22
γ相 机
探测人体内放射性核素发射出的γ光子，经 发现放射性药物在正常与异常组织器官的不同反映 对脏器中放射性核素的分布进行一次成像和连续动态观察。
23
SPECT 单光子发射计算机断层扫描装置
获得人体内放射性核素的三维立体分布图像，探头可以围绕病人某
一脏器进行360°旋转的γ相机
24
医 用 直 线 加 速 器
1
2
3
电 原子核与
磁
电子结合
力
核
质子与
力 中子结合
++ +
能 核与电子
级 处于不同
结 的能量状 构态
核力是短程强作用力 〉〉电磁力
原子核
中子
质子
电子 (电子云) 原 子半径 10-10 m 原子核半径 10-14 m
4
具有确定质子数和中子数的原子核称做核素
核素 氦-4 碳-12 碳-13 碳-14
11
核辐射的来源
（一）天然放射性 （二）人工放射性
（1）宇宙射线
来自太阳系生星际的质子、中子，电子，
各种介子等高速粒子；
（2）宇生放射性核素 射线与大气层地表元素作用产生的3H
14C 7Be 22Na等；
（3）原生放射性核素 地壳中自有的（A）铀系、锕-铀系，钍
系衰变系列核素（B）40K 87Rb等无衰变系列的长寿命放射性核素
一个铀-235核参与裂变反应所产生的能量
15
巨大的 能量
核技术基础知识 核技术基础知识
原子核 的贡献
强有力 的射线
核能工程
核技术
16
γ辐照装置
湿式贮源辐照装置全景图
干式贮源辐照装置全景图
17
大约 7 m
源棒
去离子水池 升降缆 样品容器 源架
固定源室干法贮源辐照装置
人员进入门
第 Ⅲ 类 湿法贮源水下辐照装置
核的自发变化过 程
放出粒子变为新 核
能级跃迁放出粒 子
核技术基础知识
核衰变
β+ 衰变
衰变
放射性
β- 衰变
核自发发射粒子的 现象
6
核衰变 原子核自发地放射出 或 等粒子而发生的转变称 为核衰变。
衰变：
A Z
X
Y A4
Z 2
衰变：
A Z
X
Z
A1Y
（+ ）
A Z
XHale Waihona Puke ZA1Y（- ）
A Z
X
ek Z A1Y
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回旋加速器
回旋加医速用器回生旋产加正速电子器示踪剂
的基础理念就是利用P/N(质子/ 中子)反应,用高能量的质子轰击 靶原子核,将其中一个中子击出, 质子留下,形成半衰期很短的新 原子核。
工业回旋加速器
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医用X射线管
X-RAY TUBE HOUSING (ASSEMBLY)
HIGH VOLTAGE CABLES
质子数 2 6 6 6
中子数 2 6 7 8
质量数 4 12 13 14
符号 4He 12C 13C 14C
1个 1个 3个
名称 质子数 中子数 质量数
同位素 同中子素
同量素
相同 不同 不同
不同 相同 不同
不同 不同 相同
举例 1H 2H 3H 2H 3He 3H 3He
稳定核素和不稳定 核素
5
α 衰α 变衰α 变衰变
X射线γ射线
核技术基础知识
9
10
指数衰减规律
N = N0e-t
N
=
N e-(ln2/T )t
0
1/2
N0: (t=0)时放射性原子核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放 射性原子核数目
: 放射性原子核衰变常数。大小 只与原子核本身性质有关， 与外界条件无关;数值越大衰 变越快
T1/2 =(ln2)/ : 放射性原子核的 半衰期
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激发
电离
韧致辐射
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轫致辐射
高速带电粒子通过原子核附近时，受到原子核库 仑电场的作用而急剧减速，一部分能量以光子的形式辐射 出来，这种辐射称为韧致辐射。
原子核
38
带电粒子与物质相互作用 的过程：
切伦科夫辐射
高速带电粒子
在非真空的透
核反应 , np, nd, n
正电子与负电子相遇发生湮灭 产生两个 0.511 MeV的 γ光子
核技术基础知识 核反 应
H 原子核 聚变
H 的燃烧
n + 14N → 14C + p
释放巨大的能量：一公斤铀-235相当2500吨煤， 2万吨TNT炸药
14
This fusion releases 17.6 MeV of energy.
聚变
一个氚-3核参与聚变反应所产生的能量
裂变
This fission releases 200 MeV of energy.
LIGHT BEAM COLLIMATOR
27
工业用γ 探伤机
28
固定核子测量－－料位计
29
固定核子测量－－厚度测量仪
30
镅-241湿度仪 纸张密度仪
31
32
33
常见的核辐射粒子
α
种类
符号 电荷（e) 静止质量 ( u )
β
α
4He
+2
4.00279
β
e±
±1
5.486×10-4
0
0
质子
（EC）
跃迁：处于激发态的原子核向基态或较低激发态跃迁。
7
内层电子能级的 跃迁
x射线
电 磁 辐 射 与 能
原子和分子外层 电子能级跃迁
紫外光可见光
核技术基础知识
分子振动和转动 能级跃迁
红外光
级
分子转动能级及
跃
电子自旋能级跃
微波
迁
迁
原子核自旋能级 跃迁
无线电波
8
电磁 波
微波 红外 线
可见 光
紫外 线
γ
60
明介质中穿行
(粒子速度大于
出钴
光的切 辐在这种介质 中伦科 照 装的相速度) 激
夫置
发辐射 中 放出电磁波
；
12
核辐射的来源
（一）天然放射性 （二）人工放射性
（1）核设施
反应堆，核燃料循环设施
（2）核技术应用 密封源(αβγ中子)，非密封源（131I、99Tc、
18F、35S、89Sr 99Mo），射线装置（X射线，加速器，中子发生器）
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中子引起 235U裂变
核与核或粒子相互 作用生成新核并放 出能量和粒子
p
+1
1.007276
中子
n
0
1.008665
带电粒子：αβ p
非带电粒子：xγ n
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直接电离辐射作用: 带电粒子把能量传递给物质,引起物质的某些物理、化学、 生物效应。
间接电离辐射作用: 非带电粒子最级也是通过它们在相相互作用过程中产生的带 电粒子来实现能量的传递。
电离辐射
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带电粒子种类 重带电粒子： α粒子、质子、介子 电子：β射线、电子
转台
源架
控制台
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γ辐照装置
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钻井测量
密封源241Am-Be 、137Cs 、 运输容器
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γ 远距放射治疗装置
放疗机距患者有一定的距离(大于0.5m)，将处于机器中的射线源
发射出来的射线束对准病人进行照射，发射的电离辐射从人体外
部照射肿瘤部位施行治疗
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γ刀（立体定向γ放射治疗装置）
钴-60发出的伽玛射线几何聚焦，集中射于病灶，一次性、致死性的摧毁 靶点内的组织