谱是不连续的线状谱，常伴有γ射线。
第五章 核医学物理
13
一、α衰变
核衰变过程可以用衰变能级图，镭 226 放出α粒子变 88 Ra
成氡222 86 Rn ，其过程为
226 88
Ra(1600a)
2 (5.4%)
4.598MeV
1(94.6%)
4.784MeV
0.32109 s
0.188MeV
A Z
0 X ZA Y 1 e ν e Q -1
式中 ν e 是中微子，它不带电，其静止质量基本为零。 子核和母核也是相邻的同量异位素。
第五章 核医学物理
18
二、β衰变
2．β+衰变 β+粒子是不稳定的，只能存在短暂时间，当它被物 质阻碍失去动能后，可与物质中的电子相结合而转化成 一对沿相反方向飞行的γ光子，每个γ光子的能量为 0.511MeV，正好与电子的静止质量相对应。 核医学诊断所用的正电子ECT(简称PET)影像设备
第五章 核医学物理
20
二、β衰变
3.电子俘获EC 发生β衰变的原子核俘获一个核外电子，同时放出 一个中微子，使核内一个质子转变为中子的衰变过程
称为电子俘获(electron capture, EC)。
β衰变时母核俘获一个K层电子称K俘获。有L俘获和 M俘获。K层最靠近原子核，K俘获的发生概率最大。
40 18
H
3 1
H
16 8
O
17 8
O
18 8
O
99.756%, 0.039%,0.205%
Ar
40 20
Ca
99 m 43
（3）同质异能素(isomer)
Tc
99 43
Tc
第五章 核医学物理
7
二、原子核的稳定性
放射性核素(radionuclide):会自发的衰变，放出一些射线.
影响原子核稳定的因素
第五章 核医学物理
6
一、核素及分类
1. 核素 将具有确定数目的中子和质子状态的原子核称为核素
(nuclide)
A Z
X
B Be 7 Be 9 Be
10
10
是两种不同的核素，它们的A相同，但Z不同
是两种独立的核素，它们的Z相同，但N不同
2 1
（1）同位素(isotope) 1 H 1 （2）同量异位素(isobar)
第五章 核医学物理
21
二、β衰变
3.电子俘获 其过程为
0 1 A e Z X ZA -1 Y ν e Q
=
核医学物理
第五章 核医学物理
3
第五章
核医学物理
第一节 原子核的基本性质 第二节 原子核衰变的类型 第三节 原子核衰变的宏观规律
第四节 原子核反应
第五节 医用放射性核素的来源
第五章 核医学物理
4
第一节 原子核的基本性质
第五章 核医学物理
5
第一节 原子核的基本性质
一、核素及分类
二．原子核的稳定性
就是利用该原理而成像。
第五章 核医学物理
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二、β衰变
22 11
13 7
N (9.96min)
Na(2.60a)
β+( β+( 100%)
1.24 MeV
90%)
0.545 MeV
1.275 MeV
13 6
C
13 7
22 10
Ne
(a) N
22 (b)11 Na
13 7
+ N 和 22 11 Na 的β 衰变图
（1）中子数与质子数之间的比例关系
一般排在周期表最前面的“轻核”的质子数和中子数相等
4 2
He
28 14
Si
197 79
“重核”一般中子数多于质子数
Au
238 92
U
第五章 核医学物理
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二、原子核的稳定性
A Z 1.98 0.0155A 2/3
第五章 核医学物理
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二、原子核的稳定性
（2）核子数的奇偶性
60
第五章 核医学物理
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二、β衰变
2．β+衰变 β+粒子是带1个单位正电荷且静止质量与电子相等的粒子。 这种衰变只有在人工放射性核素才能发生。 β+衰变实际上是核内质子数偏多而中子数偏少，母核中 1 的一个质子（ 1 p ）同时发出一个正电子和中微子转变为一个 1 n ）的过程。 中子（0
其一般过程为
32 15
p(14.26d )
60 27
Co(5.26a)
1 (99.8%)
0.31MeV
(0.2%)
2
(100%)
1.71MeV
1.48MeV
1
1.17MeV
2
1.33MeV
32 16
S
60 28
Ni
32 (a)15 p
60 (b) 27 Co
32 15
P和 27 Co 的β﹣衰变
第五章 核医学物理
1
核医学物理简介
姚红英
第五章 核医学物理
2
第五章
核医学物理
核医学影像 (nuclear medicine imaging)是核医学诊断
中的重要技术手段。原子核物理学是它的物理学理论基
础。 研究内容 一是研究核力、核结构和核反应等基本问题； 二是研究放射性和射线。
原子核物理学
+
医学
15
二、β衰变
1．β-衰变 其一般过程为
A Z
X Z A1Y 01 e ν e Q
式中，ν e 是反中微子，它不带电，其静止质量基本 为零。子核与母核是相邻的同量异位素。 反中微子与其他粒子的相互作用极其微弱，它沿地
球直径穿过能量几乎没有损失。
第五章 核医学物理
16
二、β衰变
1．β﹣衰变
第五章 核医学物理
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一、α衰变
A 用Z
X
A－4 代表母核，Z－2
Y 代表子核，则α衰变反应式为
A Z
4 4 X A Y Z 2 2 He Q
式中Q是衰变时所放出的能量，称为衰变能。 实验表明，发生α衰变的核素中，少数几种核素能 够放射出单能的α粒子，大多数核素将放射出几种不同
能量的α粒子，使子核处于激发态或基态。α射线的能
近300种稳定核素，大多数是偶偶核； 质子数和中子数各自成对时，原子核稳定 （3）重核的不稳定性 超过83号元素铋的原子核都不稳定 超过92号元素铀的原子核十分不稳定
第五章 核医学物理
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第二节 原子核衰变的类型
第五章 核医学物理
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第二节 原子核衰变的类型
放射性核素自发放出射线变为另一种核素的过 程称为原子核衰变，简称核衰变。 α衰变 放射性核素衰变类型 β衰变 γ衰变 核衰变过程将遵守质量、能量、动量、电荷和 核子数守恒定律。
222 86
226 88
Ra 2 82 62 Rn 4 2 He Q
Rn(3.82d)
镭的α衰变
第五章 核医学物理
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二、β衰变
原子核内释放出电子或正电子的衰变过程统称
为β衰变过程。
子核与母核是相邻的同量异位素。 β衰变的三种形式 β﹣衰变 β衰变
β+衰变
电子俘获EC
第五章 核医学物理