肿瘤放射治疗技术
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第一章 放射性核素
内容： 1、了解与核物理基础相关的基本概念及放 射性衰变规律
2、 掌握X（γ）射线及带电粒子与物质 的作用方式
3、掌握辐射量的物理意义、射线质的规 定。
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放射治疗技术研究的范畴：
放射治疗技术是以放射物理学和放 射生物学知识为基础，借助于电离辐射作 用，研究和探讨放射治疗的技术和方法， 对良、恶性肿瘤进行治疗的一门学科。
间接电离：不带电粒子（如光子、中子等），本身 不能使物质电离，但能借助它们与原子 的壳层电子或原子核作用产生的次级粒 子，然后再与物质中原子作用，引起原 子的电离。
电离辐射：直接电离粒子或间接电离粒子、或者两 者混合组成的辐射。
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一、射线与物质的相互作用
（一）、带电粒子与物质的作用 （二）、Ｘ（γ）射线与物质的作用
如： 钴-60源 T ½ =5.27年
铱-192源 T ½ =74天
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第二节、射线与物质的相互作用
电离： 原子的核外电子因与外界相互作用获得足够 的能量，挣脱原子核对它的束缚，造成原 子的电离。
直接电离：由具有足够动能的带电粒子（如电子、 质子）与原子中的电子的碰撞引起的。
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A = -dN/dt =A0 e-λt 单位：贝可勒尔（Bq）和居里（Ci）
１Ci = 3.7×１０１０Ｂq 例：一台60Co治疗机初装时活度为3000 Ci
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4. 半衰期：放射性核素其原子核数目衰变到原 来数目一半所需的时间称为半衰期， 用T1/2表示 。
T ½ = 0.693 / λ λ为衰变常数
形式释放能量跃迁到较低的能态或基态。 钴-60源、铯-137源和铱-192源均既具有β放射性，同时也 具有γ放射性。
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2、放射性指数衰变规律：不稳定核
素的放射性衰变遵从指数规律，称为 指数衰变：N = N0 e-λt
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3、放射性活度：是指一定量的放射性核素在一个
很短的时间间隔内发生的核衰变数除以该时间间隔 之商。
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二、 原子能级、电磁辐射
1、原子能级：原子根据外围电子所处的不同壳层状
态而呈不同的能量级别 。 2、基态：电子填充壳层时按照从低能级到高能级的顺
序以保证原子处于能量最低状态，这种状态 称为基态。
3、激发态：当电子获得能量，从低能级跃迁到高级而使
低能级出现空位时，称原子处于激发态。
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线，转变为另一种核素，这种现象称为放射性， 这 个过程称为放射性衰变，这些核素称为放射性核素。
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放射性同位素衰变方式
衰变有三种方式： α衰变：原子核自发地放射出α粒子的转变过程，伴随着产生
α射线；镭（88226Ra) β衰变：原子核自发地放射出电子e-或正电子e+或捕获一个轨
道电子的转变过程 γ跃迁： α和β衰变后的子核很可能处于激发态，会以γ射线
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18.4 17.2 16.6
12.7 11.8
5、韧致辐射：原子核内核子
10.7 9.6
（质子和中子）间的相互作用，
7.7
使之具有一定的状态，如受外界
能量的激发后，使整个核的能级
发生变化。当它由受激态返回固
4.4
定态时，便释放γ光子，此种光
子称为韧致辐射。
0
12C原子核的能级示意图（MeV)
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放射治疗是局部治疗手段
根治性治疗
放
射 治
辅助性治疗
疗
姑息型治疗
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放射治疗技术是一门专业性很强的学科
放射物理学：支柱 放射生物学：基础 放射治疗学：手段 临床肿瘤学：综合治疗 医学影像学：基础 医学心理学： 医学伦理学： 人文医学
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第一节 核物理基础一、原来自结构肿瘤放射治疗技术放射治疗技术研究的目的：
最大限度地消灭肿瘤， 同时最大限度地保护正常组织和器官的功 能，改善患者生存质量，提高患者的长期生 存率。
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放射治疗在肿瘤治疗中的地位
恶性肿瘤治疗的三大手段：75%的患者采用 放射治疗
1998年WHO： 手术：22% 放射治疗：18% 化学治疗：5%
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能量单位
电子伏特（eV）：一个电子在真空中通过1V电位 差所获得的动能。
千电子伏特（keV） 兆电子伏特（MeV） 1 eV=1.0× 10-3 keV= 1.0× 10-6 MeV
=1.602192 × 10-19 J
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三、放射性衰变、放射性活度、半衰期 1、放射性衰变：不稳定核素自发地放出射
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2、非弹性散射：在入射电子的作用下，原子本身 状态发生
一定的变化，同时入射电子的能量和方向 发生变化，有以下三种情况：
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非弹性散射的三种情况
作用在原子的外层电子： 激发：释放光和热 不产生Ｘ线 电离：形成δ电子
作用于内层电子 ：释放光子，称为特征辐射。它与靶物质的 原子结构的能级有关，反映靶物质的特征。
了解原子的结构对于认识放射线的产生及其与 物质的相互作用是十分必要的，因为这些过程
都发生在原子的范围内。
质子 ：带正电
原子核
原子
中子 ：不带电
电子：带负电
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原子结构符号
AZX ：X是元素符号，Z是原子序数(核外电子数），
A是原子的质量数（核子数）。 电子分布于不同的壳层，每层电子数按2n2规律排列， 并从内层开始习惯称为K、L、M、N、O……层。它所 包含的电子数分别为2，8，18，32，……
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（一）带电粒子与物质的作用方式
具有一定能量的高速运动的电子入射到靶物质中，与 物质原子发生作用，主要有以下两种方式：
1、弹性散射：当电子与物质原子核库仑场发生相互作用 时，不改变原子本身的状态，仅改变入射 电子的速度和方向。
电子散射的方向决定于入射电子的能量。 弹性碰撞发生的概率：能量小，5%
4、特征辐射：处于激发态的原子很
不稳定，高能级电子会自发跃迁到低 能级空位上而使原子回到基态。两能 级能量的差值一种可能是以电磁辐射 的形式发出，这种电磁辐射称为特征 辐射；另一种可能是传递给外层电子， 获得能量的外层电子脱离原子束缚而 成为自由电子，这种电子成为俄歇电 子。 每一种元素都有它自己的特征辐射。