探针与传感器
探测及测量原理
核素探针通过射线的探测和测 量，实现对特定区域的诊断或 治疗。
探测器种类与特点
核素探针使用不同种类的探测 器，例如闪烁探测器和计数器 等，具有各自的特点。
探测阈值与灵敏度控 制
核医学仪器基础知识
放射性同位素可以用于治疗癌症、甲状腺问题和其他疾病。
放射性剂量计算原理
放射性剂量计算是核医学中的重要步骤，通过精确计算患者接受的辐射剂量， 确保安全和有效的治疗。
闪烁探测器
探测原理
闪烁探测器通过闪烁晶体的特性 来探测和测量放射性同位素发出 的闪烁光信号。
用途
闪烁探测器常用于核医学成像设 备，如伽马相机，能够提供全身 和局部的图像信息。
正电子发射断层扫描仪
正电子发射断层扫描仪（PET）是一种高分辨率的核医学成像技术，利用正电 子湮灭探测器测量正电子与电子湮灭产生的能量和位置信息，可用于诊断和 治疗。
正电子湮灭探测器
用于正电子发射计算机断层扫描仪，能够探测和测量正电子与电子湮灭产生的能量。
单光子发射计算机断层扫描仪
利用放射性同位素发射单个光子，可以对器官和组织进行断层扫描。
射线检测原理
1 放射性同位素发射射
线
2 探测器测量射线
核医学仪器中的探测器可
3 成像和分析
通过对测量数据进行成像
核医学利用放射性同位素
核医学仪器基础知识
核医学是一门应用放射性同位素成像和治疗的技术，涉及各种仪器和设备的 使用。本节将介绍核医学的基本知识，为您提供全面的了解。
核医学简介
核医学是一门集生物学、医学和物理学于一体的学科，通过应用放射性同位素技术来诊断疾病和治疗患者。
核医学仪器种类
闪烁探测器
常用的核医学成像设备，能够探测和测量放射性同位素发出的闪烁光信号。
单光子发射计算机断层扫 描仪
闪烁探测器还可用于单光子发射 计算机断层扫描仪，用于三维断 层成像。
正电子湮灭探测器
探测原理
正电子湮灭探测器能够探测和测量正电子与电子湮 灭产生的能量和位置信息。
最新核医学-1-放射性药物讲稿教学讲义ppt课件
现在国内大城市有专业公司奶站配送探针是分子影像的灵魂1164cu特异性标志物探针的化学合成系统回旋加速器二正电子标记放射性药物的制备正当性判断正当性判断放射性药物的选择放射性药物的选择应选择所致辐射剂量最小者内照射剂量和用药剂量的确定内照射剂量和用药剂量的确定必须低于国家有关法规的规定保护性措施保护性措施采取必要的保护性措施特殊人群的处理特殊人群的处理对孕妇哺乳期妇女近期准备生育的妇女婴幼儿应用放射性药品要慎重考虑
3. 标记方法
临床上使用的99mTc标记放射性药物是将从发生器新鲜淋洗 得到的99mTc加到商品试剂盒中，经摇动或加热等简单的操 作而制备的。
（四）双功能螯合剂法
是一种间接标记法，先把某种双功能螯合剂联接在被标记物的分子 上，再将放射性核素标记到螯合剂上,形成“放射性核素-螯合剂-被 标记物”的复合物，多用来标记多肽、单抗等。 螯合剂的存在，被标记物有可能出现理化和生物学性质的改变。
（五）正电子药物的制备
自 动 化 学 合 成 装 置 ， 化 学 合 成 模 块 （ chemistry process control unit，CPCU） 标记方法：亲核氟代，亲电氟代等。
3.体外诊断放射性药物
放射性药物不引入体内，在体外进行分析，如：RIA，IRMA等。
要求：
（1）射线能量较低，半衰期比较长。125I （2）不影响药物的物理、化学、生物性质。 （3）稳定性好，放化纯度大于95%。
4.正电子药物
采用正电子核素标记的放射性药物，进行正电子显像。
常用的正电子核素： 18F ， 11C，13N，15O
1.放射性核素
2.放射性核素
被标记的配体
放射性核素
131I，99mTc，32P 等。
被标记的配体
3. 标记方法
临床上使用的99mTc标记放射性药物是将从发生器新鲜淋洗 得到的99mTc加到商品试剂盒中，经摇动或加热等简单的操 作而制备的。
（四）双功能螯合剂法
是一种间接标记法，先把某种双功能螯合剂联接在被标记物的分子 上，再将放射性核素标记到螯合剂上,形成“放射性核素-螯合剂-被 标记物”的复合物，多用来标记多肽、单抗等。 螯合剂的存在，被标记物有可能出现理化和生物学性质的改变。
（五）正电子药物的制备
自 动 化 学 合 成 装 置 ， 化 学 合 成 模 块 （ chemistry process control unit，CPCU） 标记方法：亲核氟代，亲电氟代等。
3.体外诊断放射性药物
放射性药物不引入体内，在体外进行分析，如：RIA，IRMA等。
要求：
（1）射线能量较低，半衰期比较长。125I （2）不影响药物的物理、化学、生物性质。 （3）稳定性好，放化纯度大于95%。
4.正电子药物
采用正电子核素标记的放射性药物，进行正电子显像。
常用的正电子核素： 18F ， 11C，13N，15O
1.放射性核素
2.放射性核素
被标记的配体
放射性核素
131I，99mTc，32P 等。
被标记的配体
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的核素。原子核先从核外较内层的电子轨道俘获一个电 子，使之与一个质子结合转化为中子，同时发射出一个 中微子。故原子质量数不变而原子序数减少1。随后较 外层的轨道上有一个电子跃入内层填补空缺。由于外层 电子的能量比内层电子高，多余的能量就以X线的形式 释出，该X线为子核的特征X线。或者该多余的能量传 给另一轨道电子，使之脱离轨道而释出，称俄歇电子。
一、核素和原子核 2．核素与元素同位素，同质异能素
凡质子数相同的原子为一种元素，他们的原子序数相 同，具有相同的化学性质，但原子核中子数可以不同，因 而物理特性有某些差异。 核素的同位素也是不同的概念。 凡属于同一种元素的核素，在元素周期表中处于相同的位 置，称为核元素的同位素。
当两个核素质子数和中子数都相同，而能量状态不同 时，互称为同质异能素，如 Tc和 Tc。
一、核素和原子核 1．核素 原子核由质子和中子（统称核子）组成。凡原子核具
有特定的质子数、中子数和能量状态的一类原子，称为一 种核素。国际上通常采用符号 来表示各种核素。其中X 为某种元素的化学符号，Z是原子序数，即核内质子数，A 是质量数，即核内核子的总数（质子数和中子数之和）。 右上角可另加数字或符号表示化学价、电荷或能态， 如 Tc （习惯也常写作 Tc ）的m表示该核素处于 激发态。
核医学仪器与方法 -1
核的衰变及其方式
一、 有关的几个基本概念 1、 衰变 2、 母核和子核 3、 放射性核素和放射性同位素 4、 核衰变的自发性 二、核的衰变形式 1、 β -衰变 2、 （β -γ ）衰变 3、变和核裂变
核的衰变及其方式
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （2） 衰变：主要发生在中子相对过剩的核素。
核中一个中子转化为质子，总核子数不变，同时释出一 个负电子（来自核的负电子称 粒子）及一个反中微 子（ ）。故子核的原子序数比母核增加1，原子质量 数不变。是一种质量极小的不带电基本粒子，穿透性极 强，一般探测器不能测知。 衰变可用下列衰变方程 表示。
放射性核素的衰变规律
放射性核素的衰变规律
4．放射性衰变规律 放射性衰变规律 实验证明，放射性衰变是一级反应， 即对每种放射性核素来说，单位时间内衰变的原子数只 和存在的原子总数呈正比，可用下式表示：
可以看作是 衰变相反的过程，即核中一个质子转化 为中子，同时释出一个正电子（称 粒子）及一个中 微子（ ）故核子总数也不变，原子序数减少1而原质 量数不变。 也是质量极小的不带电基本粒子，穿透 性极强而很难测知。 衰变可用以下衰变公式表示。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （4）核外电子俘获（EC）：发生在中子相对不足
一、核素和原子核 3．原子核的能级
原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下， 原子核都处于能量最低的状态，称为基态，在一定条件下， 原子核可以暂时处于较高的能量状态称为激发态。处于激 发态的核素都很不稳定，要释放过剩的能量而回到基态。
二、放射性核素和核衰变 1．稳定性核素和放射性核素 核素按照原子核的稳定程度分为稳定性核素和放射
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （5）γ跃迁及同质异能跃迁：上述四种衰变的子
核可能先处于激发态，在不到1微秒的时间内回到基态 并以γ光子的形式释出多余的能量。此过程称γ衰变或γ 跃迁。如果γ 跃迁释出的能量传给一个核外电子（K层 电子几率最高），使之间脱离轨道而发射出去这过程就 是内转换。发射的电子称内转换电子。发生内转换后K 层轨道的空缺和EC的空缺相似，随后可由外层电子补 缺，从而又发射X线和俄歇电子。 同质异能跃迁可以以 下衰变方程表示：
性核素。稳定性核素是指原子核稳定的核素，在没有外 来因素（如高能粒子的轰击）干扰时，不发生核内成分 或能级的变化。天然放射性核素品种不多，数量也很少， 现今广泛应用的医用放射性核素主要由人工方法制备， 称人工放射性核素。核医学常用的放射性核素及其物理 特性见附录（临床常用放射性核素表）。
二、放射性核素和核衰变 2．核衰变 是指放射性核素的原子核不稳定，会自发地变成另
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式
在以上五种衰变方式中，任何单个原子都只以其中一种方式衰 变，但对某些核素的许多原子来说，却可以有两种或两种以上的衰 变方式，各有一定的几率。例如 γ 占31%， 占15%，EC占 54%。 此外，还有一些较少见的核衰变方式，如超铀元素 锎 会自发裂 变发射中子而变成较轻的两个核素等。
一种核素，同时释放出一种或一种以上的射线。这种变 化过程称为放射性核素的衰变或蜕变（简称核衰变）。 核衰变是由原子核内部的矛盾运动决定的。每种元素的 原子核，其质子数和中子数必须在一定的比例范围内才 是稳定的，比例过大过小放射性核素都要发生核衰变。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 放射性核素主要衰变方式有： α衰变、 衰变、
发生β-衰变的原因 ：原子核中中子数太多
原子核 N / Z 比值 稳定性
12 C 6/6 = 1
稳定
14 C 8/6 = 1.33 不稳定
14 C原子核中的中子发生 β-衰变，产生一个质子， 一个负电子和一个反中微子
中子β-衰变： n → p + e- +
n
p
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （3） 衰变：主要发生在中子相对不足的核素。
1）α衰变
衰变
α (4He)
母核
子核 发射射线 衰变能量
226Ra → 222Rn + 4He + 4.78MeV
( Z, A ) (Z-2, A- 4) (2,4)
(88,226) (86, 222) ( 2,4 )
衰变能在反冲核与 α 粒子间按动量能量守恒分配 原子核变化发射的载能的亚原子粒子—— 放射性粒子。
衰变、核外电子俘获以及γ跃迁和同质异能跃迁。 （1）α衰变：主要发生于原子序数>82的重元素
核素。每次衰变释出一个氦核，称α粒子，母核失去二 个质子和二个中子，故子核的原子序数较母核减少2， 原子质量数减少4。可用下列衰变方程表示。
核的衰变及其方式
放射性衰变的基本类型
主要有三种基本类型： 衰变 衰变
一、核素和原子核 2．核素与元素同位素，同质异能素
凡质子数相同的原子为一种元素，他们的原子序数相 同，具有相同的化学性质，但原子核中子数可以不同，因 而物理特性有某些差异。 核素的同位素也是不同的概念。 凡属于同一种元素的核素，在元素周期表中处于相同的位 置，称为核元素的同位素。
当两个核素质子数和中子数都相同，而能量状态不同 时，互称为同质异能素，如 Tc和 Tc。
一、核素和原子核 1．核素 原子核由质子和中子（统称核子）组成。凡原子核具
有特定的质子数、中子数和能量状态的一类原子，称为一 种核素。国际上通常采用符号 来表示各种核素。其中X 为某种元素的化学符号，Z是原子序数，即核内质子数，A 是质量数，即核内核子的总数（质子数和中子数之和）。 右上角可另加数字或符号表示化学价、电荷或能态， 如 Tc （习惯也常写作 Tc ）的m表示该核素处于 激发态。
核医学仪器与方法 -1
核的衰变及其方式
一、 有关的几个基本概念 1、 衰变 2、 母核和子核 3、 放射性核素和放射性同位素 4、 核衰变的自发性 二、核的衰变形式 1、 β -衰变 2、 （β -γ ）衰变 3、变和核裂变
核的衰变及其方式
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （2） 衰变：主要发生在中子相对过剩的核素。
核中一个中子转化为质子，总核子数不变，同时释出一 个负电子（来自核的负电子称 粒子）及一个反中微 子（ ）。故子核的原子序数比母核增加1，原子质量 数不变。是一种质量极小的不带电基本粒子，穿透性极 强，一般探测器不能测知。 衰变可用下列衰变方程 表示。
放射性核素的衰变规律
放射性核素的衰变规律
4．放射性衰变规律 放射性衰变规律 实验证明，放射性衰变是一级反应， 即对每种放射性核素来说，单位时间内衰变的原子数只 和存在的原子总数呈正比，可用下式表示：
可以看作是 衰变相反的过程，即核中一个质子转化 为中子，同时释出一个正电子（称 粒子）及一个中 微子（ ）故核子总数也不变，原子序数减少1而原质 量数不变。 也是质量极小的不带电基本粒子，穿透 性极强而很难测知。 衰变可用以下衰变公式表示。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （4）核外电子俘获（EC）：发生在中子相对不足
一、核素和原子核 3．原子核的能级
原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下， 原子核都处于能量最低的状态，称为基态，在一定条件下， 原子核可以暂时处于较高的能量状态称为激发态。处于激 发态的核素都很不稳定，要释放过剩的能量而回到基态。
二、放射性核素和核衰变 1．稳定性核素和放射性核素 核素按照原子核的稳定程度分为稳定性核素和放射
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （5）γ跃迁及同质异能跃迁：上述四种衰变的子
核可能先处于激发态，在不到1微秒的时间内回到基态 并以γ光子的形式释出多余的能量。此过程称γ衰变或γ 跃迁。如果γ 跃迁释出的能量传给一个核外电子（K层 电子几率最高），使之间脱离轨道而发射出去这过程就 是内转换。发射的电子称内转换电子。发生内转换后K 层轨道的空缺和EC的空缺相似，随后可由外层电子补 缺，从而又发射X线和俄歇电子。 同质异能跃迁可以以 下衰变方程表示：
性核素。稳定性核素是指原子核稳定的核素，在没有外 来因素（如高能粒子的轰击）干扰时，不发生核内成分 或能级的变化。天然放射性核素品种不多，数量也很少， 现今广泛应用的医用放射性核素主要由人工方法制备， 称人工放射性核素。核医学常用的放射性核素及其物理 特性见附录（临床常用放射性核素表）。
二、放射性核素和核衰变 2．核衰变 是指放射性核素的原子核不稳定，会自发地变成另
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式
在以上五种衰变方式中，任何单个原子都只以其中一种方式衰 变，但对某些核素的许多原子来说，却可以有两种或两种以上的衰 变方式，各有一定的几率。例如 γ 占31%， 占15%，EC占 54%。 此外，还有一些较少见的核衰变方式，如超铀元素 锎 会自发裂 变发射中子而变成较轻的两个核素等。
一种核素，同时释放出一种或一种以上的射线。这种变 化过程称为放射性核素的衰变或蜕变（简称核衰变）。 核衰变是由原子核内部的矛盾运动决定的。每种元素的 原子核，其质子数和中子数必须在一定的比例范围内才 是稳定的，比例过大过小放射性核素都要发生核衰变。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 放射性核素主要衰变方式有： α衰变、 衰变、
发生β-衰变的原因 ：原子核中中子数太多
原子核 N / Z 比值 稳定性
12 C 6/6 = 1
稳定
14 C 8/6 = 1.33 不稳定
14 C原子核中的中子发生 β-衰变，产生一个质子， 一个负电子和一个反中微子
中子β-衰变： n → p + e- +
n
p
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （3） 衰变：主要发生在中子相对不足的核素。
1）α衰变
衰变
α (4He)
母核
子核 发射射线 衰变能量
226Ra → 222Rn + 4He + 4.78MeV
( Z, A ) (Z-2, A- 4) (2,4)
(88,226) (86, 222) ( 2,4 )
衰变能在反冲核与 α 粒子间按动量能量守恒分配 原子核变化发射的载能的亚原子粒子—— 放射性粒子。
衰变、核外电子俘获以及γ跃迁和同质异能跃迁。 （1）α衰变：主要发生于原子序数>82的重元素
核素。每次衰变释出一个氦核，称α粒子，母核失去二 个质子和二个中子，故子核的原子序数较母核减少2， 原子质量数减少4。可用下列衰变方程表示。
核的衰变及其方式
放射性衰变的基本类型
主要有三种基本类型： 衰变 衰变