醫(yī)學物理學課件原子核和放射性

2023《醫(yī)學物理學課件原子核和放射性》CATALOGUE目錄原子核的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)放射性衰變的類型和規(guī)律射線與物質(zhì)的相互作用核醫(yī)學影像技術(shù)及其應(yīng)用放射性同位素在醫(yī)學中的應(yīng)用01原子核的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)原子核的基本組成原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。原子核的大小與原子序數(shù)成正比，即原子序數(shù)越大的原子核越大。原子核由質(zhì)子和中子組成，不同元素的原子核具有不同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。核力和核能核力是強相互作用力，是一種短程力，主要作用在相鄰的核子之間。核力具有吸引和排斥的性質(zhì)，能夠抵抗質(zhì)子之間的電磁排斥力，維持原子核的穩(wěn)定性。核能是原子核內(nèi)部的能量釋放出來時的能量形式，主要來自于核力的作用。核衰變和放射性衰變核衰變是原子核自發(fā)地發(fā)生質(zhì)量虧損并釋放出能量的過程，主要有α衰變、β衰變和γ衰變等形式。放射性衰變是放射性核素自發(fā)地發(fā)生核反應(yīng)并轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核素的過程，伴隨著能量的釋放。放射性衰變是一種自發(fā)的過程，不受環(huán)境溫度和壓力等外界因素的影響。02放射性衰變的類型和規(guī)律α衰變內(nèi)轉(zhuǎn)換放射性核素放射出α粒子（He原子核）的衰變過程。原子核從較高激發(fā)態(tài)躍遷到較低激發(fā)態(tài)時發(fā)射出光子的過程。β衰變核裂變放射性核素放射出β粒子（電子）的衰變過程。重原子核分裂成兩個或多個較輕原子核的過程。γ衰變核聚變放射性核素放射出γ光子的衰變過程。輕原子核結(jié)合成較重原子核的過程。放射性衰變的類型放射性衰變的規(guī)律平均壽命放射性核素從開始衰變到完全衰變所需的平均時間。半衰期放射性核素衰變掉一半所需的時間。雙重衰變同時發(fā)生兩種不同類型的衰變。指數(shù)衰變放射性核素的數(shù)目隨時間按指數(shù)規(guī)律減少。線性衰變放射性核素的數(shù)目隨時間按線性規(guī)律減少。利用放射性核素診斷和治療疾病。放射性醫(yī)學放射性示蹤放射性計時利用放射性核素標記化合物，研究化學和生物學過程。利用放射性核素的半衰期，測定地質(zhì)年代等。03放射性衰變的應(yīng)用020103射線與物質(zhì)的相互作用X射線是一種高能電磁輻射，具有波長短、頻率高、穿透力強的特點，可用于醫(yī)學診斷和治療。X射線γ射線是一種高能電磁輻射，具有波長短、頻率高、穿透力強的特點，可用于醫(yī)學診斷和治療。γ射線β射線是一種高能帶電粒子流，具有高電離能力和低穿透能力，可用于放射性治療和核醫(yī)學研究。β射線射線的種類和特點當射線照射到物質(zhì)表面時，會與物質(zhì)原子的電子相互作用，使電子獲得足夠的能量而從原子中逸出，產(chǎn)生光電子。射線與物質(zhì)的相互作用光電效應(yīng)當射線照射到物質(zhì)時，會與物質(zhì)原子的電子相互作用，使電子獲得能量并產(chǎn)生散射，同時釋放出次級電子。康普頓散射當射線照射到物質(zhì)時，會與物質(zhì)原子的核相互作用，使核獲得能量并產(chǎn)生裂變或聚變等反應(yīng)。核反應(yīng)放射性治療γ射線和β射線可用于放射性治療，如腫瘤治療和核醫(yī)學研究等。醫(yī)學診斷X射線和γ射線可用于醫(yī)學診斷，如CT掃描和核磁共振等。核醫(yī)學研究γ射線和β射線可用于核醫(yī)學研究，如藥物示蹤和生物效應(yīng)研究等。射線在醫(yī)學中的應(yīng)用04核醫(yī)學影像技術(shù)及其應(yīng)用核醫(yī)學影像技術(shù)的種類主要包括單光子發(fā)射計算機斷層掃描（SPECT）、正電子發(fā)射計算機斷層掃描（PET）、X射線計算機斷層掃描（CT）、磁共振成像（MRI）等。核醫(yī)學影像技術(shù)的特點核醫(yī)學影像技術(shù)以放射性同位素為示蹤劑，能夠無創(chuàng)、無痛、無損地獲取人體內(nèi)部生理和病理信息，具有較高的靈敏度和分辨率。核醫(yī)學影像技術(shù)的種類和特點核醫(yī)學影像技術(shù)的原理和應(yīng)用利用放射性同位素發(fā)出的射線與人體組織相互作用，通過探測器接收并記錄透過人體后的射線，經(jīng)過計算機處理后生成人體內(nèi)部圖像。核醫(yī)學影像技術(shù)的原理在臨床診斷、治療、藥物研發(fā)、生理病理研究等方面得到廣泛應(yīng)用，如腫瘤、心臟病、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病的診斷和治療。核醫(yī)學影像技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢隨著科技的不斷進步，核醫(yī)學影像技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善，未來將進一步提高圖像質(zhì)量、降低輻射劑量、提高掃描速度等，以滿足臨床需求和患者安全。未來展望隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，核醫(yī)學影像技術(shù)將在疾病診斷和治療方面發(fā)揮更大的作用，同時將推動醫(yī)學影像技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。核醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來展望05放射性同位素在醫(yī)學中的應(yīng)用放射性同位素的基本性質(zhì)放射性同位素具有衰變特性，能夠產(chǎn)生帶電粒子、γ射線等放射性粒子，可用于治療、診斷、示蹤等。放射性同位素的制備方法通常采用核反應(yīng)、核衰變等方法制備放射性同位素，例如用加速器進行核反應(yīng)、從衰變堆中提取等。放射性同位素的基本性質(zhì)和制備方法診斷放射性同位素可以作為示蹤劑，標記生物分子，用于醫(yī)學診斷。例如，用放射性同位素標記的碘化鈉進行甲狀腺顯像。放射性同位素在醫(yī)學中的應(yīng)用領(lǐng)域核醫(yī)學成像放射性同位素可以作為示蹤劑，用于核醫(yī)學成像，例如PET/CT等。腫瘤治療放射性同位素可以發(fā)射出高能量的帶電粒子或γ射線，對腫瘤進行輻射，殺死腫瘤細胞，達到治療的目的。放射性同位素的安全使用和管理使用放射性同位素時，需要采取嚴格的防護措