核转变

放射物理与防护放射物理与防护放射物理与防护刘东华新乡医学院第二章核转变第一节放射性核素衰变类型第二节原子核的衰变规律第三节医用放射性核素的生产与制备第四节放射性核素的临床应用学习目标1.掌握：放射性核素的衰变类型，单一放射性核素的衰变规律。2.熟悉：医学放射性核素的生产与制备方法及放射性核素的临床应用。3.了解：放射性核素长期平衡与暂时平衡的区别。第一节放射性核素衰变类型一、衰变第一节放射性核素衰变类型放射性核素衰变：原子序数很高的那些重元素，如铀（U）、钍（Th）、镭（Ra）等，它们的核很不稳定，自发地放出射线，变为另一种元素的原子核。4422XYHeAAZZQ第一节放射性核素衰变类型二、衰变（一）-衰变1XYβAAZZvQ（二）+衰变1XYβAAZZvQ（三）电子俘获1XβYAAZZvQ标识X射线或俄歇电子第一节放射性核素衰变类型三、衰变和内转换和衰变后的子核大部分处于激发态，并以射线的形式释放能量，跃迁到较低的能态或基态，这种跃迁叫衰变。内转换：原子核由激发态回到基态时，并不发射射线而是把全部能量交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子。第二节原子核的衰变规律第二节原子核的衰变规律一、衰变规律放射性核素衰变服从指数规律。0etNN（一）衰变常数ddNNtλ值反映一个放射性核素在单位时间内衰变的规律，因而它是描写放射物放射衰变快慢的一个物理量。第二节原子核的衰变规律（二）半衰期T放射性核素的数目减少到原数的一半所需的时间。693.02lnT有效半衰期Te、物理半衰期T和生物半衰期Tb，三者的关系为eb111TTT（三）平均寿命τ693.01Tτ也是反应放射性核素衰变快慢的物理量。第二节原子核的衰变规律（四）放射性活度放射性强度：常用单位时间内衰变的原子核数。00deedttNANNAt1Bq=1衰变·秒-1二、衰变平衡（一）母体半衰期远大于子体半衰期的情况CBA长期放射平衡在动态平衡时，母体与子体的放射性强度相等。第二节原子核的衰变规律（二）母体的半衰期只比子体的半衰期大几倍暂时放射平衡（三）母体半衰期小于子体半衰期不成放射平衡由长寿命核素不断获得短寿命核素的分离装置叫核素发生器，俗称“母牛”。9999mMoTc（钼）（锝）1131135049SnIn（锡）（铟）6868GeGa（锗）（镓）22622RaRn第三节医用放射性核素的生产与制备第三节医用放射性核素的生产与制备一、放射治疗常用放射性核素及其生产1.重水（慢化剂和冷却剂）2.铀棒3.石墨反射层4.热交换器5.防护层6.上部屏蔽塞7.控制棒8.垂直实验孔道9.中子探测器10.被照射物质11.水平实验孔道重水型反应堆结构示意图1.核反应堆中子照射生产用核反应堆的中子轰击稳定性核素是获取人工放射性核素的主要方法。第三节医用放射性核素的生产与制备（n，）反应2312411011Na+nNa+γ（n，p）反应3213216015S+nP+p（n，）反应61343012Li+nH+He第三节医用放射性核素的生产与制备反应堆生产的医用放射性核素放射性核素半衰期核反应27.7d66.02h60.2d8.04d5.25d46.8h12.33a5730a14.3d51Cr5051Cr(n,γ)Cr99Mo9899Mo(n,γ)Mo125I124125125Xe(n,γ)XeI131I130131m131131Te(n,γ)TeTeI133Xe132133Xe(n,γ)Xe153Sm152153Sm(n,γ)Sm3H63Li(n,α)H14C1414N(n,p)C32P3232S(n,p)P第三节医用放射性核素的生产与制备2.从裂变产物中分离和提取由裂变产物中提取的放射性核素有90Sr、99Mo、131I、133Xe等。二、核医学常用放射性核素及其产生1.放射性核素发生器是一种从长半衰期母体核素中分离出短半衰期子体核素的分离装置。常用的放射性核素发生器母体核素母体核素半衰期子体核素子体核素半衰期子体核素主要光子能量（keV）66.02h6.02h140115d99.5min392271d68min5119.3h9.7min5114.6h13s19025.5d75s51180h2.8h38878h2.28h66869.4d16.9h15599Mo99mTc113Sn113mIn68Ce68Ga62Zn62Cu81Rb81mKr82Sr82Rb87Y87mSr132Tc132I188W188Re第三节医用放射性核素的生产与制备第三节医用放射性核素的生产与制备2.回旋加速器生产是指将带电粒子加速后轰击靶原子核制造放射性核素的装置，用它加速带电粒子，如质子、氘核、氚核、粒子。放射性核素半衰期核反应20.4min9.96min2.03min109.8min78.3h2.83d13.0h74h第三节医用放射性核素的生产与制备回旋加速器生产的医用放射性核素11C101111111411B(d,n)C,B(d,2n)C,N(p,α)C13N12131013C(d,n)N,B(α,n)N15O1415N(d,n)O18F181816318O(p,n)F,O(He,p)F67Ga666767676867Zn(d,n)Ga,Zn(p,n)Ga,Zn(p,2n)Ga111In109111111111Ag(α,2n)In,Cd(p,n)In123I124123121123Te(p,2n)I,Sb(α,2n)I201Tl201201203201201Hg(d,n)PbTl,Tl(p,3n)PbTlx第四节放射性核素的临床应用第四节放射性核素的临床应用一、放射性核素在肿瘤放射治疗中的应用1.131I治疗其物理半衰期为8.04天，放射多种能量粒子-和光子。通过射线的电离辐射作用，可对甲状腺疾病进行放射性治疗。利用射线可进行甲状腺显像和功能检查。第四节放射性核素的临床应用2.32P治疗半衰期为14.28天，只发射-粒子而不发射光子用于恶性肿瘤骨转移，腔内注射、皮肤病、血管瘤和恶性肿瘤的治疗，还用于真性红细胞增多症、原发性血小板增多症治疗等。3.198Au治疗常用于腔内血管瘤、恶性肿瘤等治疗。4.60Co治疗发出能量分别为1.17MeV和1.33MeV的两种射线，主要用于治疗深部肿瘤，如颅脑内的肿瘤。第四节放射性核素的临床应用5.放射免疫治疗是将对肿瘤具有特异亲和力抗体用放射性核素标记后经一定途径引入体内，以肿瘤细胞为靶细胞，与相关肿瘤细胞表面抗原特异结合，使大量的放射性核素滞留在肿瘤细胞，对其进行集中照射，抑制或杀伤肿瘤细胞，而周围组织损伤较轻。二、放射性核素在核医学检查中的应用（一）示踪诊断第四节放射性核素的临床应用1.直接探测是用探测仪在体外直接探测示踪原子由体内发射的射线。2.外标本测量将放射性药物引入体内，然后取其血、尿、粪或活体组织等样品，测量其放射性活度。3.放射自显影放射性核素发出的射线能使胶片感光，可利用胶片来探测和记录放射性。它是追踪标记药物或代谢物在体内去向的一种有效方法。第四节放射性核素的临床应用（二）核素成像1.照相机照相机常用的放射性核素有99mTc201Tl131I67Ga第四节放射性核素的临床应用2.单光子发射型计算机断层成像SPECTSPECT是先将示踪核素（如，99mTc，131I，201Tl，等）注入体内，本身成为一个发射体，再由探测器将示踪核素在机体内的吸收代谢，在器官或组织的分布测出,经计算机处理并重建图像。第四节放射性核素的临床应用SPECT3.正电子发射型计算机断层成像PET是利用正电子的湮没辐射特性，将能发生+衰变的核素或其标记化合物引入体内某些特定的脏器或病变部位，通过探测正电子湮没时向体外辐射的光子，获得成像所需的各向投影数据，再由计算机分析处理，实现图像重建。第四节放射性核素的临床应用小结放射性核素的衰变类型，包括衰变、-衰变、+衰变、电子俘获、衰变；放射性核素的衰变规律按指数规律衰变，半衰期T，平均寿命，放射性活度A；放射性核素的三种制备方法：反应堆中子照射生产、放射性核素发生器生产、回旋加速器生产；放射性核素在肿瘤放射治疗及核医学检查中的应用。