核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)

核醫(yī)學(xué)物理根底1精選ppt核醫(yī)學(xué)第一節(jié) 核物理根本概念

核衰變方式第二節(jié)

射線與物質(zhì)的相互作用第四節(jié)核醫(yī)學(xué)物理根底放射性核衰變的根本規(guī)律第三節(jié)2精選ppt3精選ppt原子和原子結(jié)構(gòu)原子〔atom〕是構(gòu)成元素的根本單位，不同元素的原子具有不同的性質(zhì)，但是原子的根本結(jié)構(gòu)大致相同。每層能容納的電子數(shù)為2n2〔n代表第幾殼層〕4精選ppt原子和原子結(jié)構(gòu)氫原子只有一個(gè)電子，其質(zhì)量為9.108*10-28g，它的原子核〔只有1個(gè)質(zhì)子〕質(zhì)量為1.672*10-24g，原子核的質(zhì)量是核外電子的1836倍。一般用原子核的質(zhì)量數(shù)代表整個(gè)原子的質(zhì)量。國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定將126C的1/12作為原子質(zhì)量單位〔atomicmassunit,u〕。質(zhì)子、中子和電子的靜止質(zhì)量分別為1.007276470u、1.008665012u，0.00054858026u5精選ppt原子核由質(zhì)子和中子組成，它們統(tǒng)稱為核子。通常采用

XN表示原子的結(jié)構(gòu)，其中X代表元素符號(hào)，Z代表質(zhì)子數(shù)，N代表中子數(shù)，A代表原子的質(zhì)量數(shù)，因?yàn)樵胤?hào)本身就確定了質(zhì)子數(shù)，N=A–Z,故原子結(jié)構(gòu)亦可簡(jiǎn)便地只記元素符號(hào)和質(zhì)量數(shù)AX，如131I、18F。質(zhì)子帶一個(gè)正電荷，中子呈電中性，核外電子帶負(fù)電荷，原子核的正電荷(質(zhì)子)數(shù)目與核外電子數(shù)相等，所以原子本身呈電中性。原子核6精選ppt原子核的能級(jí)：原子核中的核子在不斷運(yùn)動(dòng)，原子核因核子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同而處于不同的能量狀態(tài)。一般情形下，原子核都處于能量最低的狀態(tài)，稱為基態(tài)。在一定條件下(如核衰變)，原子核可暫時(shí)處于較高能量的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的核都不穩(wěn)定，會(huì)釋放出過剩的能量而回到基態(tài)。原子核的能量狀態(tài)7精選ppt核外電子首先占據(jù)能量低的狀態(tài)，即稱為基態(tài)。原子在加熱或受射線照射時(shí)，內(nèi)層電子就可能獲得能量而跳躍到能量較高的外層上，這樣的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定，會(huì)釋放能量使外層電子躍遷到內(nèi)層、整個(gè)原子即從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)。核外電子的能量狀態(tài)8精選ppt元素、核素、同位素、同質(zhì)異能素元素:凡原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同的一類原子稱為一種元素?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種元素。9精選ppt元素、核素、同位素、同質(zhì)異能素元素 凡原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同的一類原子稱為一種元素?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種元素。核素 原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和原子核所處的能量狀態(tài)均相同的原子屬于同一種核素。現(xiàn)在有2000多種核素。 同一種核素化學(xué)性質(zhì)和核性質(zhì)均相同，是某一原子固有的特性征。10精選ppt同位素 凡原子核具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的元素互為同位素。如125I、131I、132I均有53個(gè)質(zhì)子，但中子數(shù)不同，在元素周期表中處于同一位置，是同一元素-碘元素。一種元素往往有幾種甚至幾十種同位素。一個(gè)元素所有同位素，其物理性質(zhì)可能有所不同，但都具有完全相同的核外電子結(jié)構(gòu)，大局部同位素化學(xué)和生物性質(zhì)根本相同。因此，醫(yī)學(xué)上才能利用核探測(cè)的高靈敏性，以放射性同位素標(biāo)記生物活性物質(zhì)或藥物等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和診斷疾病。11精選ppt同質(zhì)異能素 核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都相同但能量狀態(tài)不同的核素彼此稱為同質(zhì)異能素。 在核素右上角加上一個(gè)字母m，表示處于激發(fā)態(tài)〔excitedstate〕或亞穩(wěn)態(tài)〔metastablestate〕。如99Tcm，也常寫成99mTc99mTc與99Tc互為同質(zhì)異能素。12精選ppt放射性核衰變不穩(wěn)定核素的原子核能自發(fā)地發(fā)生核內(nèi)成分或能態(tài)的改變而轉(zhuǎn)變成另一種核素，同時(shí)釋放一種或一種以上的射線。這種變化過程稱為放射性核衰變，簡(jiǎn)稱核衰變。這種不穩(wěn)定的核素稱為放射性核素。放射性核素按其來源可分為天然和人工兩大類。原子核能穩(wěn)定地存在，不會(huì)自發(fā)地發(fā)生變化的核素稱為穩(wěn)定性核素?！惨话阋园胨テ?09年為界〕13精選ppt放射性核衰變226Ra放出的三種射線在電場(chǎng)中的表現(xiàn)14精選ppt核穩(wěn)定性的影響因素15精選ppt核穩(wěn)定性的影響因素原子核中子和質(zhì)子的數(shù)目保持一定的比例才能穩(wěn)定，不會(huì)自發(fā)地發(fā)生變化而穩(wěn)定地存在。原子量較小的核素，N/Z=1時(shí)原子核是穩(wěn)定的。當(dāng)質(zhì)子數(shù)較多時(shí)〔一般為Z＞20〕，質(zhì)子數(shù)多了，斥力增大，必須有更多的中子使核力增強(qiáng)，才足以克服斥力，保持核穩(wěn)定，N/Z可達(dá)1.5左右。如果質(zhì)子數(shù)太多，無論怎樣改變中子質(zhì)子比例，也無法使核保持穩(wěn)定，故天然存在的原子序數(shù)大于82的核素均為放射性核素。〔如83號(hào)元素Bi在2003年被發(fā)現(xiàn)有極其微弱的放射性〕原子核中質(zhì)子數(shù)過多或過少，或者中子數(shù)過少或過多，原子核便不穩(wěn)定。16精選ppt①中子質(zhì)子比例不平衡，主要發(fā)生β衰變；②核子總數(shù)過多：〔Z＞82〕，均為放射性核素，主要發(fā)生α衰變。核穩(wěn)定性的影響因素總結(jié)17精選ppt質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量總是小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這一差值稱為原子核的質(zhì)量虧損。自由核子結(jié)合成原子核的時(shí)候，有能量釋放出來，這種能量稱為原子核的結(jié)合能。廣義的質(zhì)量虧損：體系變化前后靜止質(zhì)量之差。放射性核素衰變前后的靜止質(zhì)量總是有差異的，且衰變產(chǎn)物的全部質(zhì)量小于放射性核素母體原有的質(zhì)量，故所有核衰變存在質(zhì)量虧損。18精選ppt衰變能質(zhì)量虧損按愛因斯坦的質(zhì)能聯(lián)系定量〔也稱質(zhì)能守恒定律〕轉(zhuǎn)化為能量，即E=mc2〔其中c為真空中的光速〕，轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的能量稱為衰變能。核科學(xué)中常用的能量電子單位為電子伏特(eV)。1eV是在電壓為1V的兩點(diǎn)間移動(dòng)一個(gè)電子時(shí)電場(chǎng)力所做的功。1eV=1.6021892×10-10J。1u物質(zhì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的能量為931.478Mev，一個(gè)電子相應(yīng)的能量為0.511006MeV19精選ppt衰變能衰變能的去向：為α，β-，β+衰變時(shí)發(fā)射的α，β-，β+粒子提供動(dòng)能；β+衰變時(shí)核內(nèi)需要1.022MeV的能量來形成一個(gè)電子使質(zhì)子轉(zhuǎn)化成中子，并釋放出一個(gè)正電子。在為電子俘獲衰變時(shí)吸引核外電子進(jìn)入核內(nèi)提供能量，間接為X射線和俄歇電子提供動(dòng)能；提供能量使衰變的核處于激發(fā)態(tài)，這是γ躍遷的前提。20精選ppt21精選ppt放射性衰變的類型不穩(wěn)定核素的原子核能自發(fā)地發(fā)生核內(nèi)成分或能態(tài)的改變而轉(zhuǎn)變成另一種核素，同時(shí)釋放一種或一種以上的射線，這種變化過程稱為放射性核衰變。衰變類型：α衰變，β-衰變，β+衰變〔正電子衰變〕，電子俘獲〔EC〕，γ躍遷〔γ衰變〕不穩(wěn)定的核素常被稱為母核，其產(chǎn)物稱為子核。有的子核也不穩(wěn)定，將繼續(xù)衰變，直至轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定性核素，這種連續(xù)衰變的過程稱為級(jí)聯(lián)衰變。22精選pptα衰變(αdecay)定義：不穩(wěn)定原子核自發(fā)地放射出α粒子而變成另一個(gè)核素的過程稱為α衰變。常見于：重核，質(zhì)子數(shù)>82α粒子實(shí)質(zhì)：氦原子核He通式：實(shí)例：23精選pptα衰變(αdecay)衰變根本特點(diǎn)：放射性核素一般為重核，質(zhì)子數(shù)>82衰變放出的粒子能量在4～9MeV范圍衰變半衰期范圍很寬，10-7s～1015aα粒子特性：質(zhì)量大，電荷多，射程短，穿透力弱，在空氣中只能穿透幾厘米，一張紙就可屏蔽，因而不適合作核醫(yī)學(xué)顯像用。但α粒子對(duì)局部的電離作用強(qiáng)，引入體內(nèi)后，對(duì)其附近的生物組織可產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷而不影響遠(yuǎn)處組織，故其在放射性核素治療上具有潛在的優(yōu)勢(shì)。24精選pptα衰變：衰變模式圖；衰變綱圖α衰變模式圖α(4.777)94.3%α(4.589)5.7%γ(0.188)226鐳的衰變綱圖25精選ppt母核X

衰變?yōu)樽雍薡

和一個(gè)

a

粒子.衰變能衰變前，母核X靜止，根據(jù)能量守恒定律：TYaT

衰變前靜止質(zhì)量衰變后靜止質(zhì)量衰變后動(dòng)能26精選ppt

衰變能E0

為子核Y

和a

粒子的動(dòng)能之和，也就是衰變前后靜止質(zhì)量之差即：衰變前后靜止質(zhì)量的質(zhì)量虧損27精選ppt衰變過程中粒子的動(dòng)能aTYT

衰變前，母核X靜止，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：那么：28精選pptβ－衰變(β－decay)定義：放射性核素的核內(nèi)自發(fā)地放射出β－粒子的衰變方式稱為β－衰變。常見于：

中子數(shù)過多的核素,即富中子核素

β－粒子實(shí)質(zhì)：負(fù)電子(核內(nèi)產(chǎn)生，向外發(fā)射)通式：實(shí)例：

29精選pptβ－衰變(β－decay)β-粒子特性：射程及穿透力較α粒子強(qiáng)，2Mev的β-粒子在軟組織中的射程約為2cm，仍不能用于核醫(yī)學(xué)顯像，但某些β-衰變核素可用于核素治療，如：131I用于治療甲亢和甲狀腺癌，32P可用于血液病和皮膚病的治療等。30精選pptβ－衰變：衰變模式圖；衰變綱圖β－衰變模式圖β-(0.0186)100%3H的β－衰變綱圖(T1/2=12.33年)31精選pptβ－衰變能衰變能Q分配給三個(gè)生成物：子核、β-粒子、反中微子。由于子核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于β-粒子、反中微子，所以實(shí)際上衰變能主要分配給β-粒子、反中微子。這種分配是隨機(jī)的。因而，β-粒子的動(dòng)能是從零到最大值的一個(gè)連續(xù)能譜。一般所說的β-射線能量指的是最大值，也等于衰變能。β-射線的平均能量Eavg約為Emax的0.4左右。Eavg=0.4Emax32精選pptβ+衰變(β+

decay)定義：放射性核素的核內(nèi)自發(fā)地放射出β+粒子的衰變方式稱為β+衰變。常見于：

中子數(shù)相對(duì)較少的核素,即貧中子核素。正電子衰變核素，都是人工放射性核素。β+粒子實(shí)質(zhì)：正電子(核內(nèi)產(chǎn)生，向外發(fā)射)通式：實(shí)例：

33精選pptβ+衰變?chǔ)?粒子特性：質(zhì)量與電荷數(shù)與電子(即β-粒子)相同，只是電荷性質(zhì)相反。正電子射程僅1～2mm，在失去動(dòng)能的同時(shí)與其鄰近的電子〔β－〕碰撞而發(fā)生湮滅輻射，在二者湮滅的同時(shí)，失去電子質(zhì)量，轉(zhuǎn)變成兩個(gè)方向相反、能量皆為511keV的γ光子。正電子發(fā)射斷層儀〔PET〕能探測(cè)方向相反的511keV光子，進(jìn)行機(jī)體內(nèi)的定量、定性和代謝顯像。34精選pptβ

+衰變：衰變模式圖；衰變綱圖β+衰變模式圖β+(1.190)100%的β+衰變綱圖(T1/2=9.96min)1.02235精選pptβ+衰變能β+衰變能Q能量分配與β-衰變類似，主要隨機(jī)分配給β+粒子、反中微子。β+粒子的能譜也與β-能譜相似，也是從零到最大值的一個(gè)連續(xù)能譜。一般所說的β+射線能量指的是最大值，也等于衰變能。β+射線的平均能量Emean約為Emax的0.4左右。Eavg=0.4Emax36精選ppt電子俘獲衰變(electroncapture,EC)

定義：原子核俘獲一個(gè)核外軌道電子使核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子和放出一個(gè)中微子的過程稱為電子俘獲衰變。常見于：中子數(shù)相對(duì)較少的核素,即貧中子核素。通式：實(shí)例：X射線，俄歇電子X射線，俄歇電子37精選ppt電子俘獲衰變：衰變模式圖；衰變綱圖電子俘獲衰變模式圖原子核俘獲一個(gè)內(nèi)層電子，外層電子向內(nèi)層補(bǔ)充。兩層軌道之間能量差轉(zhuǎn)換成特征X射線或俄歇電子。EC100%的電子俘獲衰變綱圖(T1/2=60.2d)35.46keV垂直線表示γ躍遷(γ射線6.8%，內(nèi)轉(zhuǎn)換電子93.2%)38精選ppt電子俘獲衰變時(shí)形成的標(biāo)識(shí)X射線和俄歇電子，都不是來自核內(nèi)，但是其初始能量來源于核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子的過程。標(biāo)識(shí)X射線和俄歇電子的能量來自于軌道電子從外向內(nèi)的躍遷，其能量取決于兩層電子能級(jí)的差異，因此具有相對(duì)固定的能量，不像β粒子那樣形成連續(xù)分布的能譜。能量通常從幾個(gè)到幾十個(gè)keV。39精選ppt電子俘獲衰變vs.β+衰變電子俘獲衰變和β+衰變都發(fā)生在貧中子核素：原子序數(shù)Z較小時(shí)，β+衰變?yōu)橹?原子序數(shù)Z較大時(shí)，電子俘獲衰變?yōu)橹?中等原子序數(shù)Z，可能各以一定的概率發(fā)生。40精選pptγ躍遷定義：激發(fā)態(tài)或高能態(tài)的原子核以放出γ射線〔光子〕的形式釋放能量，或者將能量交給核外電子，使之有足夠的動(dòng)能發(fā)射出去成為內(nèi)轉(zhuǎn)化電子〔內(nèi)轉(zhuǎn)化〕，而躍遷到較低能量級(jí)的過程統(tǒng)稱γ躍遷。又稱為同質(zhì)異能躍遷〔沒有核內(nèi)結(jié)構(gòu)的變化，而只有能態(tài)變遷〕。發(fā)生條件：放射性核素在發(fā)生α衰變、β衰變或核反響之后，核仍處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，并即刻向基態(tài)或低能態(tài)躍遷，并以γ光子的形式放出多余的能量。γ射線實(shí)質(zhì)：中性的光子流。電離能力很小，穿透能力強(qiáng)。對(duì)機(jī)體組織的局部作用較β-射線和α射線弱，適合放射性核素顯像。41精選pptγ躍遷實(shí)例如99mTc衰變可表示為：β衰變核素99Mo，半衰期為66h經(jīng)β衰變后產(chǎn)生子體放射性核素99mTc99mTc發(fā)射γ射線回復(fù)到基態(tài)99Tc，半衰期6.02h。放出能量為140keV的γ射線，適合單光子發(fā)射顯像。99mTc是目前臨床SPECT顯像最常用的核素。42精選pptX射線vs.γ射線X射線與γ射線都是電磁波，但：〔1〕產(chǎn)生的機(jī)理不同：X射線是原子的內(nèi)層電子受激輻射的；γ射線是原子核受激輻射的；〔2〕光子能量不同：γ射線比X射線光子能量高，因此，γ射線的頻率較高，波長(zhǎng)較短；〔3〕穿透能力不同：二者都有穿透能力，但γ射線波長(zhǎng)更短，穿透能力更強(qiáng)。43精選ppt其它衰變方式重核裂變P放射性衰變?chǔ)卵舆t質(zhì)子發(fā)射雙β-衰變。。。。。44精選ppt45精選ppt各種輻射的穿透能力46精選ppt射線αβγ本質(zhì)氦原子核電子流光子流穿透力弱較強(qiáng)最強(qiáng)電離能力最強(qiáng)較強(qiáng)弱內(nèi)照射危害最大較大小外照射危害小較大最大47精選ppt48精選ppt指數(shù)衰變規(guī)律對(duì)于某種放射性核素，其在單位時(shí)間dt內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目dN必定正比于當(dāng)時(shí)存在的原子核總數(shù)N，且只和N有關(guān)。亦即：dN/dt=-λN如果t=0時(shí)原子核數(shù)目為N0，那么積分得任意時(shí)間t時(shí)的剩余原子數(shù)為：Nt=N0e-λtλ代表一種原子核在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的幾率，稱衰變常數(shù)。是放射性核素的特征性參數(shù)。49精選ppt物理半衰期物理半衰期〔T1/2〕：指放射性核素?cái)?shù)目因衰變減少到原來的一半所需的時(shí)間。由1/2N0=N0e-λT1/2

可見，半衰期T1/2與衰變常數(shù)λ成反比。衰變常數(shù)大的放射性核素衰變得快，衰變常數(shù)小的衰變慢。兩者都是描述放射性核素衰變速率的特征量。取對(duì)數(shù)得50精選ppt

放射性核素由于自身的物理衰變其原子核數(shù)目減少到原來一半所需時(shí)間稱為物理半衰期。進(jìn)入生物體內(nèi)的放射性核素或其化合物，由于生物代謝從體內(nèi)排出到原來的一半所需的時(shí)間，稱為生物半衰期(Tb).由于物理衰變與生物的代謝共同作用而使體內(nèi)放射性核素減少一半所需要的時(shí)間，稱有效半衰期〔Te〕。λe*Nt=λ*Nt+λb*Ntλe=λ+λb51精選ppt對(duì)于每一種確定的放射性核素，各個(gè)原子由于衰變時(shí)間不一致，壽命有長(zhǎng)有短，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以證明，總體的平均壽命τ是半衰期的1.44倍。衰變常數(shù)λ、半衰期T1/2、平均壽命τ都可以作為放射性核素的特征量。每一個(gè)放射性核素都有它特有的λ(或T1/2、或τ)，沒有兩種核素的λ(或T1/2、或τ)是一樣的。平均壽命52精選ppt放射性活度放射性活度〔A〕是表示單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的次數(shù)，簡(jiǎn)稱活度，用A表示。放射性活度與放射性核數(shù)目N之間的關(guān)系為：積分可得：A0為初始時(shí)間的放射性活度，At為任意時(shí)間t時(shí)的放射性活度

A=dN/dtAt=A0e-λt53精選ppt在新的國(guó)際制單位〔SI〕中，放射性活度的單位是貝可〔Bq〕，定義為每秒一次衰變。即1Bq=1S-1放射性活度的舊制單位是居里〔Curie，Ci〕，1居里表示每秒3.7×1010次核衰變。居里與貝可的換算關(guān)系是1Ci=3.7×1010Bq1Bq≈2.7×10－11Ci核醫(yī)學(xué)通常使用的放射源的活度，居里的單位較大，為方便使用，通常采用較小的單位，如毫居里〔mCi，1mCi=10－3Ci〕、微居里〔μCi，1μCi=10-3mCi〕等，貝可相對(duì)太小，通常用kBq〔103Bq〕，MBq〔106Bq〕，GBq〔109Bq〕等。1mCi=37MBq1μCi=37kBq54精選ppt比活度與放射性濃度為了表示各種物質(zhì)中的放射性核素含量，通常還采用比活度及放射性濃度。比活度定義為單位質(zhì)量或單位摩爾物質(zhì)中含有的放射性活度，單位是Bq/g，MBq/g、MBq/mol。放射性濃度定義為單位體積溶液中所含的放射性活度，單位是Bq/ml、mCi/ml等。臨床核醫(yī)學(xué)使用放射性濃度較多。55精選ppt56精選ppt射線與物質(zhì)的相互作用射線通過物質(zhì)時(shí)，與物質(zhì)發(fā)生一系列的相互作用，射線的能量不斷被物質(zhì)吸收。這種相互作用亦稱射線的物理效應(yīng)，是我們了解輻射生物效應(yīng)、屏蔽防護(hù)以及放射性檢測(cè)、核素顯像和治療的根底。57精選ppt核醫(yī)學(xué)上最常見的是：“帶電粒子〔主要為α粒子、β-粒子，β+粒子、俄歇電子、內(nèi)轉(zhuǎn)換電子〕〞和“光子〔包括γ射線和電子俘獲衰變時(shí)釋放的X射線〕〞與物質(zhì)的相互作用。兩者與物質(zhì)相互作用時(shí)的機(jī)制是有區(qū)別：帶電粒子主要通過與物質(zhì)原子、分子的庫(kù)侖電場(chǎng)力發(fā)生同性相斥，異性相吸的相互作用，不需直接相互碰撞。光子那么通過與物質(zhì)的直接碰撞發(fā)生作用。58精選ppt帶電粒子與物質(zhì)的作用電離作用〔ionization〕入射粒子〔α、β〕作用于原子〔1〕使軌道電子成為自由電子〔2〕而原子成為正離子。當(dāng)帶電電子通過物質(zhì)時(shí)，和物質(zhì)的原子核外電子通過庫(kù)侖電場(chǎng)力發(fā)生作用，使電子脫離軌道束縛而形成自由電子，這一過程稱為電離。失去電子的原子帶正電，與電子形成正負(fù)離子對(duì)。電離作用59精選ppt帶電粒子通過物質(zhì)時(shí)，與物質(zhì)中的原子或者分子的殼層電子發(fā)生庫(kù)侖電場(chǎng)力作用，帶正電的粒子〔α粒子和β+粒子〕發(fā)生吸引殼層電子的作用，帶負(fù)電的粒子發(fā)生排斥殼層電子的作用，把自身的一局部動(dòng)能傳給殼層電子，如果傳遞的能量足夠，便發(fā)生電離作用，形成正負(fù)離子對(duì)。這是帶電粒子的初級(jí)電離或直接電離效應(yīng)。〔不管是第幾次〕初級(jí)電離形成的電子通常具有較高的動(dòng)能，又可在物質(zhì)中行進(jìn)引起物質(zhì)電離，稱為次級(jí)電離。電離作用60精選ppt電離密度電離作用是帶電粒子引起生物效應(yīng)最主要的作用，也是很多核射線探測(cè)技術(shù)的根底。通常用電離密度作為反映射線作用強(qiáng)度的量。電離密度：?jiǎn)挝宦窂缴闲纬傻碾x子對(duì)數(shù)目。影響因素：帶電粒子的電荷量：正相關(guān)帶電粒子的行進(jìn)速率：負(fù)相關(guān)被作用物質(zhì)的密度：正相關(guān)61精選ppt激發(fā)作用〔excitation〕能量E作用于內(nèi)層軌道電子〔1〕使其躍遷到外層軌道〔2〕外層電子填補(bǔ)空穴〔3〕發(fā)射特征X射線〔4〕或俄歇電子釋放出多余能量。

如果傳遞的能量不夠發(fā)生電離作用：62精選ppt散射作用〔scattering〕射線粒子受到原子核靜電場(chǎng)作用，改變?cè)瓉磉\(yùn)動(dòng)方向的現(xiàn)象稱為散射。如果運(yùn)動(dòng)方向改變而能量不變那么稱彈性散射。63精選ppt韌致輻射較高能量的帶電粒子在行進(jìn)過程中，到達(dá)原子核附近，在原子核電場(chǎng)作用下，改變運(yùn)動(dòng)方向，急劇減低速度，電子的一局部或全部動(dòng)能轉(zhuǎn)化為連續(xù)能量的X射線發(fā)射出來，這種現(xiàn)象稱為韌致輻射。韌致輻射的發(fā)生幾率：與吸收物質(zhì)的原子序數(shù)的平方成正比；與帶電粒子質(zhì)量的平方成反比；與帶電粒子的能量成正相關(guān)。所以：α射線由于自身質(zhì)量數(shù)大，較少產(chǎn)生韌致輻射；β射線的屏蔽要用原子序數(shù)低的材料，如鋁、塑料、有機(jī)玻璃等。64精選ppt快速電子在穿過透明介質(zhì)時(shí)，如果它的運(yùn)動(dòng)速度超過光在該介質(zhì)中的傳播速度，就會(huì)在某一特定方向上發(fā)射出一種能量較弱的電磁波，稱為契倫科夫輻射，又稱超光速電子輻射。契倫科夫輻射是連續(xù)譜，其波長(zhǎng)是接近紫外線的可見光。決定因素：快速電子的速率和介質(zhì)的折射率。生物醫(yī)學(xué)中主要利用契倫科夫輻射