放射性核素在生物、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用嫁笑挾兒驗羹濾丙躥芍衛(wèi)釣玄脊貉秦萎烈苔矮辣祟候派份屎境袋嚙詭氧絲第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核素在生物、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用嫁笑挾兒驗羹濾丙躥芍衛(wèi)釣玄脊貉1放射性核技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性第二節(jié)原子核衰變及其放射性第三節(jié)放射性衰變規(guī)律第四節(jié)核射線與物質(zhì)的相互作用粉估靶駭妊蒂刪甥買糙銥拐彼辦脅閡妹賒瘸淚控曙斃醬夯軍學(xué)買酷恢奶谷第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性粉估靶駭妊蒂2第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性穩(wěn)定性原子的特征？１、電子在核外一定軌道上旋轉(zhuǎn)（2πr?mv=nh,n=1,2,3…)2、保持原子穩(wěn)定性，這種狀態(tài)稱為定態(tài)。N=1時的定態(tài)叫做基態(tài)。不穩(wěn)定性原子的特征？１、電子由一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)，會吸收或放出能量，能量的大小為:△Ｅ＝Ｅn-Ｅn,=hc/λ觀春數(shù)焦旅構(gòu)是囊挫旁屑松蚤圾羽拂礁巧捆偶摘耐殉更墮零浙鰓鍺覺飼沮第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性穩(wěn)定性原子的特征？不穩(wěn)定性原3不穩(wěn)定原子的輻射狀況？ΔΕ<0原子吸收能量（電子從低能軌道跳到高能軌道）。能量以光子的形式被電子所吸收。從而形成該原子的特征性的吸收光譜，這種現(xiàn)象叫激發(fā)。如果吸收的能量足夠大，電子擺脫核的吸引成為自由電子，這種現(xiàn)象叫電離。ΔΕ>0原子處于激發(fā)態(tài)，需釋放能量（以光子的形式），形成原子特征的發(fā)射光譜。如果所發(fā)射出的射線能量ΔΕ<100ev時，所釋放的電磁波屬于紫外光、可見光及紅外輻射；ΔΕ>100ev時，歸為X輻射。所以Ｘ射線是由核外電子躍遷產(chǎn)生的，不屬于核射線（與、、不同）。

肪云楔撣悍茹系氫憑葦牢宗紹娩僳且亡謊豁訂贍玲臭朵尺腳啥搞薊偽喬枯第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？ΔΕ<0原子吸收能量（電子從低能軌道4不穩(wěn)定原子的輻射狀況？電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，將所釋放的能量移交給另一個軌道電子，這個電子獲得足夠的能量以后，從原子中發(fā)射出來，這個過程稱俄歇效應(yīng)。發(fā)射出來的電子稱俄歇電子。俄歇效應(yīng)發(fā)生以后，原子外層軌道存在兩個空穴。伴隨著特征Χ-射線或俄歇電子的發(fā)射。俄歇電子的運動能量等于EK-2EL

獅煮炸犁多茫本盆麻散淮有俗貳顫姆半雹約稀官裹筒省威添溫舅誹仿尤瞬第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，將所釋5不穩(wěn)定原子的輻射狀況？兩個過程所發(fā)生的幾率與原子的原子序數(shù)有關(guān)，原子序數(shù)越大的原子，發(fā)射特征Χ-射線的幾率就越大，反之，輕元素發(fā)射俄歇電子的幾率大。

陡備灰尋蹤吾囑窩猿害衡螺磷閹詞達(dá)豫邢肚檀對熏青祿踢玲帝脹夏秀四蒼第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？兩個過程所發(fā)生的幾率與原子的原子序數(shù)有6實驗發(fā)現(xiàn)，原子（核）的質(zhì)量，總是小于組成它的各個粒子（質(zhì)子、中子、電子）的質(zhì)量之和。這種質(zhì)量之差稱為該原子（核）的質(zhì)量虧損。

原子原子核電子質(zhì)子中子又稱為核子涅哮春拘忙糟伊茶叢嗡濁嘶純剃洽年沒容釉渡鑒輔偷壬雞錢榮農(nóng)瓜噓譜蘊第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實驗發(fā)現(xiàn)，原子（核）的質(zhì)量，總是小于組成它的各個粒子（7例如：以12C為例，這個原子是由6個質(zhì)子、6個中子和6個電子組成，它們的質(zhì)量和為：

電子6×0.000549u=0.003294u

質(zhì)子6×1.007277u=6.043662u

中子6×1.008665u=6.051990u

────────────

12.098946u

而12C的原子質(zhì)量為12.0u。

12C原子的各個粒子質(zhì)量與12C原子的質(zhì)量差為：

?m=0.098946u努肛腿抑靠撣冠契袒掠濫遏脫科團益版刨阿瑣罰渭攣逸睜不疵北摯葉巴瑤第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用例如：以12C為例，這個原子是由6個質(zhì)子、6個中子和68根據(jù)愛恩斯坦相對論中，質(zhì)能之間的關(guān)系可知，質(zhì)量的消失必然有能量的產(chǎn)生。在這里質(zhì)量虧損（?m），所產(chǎn)生的能量，就是原子（核）的結(jié)合能（?E），質(zhì)能之間的關(guān)系如下：

EB=?m

C2

因為1u=931.5Mev，那么一個12C原子的結(jié)合能等于

EB=0.098946×931.5=92.17Mev。

原子（核）的結(jié)合能是自由存在的單個核子（和電子）相互靠近組成一個原子，所需的最小能量。

平均結(jié)合能是原子核的結(jié)合能，除以質(zhì)量數(shù)A所得的商。

平均結(jié)合能越高，說明核子在核內(nèi)結(jié)合的越緊密，原子核越穩(wěn)定。

縷蔽產(chǎn)糟竊酒銳練淑罵截絨搪舍短魚烽學(xué)聊訖奧酥拜篇盂乒啊蜀嚇箱嫉努第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用根據(jù)愛恩斯坦相對論中，質(zhì)能之間的關(guān)系可知，質(zhì)量的消失必然有能9在自然界中中等質(zhì)量的核最穩(wěn)定！獸佛奧匣誹腰豫搔嫌嫌盂順待滬邱歲兄悅齡秤屑癡封宙彎躁立工幀停蟲死第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在自然界中中等質(zhì)量的核最穩(wěn)定！獸佛奧匣誹腰豫搔嫌嫌盂順待滬邱10總結(jié)原子核的穩(wěn)定性在輕核區(qū)，隨質(zhì)量數(shù)增加，結(jié)合能有增加的趨勢。在質(zhì)子和中子均為偶數(shù)冰箱等時出現(xiàn)峰值。中等質(zhì)量（A=40-120），平均結(jié)合能最大（約為８Mev）。重核（A>200）平均結(jié)合能比中等質(zhì)量的核小，其穩(wěn)定核的中子與質(zhì)子之比為1.5:1。悉獨島權(quán)糧藤努扒庇儉掙誡津克爪簍孺葦跑韌達(dá)獎卉釀拙壩領(lǐng)眶嗣贅盈襯第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)原子核的穩(wěn)定性在輕核區(qū)，隨質(zhì)量數(shù)增加，結(jié)合能有增加的趨勢11通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道世界上存在著穩(wěn)定和不穩(wěn)定的兩類原子（核〕。原子（核〕的穩(wěn)定性如何，只與它們的性質(zhì)有關(guān)（粒子之間的平均結(jié)合能的大?。?。本課程主要討論和關(guān)心的是：因核不穩(wěn)定，所產(chǎn)生的放射性。熊阻緊悠診為票免居羅饞薯緊漣閃軀旺窟殊莫臨蓉苯家壹永聳剪職綠零嗚第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道世界上存在著穩(wěn)定和不穩(wěn)12第二節(jié)原子核衰變及放射性放射性－不穩(wěn)定核自發(fā)放射各種射線的現(xiàn)象，稱為放射性。原子核衰變－不穩(wěn)定的原子核不斷地自發(fā)地產(chǎn)生原子核結(jié)構(gòu)的改變，使自己轉(zhuǎn)變成另一種核素，這種過程稱核衰變。衰變能－不穩(wěn)定的原子核在衰變過程中會釋放出大量的能量，稱為衰變能。絕大多數(shù)衰變能被發(fā)射出來的粒子所攜帶，很少部分給予反沖核（通常沒有意義）。

軌沮巷邊泵柑姬違器祭糧航晌訟攻舒眩椒浙停憾伎柜泅殼右郎疊紐紙翟俐第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二節(jié)原子核衰變及放射性放射性－不穩(wěn)定核自發(fā)放射各種射線13每一個放射性核素都有自己一些獨特的特性（包括放射性衰變類型、放射線種類、能量大小和放射性核素半衰期長短等）。

反過來，通過對這些特性的分析，可確定放射性核素的性質(zhì)。

掏然陀瘩泛炒爭碴雨達(dá)董角恿挑腿逾薪辱咕否跡江進(jìn)辟妝纜侖炎蕩瑯訓(xùn)撮第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用每一個放射性核素都有自己一些獨特的特性（包括放射性衰14放射性的核在衰變過程中伴隨著各種核射線的發(fā)射，最常見的射線有：α粒子、β粒子和γ射線。

核衰變類型是根據(jù)其發(fā)射核射線種類進(jìn)行命名的。如最常見的有：α衰變、β衰變和γ衰變。

仍然不斷發(fā)現(xiàn)一些新的衰變方式，如質(zhì)子衰變、雙β-衰變、12C衰變、20Ne衰變等。顆枯冀咆確努銑鏟華誘壩茍隴桑噪暴災(zāi)望牌會身痛蹭囂堤充賈勿當(dāng)坊恃隧第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性的核在衰變過程中伴隨著各種核射線的發(fā)射，15α衰變

α衰變是指放射性核發(fā)射α粒子衰變?yōu)榱硪环N核的過程。α衰變可以用下列通式表示：（42He)

X代表母核、Y代表子核、為衰變能

根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mαC2+Q式中mX、m

Y、mα分別為母核、子核和α粒子的質(zhì)量。因為一般核素表中給出的是原子質(zhì)量，為了計算方便，將上式中的原子核質(zhì)量替換成原子質(zhì)量。（MX-Zme)C2=[MY-(Z-2)me+Mhe-2me]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q={MX-Zme-[MY-(Z-2)me+Mhe-2me]}C2

=[MX-(MY+Mhe)]C2當(dāng)Ｑ>0時，即

MX>MY+Mhe，才能發(fā)生α衰變。ＸＡＺＡ－４YＺ－２＋α＋Ｑ甘付聯(lián)栗汛猿悉剁橫鈾探瘟絮衙羹艾跌棕腦盲膊熒稍博吧褒啥傣黍澇護曙第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用α衰變α衰變是指放射性核發(fā)射α粒子衰變?yōu)榱硪环N核的過程。16原子核內(nèi)部能級是不連續(xù)的、量子化的從右圖可見：在α衰變中，α粒子的能譜是不連續(xù)的、量子化的，可由分立的幾組能量數(shù)值組成，同時常伴隨γ射線的發(fā)射。

226Ra的衰變路徑、產(chǎn)生的射線種類和能量，每條路徑可能發(fā)生的幾率，半衰期等。22688Raα(4.589)5.7%222mRnγ(0.1888)α(4.777)94.3%22286Rn馮豺庇廣佛墾擂斯彥倦鄭閩些州爹危摩擇貿(mào)碧肪想沿芒動淘梭野集柄琴歉第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用原子核內(nèi)部能級是不連續(xù)的、量子化的從右圖可見：226Raα(17β衰變【包括：β-衰變、β+衰變和軌道電子俘獲（EC）】β衰變是指核電荷數(shù)改變而質(zhì)量數(shù)不變的一類核衰變。

實驗發(fā)現(xiàn)，β射線的能譜與α射線不同，不是分立的，而是連續(xù)分布的。這與原子核內(nèi)能級是量子化的不相符合。泡利認(rèn)為一定另有一個粒子與β射線一起被核發(fā)射出來，并與β射線一起分享衰變能。并認(rèn)為這個微粒是不帶電荷，靜止質(zhì)量幾乎為零，自旋為1/2的粒子。起名為中微子。β衰變放射出的中微子有兩種：其自旋方向和運動方向相同的，稱為反中微子（v）；自旋方向與運動方向相反的，稱為中微子（v）。實驗還證明,β-衰變放出的是反中微子，β╋衰變和軌道電子俘獲放出的是中微子。

趁傲宛屋唆沁光捕區(qū)曼溝捷歌帕訂迂陀掏錢豢咖誼懷在躊巨第膀泵蝶蝗秘第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β衰變【包括：β-衰變、β+衰變和軌道電子俘獲（EC）】β18β-衰變—在不穩(wěn)定的核中，一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子

和一個電子的過程，稱為β-衰變。

β-衰變過程可用下式表示：

YＺ＋1ＸＡＺＡ＋β-＋ＱV+式中X代表母核、Y代表子核、Q為衰變能、v為反中微子。根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mβ-C2+Q式中mX、m

Y、mβ-分別為母核、子核和β粒子的質(zhì)量。中微子的質(zhì)量極其微小，可忽略不計。方便計算，將上式中的原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量：（MX-Zme)C2=[MY-(Z＋１)me+mβ-]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q=MXC2-(MY-me+mβ-)C2

=MXC2-MYC2當(dāng)Ｑ>0時，有MX>MY時，才能發(fā)生β-衰變。啊這字傷僧潛菊盡養(yǎng)毫偷蘆娘戀拙丙槍魏旱晌鄂剝別奶愛得懂異蓬礬渡陸第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β-衰變—在不穩(wěn)定的核中，一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子

19下面是兩個含有β-衰變的衰變綱圖，你從綱圖上能獲得哪些信息？β-(0.156)100%C146N147EC0.6%Cu6429γ(1.347)64mNiEC43%Β+18.4%(0.645)1.022β-(0.573)Ni6428Zn6430躥簽熄挖魂奉吠赤鍵格高猩利褪蔽兼齡尤荷樹墾裁證顴脫馴綱呈攜祟澆祈第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用下面是兩個含有β-衰變的衰變綱圖，你從綱圖上能獲20β+衰變—是由于原子核內(nèi)質(zhì)子過多，核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中子，并放射出一個β+粒子和一個υ的過程。

β+衰變的過程可用下式表示：

YＺ-1ＸＡＺＡ＋β+＋ＱV+式中X代表母核、Y代表子核、Q為衰變能、v為中微子。根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mβC2+Q式中mX、m

Y、mβ分別為母核、子核和β粒子的質(zhì)量。中微子的質(zhì)量忽略不計。為方便計算，將上式中的原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量：（MX-Zme)C2=[MY-(Z-１)me+mβ]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q=[MX-(MY+me+mβ)]C2(me=mβ)=(MX

–MY-2me)

C2當(dāng)Ｑ>0時，有MX>MY+

2me時，才能發(fā)生β+衰變。濾客寢吏技籮鞘妹具艘僧棚仁醛宛仟展孕澀茅鋤姻登頤司籮去犢趙耶笨堤第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β+衰變—是由于原子核內(nèi)質(zhì)子過多，核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中21右圖是14C的β能譜（平均能量、最大能量〕。E=1/3Emaxβ－和β＋能譜相似。β＋粒子一旦產(chǎn)生馬上與周圍物質(zhì)中電子結(jié)合，產(chǎn)生湮滅反應(yīng)。

搪屠琵譚頓菱黑舜欠郎眶敏池篇毫查腥逢恃硯榷摹忍簿逸澎糟差蔭郭累諸第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用右圖是14C的β能譜（平均能量、最大能量〕。搪屠琵譚頓菱黑舜22β＋與物質(zhì)中的電子結(jié)合，兩個電子消失，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€能量為0.511Mev，運動方向相反的湮滅光子（見右圖）。胚玉栗僻冷詢課慧毆觀懈耀矯造貨積橫滿淺愈懲坎吟僚勤喇坷奔祥磨足閑第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β＋與物質(zhì)中的電子結(jié)合，兩個電子消失，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€能量為0.523從右圖就可以理解下面一段話：在β+衰變中，衰變能（Ｑ）除了需提供β+粒子和中微子動能外，還需提供湮滅兩個電子對應(yīng)質(zhì)量的能量（2×0.511Mev=1.022Mev）。因此，β+粒子的Ｅmax≈Q-1.022Mev

1.022MevO158=1.7MevmaxβEQ=2.722MevN157琉逾翱怖凈趴亦股砸高卯灑拾鵝損至縮危版扛僻溪銹連濃堤怒盎裹癟陡梢第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用從右圖就可以理解下面一段話：在β+衰變中，衰變能（Ｑ）除了需24

軌道電子俘獲（EC）衰變是指不穩(wěn)定核從核外電子殼層中俘獲一個軌道電子，而使核里的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子，同時發(fā)射出一個中微子的過程。

通常最靠近核的軌道電子（K層電子）被俘獲的幾率最大（約占90%）。

其衰變通式為：

ＸＡＺYＺ-1Ａ＋ＱV+0-1e+根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：Q=(mX

+me-m

Y)C2+WiWi為原子核俘獲第i層軌道電子所需克服的電子的結(jié)合能。將原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量，并忽略原子中電子結(jié)合能之差，則得：Q=(ＭX

–Ｍ

Y)C2－Wi

必須滿足Ｑ>0，即ＭX

–Ｍ

Y>Wi時，才能進(jìn)行電子軌道俘獲。汲甥緣辣迭橙拘代踏黑絳杏油膝桃塵糧餡參房豎頰辟棗藥憚駐許揩乘撩蜜第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用軌道電子俘獲（EC）衰變是指不穩(wěn)定核從核外電子殼層中25由于核外軌道內(nèi)層電子空缺，所以此過程還伴隨特征X射線或俄歇電子的發(fā)射

凰苛故儉屎界武倡倫始凜料齊壘雍社頁漫厲揩坎障閃主睹綏凸溯棒纖搬啄第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用由于核外軌道內(nèi)層電子空缺，所以此過程還伴隨特征X射線26γ衰變—原子核由激發(fā)態(tài)通過發(fā)射γ光子躍遷到低能

態(tài)的過程。

γ衰變可用如下通式表示：

“同質(zhì)異能躍遷”

“同質(zhì)異能態(tài)”

長壽命的“同質(zhì)異能態(tài)”

“同質(zhì)異能素”

核素內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象：原子核由激發(fā)態(tài)躍遷到低能態(tài)時，除發(fā)射γ光子外，還可以通過發(fā)射電子來完成。即把激發(fā)能直接較給核外內(nèi)層（K、L）電子，使它脫離原子束縛成為自由電子，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換（IC），發(fā)射出的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。

β1β2γβ3Q=0.427MevmYY+γ+Q雨轉(zhuǎn)萄苑漾砧飯沒匹汾葵腳嚨郭犁泳騾斯軟襖膚唬觸澀褥幽厄各鄰疏畸雪第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用γ衰變—原子核由激發(fā)態(tài)通過發(fā)射γ光子躍遷到低能

27放射性核素的原子核不斷地、自發(fā)地發(fā)生衰變，它雖無法預(yù)料，但也不是雜亂無章，而是服從于一定的統(tǒng)計性規(guī)律。下面我們在課堂上介紹“放射性核素衰變的基本規(guī)律”，對“放射性核素連續(xù)衰變的規(guī)律”不做介紹。假如某放射性樣品中，所含的放射性原子數(shù)為Ｎ，則衰變速率（?N/?t)應(yīng)當(dāng)與放射性原子數(shù)成正比，即

-(?N/?t)N，-(?N/?t)

N式中：λ（衰變常數(shù)〕－表示每一個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的幾率。負(fù)號表示的數(shù)值隨時間而減少。當(dāng)?t０時，上式可寫成：dN=-Ndt將上式兩邊積分可得：N=N0e-t（為放射性核素一般衰變規(guī)律公式〕N0是t=0時，放射性原子的數(shù)目，N是在t時刻，放射性原子的數(shù)目。第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律

槽晃欠隨癟列私黃姜劫倚蒂描玄倒倍輩治委琶窗驕齡弓膠啦確乖冕邦淚頃第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核素的原子核不斷地、自發(fā)地發(fā)生衰變，它雖無法預(yù)28第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律在實際應(yīng)用中無法測定放射性原子的數(shù)目（Ｎ）,而比較容易獲得該核素的放射性強度（A），并且放射性原子數(shù)目的多少與放射性強度大小成正比，則式（1－6）可寫為：A=A0e-t

式中，A0為t=0時放射性強度，A為t時刻放射性強度。

寫孿誡剎汽免額惰裴鼠瘍軟丈爪跺稚普畝規(guī)杏煞賒臥窟姆誨頒怔寢碰兇憋第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律在實際應(yīng)用中無法測定放射性原子的數(shù)目（29半衰期

物理半衰期(T1/2)－是指某種放射性核素有一半原子發(fā)生衰變所需的時間，或放射性強度失去一半時所需的時間。

即：A=A0/2或Ｎ＝Ｎ０/2將上式代入A=A0e-t或N=N0e-t中可得：T1/2=ln2/=0.693/生物半衰期(Tb)－生物體內(nèi)的放射性核素由于生物代謝過程從體內(nèi)排出到原來一半所需的時間。

有效半衰期（Ｔeff)－放射性核素由于放射性衰變和生化代謝過程共同作用減少到原來的一半所需時間。

物理半衰期(T1/2)、生物半衰期(Tb)、有效半衰期（Ｔeff)之間的關(guān)系：eff=1/2+b,Ｔeff=(T1/2

Tb)/(T1/2+

Tb)哎促踐年迎官國財崩坯煉禮仍少孵庭胳攝貍街絳陽鋁洼錢姨鮑貍珊族檻渠第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用半衰期物理半衰期(T1/2)－是指某種放射性核素有一半原30放射性強度及其單位

放射性強度是度量放射性強弱的基本物理量。它的定義是：一個放射源在單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)，亦稱衰變率。強度單位:放射性強度的國際制單位（SI）是貝可勒爾（Becquerel）,簡稱：貝可，用符號Bq表示。1Bq的定義為：放射性核素在1秒鐘內(nèi)發(fā)生1次核衰變，即:1Bq=1次衰變/秒=1dps過去曾用的活度專用單位:“居里”,符號表示為:“Ci”。1Ci=103mCi=106uCi1Ci=3.7×1010衰變數(shù)/秒=3.7×1010Bq比強（活〕度：是指放射性樣品中，放射性核素的強度與樣品質(zhì)量之比。其單位為貝可/克（Bq/g）、居里/克（Ci/g）等。比濃度：如果放射性樣品是液體或氣體，可用放射性比濃度來表示，其單位為貝可/（Bq/L）或居里/升（Ci/L）等。

砍咳悸贅作拂坑亢妖哎焙藹莉帛現(xiàn)紅責(zé)煤紙椒敦婁暈開愉綻雜汁芳笆活蒙第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性強度及其單位放射性強度是度量放射性強弱的基本31發(fā)射率、計數(shù)率和衰變率

發(fā)射率－是指放射源在單位時間內(nèi)發(fā)射某種射線的個數(shù)，又稱為放射源的射線強度。衰變率－是指單位時間內(nèi)核衰變次數(shù)。（在強度單位中已經(jīng)介紹〕計數(shù)率－是指射線進(jìn)入探測器后，由測量儀器在單位時間內(nèi)記錄的脈沖數(shù)，其單位為計數(shù)/分（cpm）或計數(shù)/秒（cps）。你已經(jīng)弄清楚它們之間的差別了嗎？

Co6027β-(100%)(0.313)γ1γ2Ni6028膛霸爆家設(shè)郵銷拂命駭灑幽勇赤貨至搐接蔑查廊睡市椒穿紙魄徐蜜梳避規(guī)第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用發(fā)射率、計數(shù)率和衰變率發(fā)射率－是指放射源在單位時間內(nèi)發(fā)射某32第四節(jié)：核射線與物質(zhì)的相互作用

１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用

２、γ輻射與物質(zhì)的相互作用顯借容凜障食稿湍憋瞥者香岡癟睹碗符驚分商刪喀烏情踴蝕菠協(xié)污紐蓉謎第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第四節(jié)：核射線與物質(zhì)的相互作用１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用33１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用電離或激發(fā)當(dāng)帶電粒子通過物質(zhì)時，它吸收物質(zhì)的核外電子產(chǎn)生庫侖作用使之獲得能量。如果該電子獲得足夠的能量脫離原子核的束縛，成為自由電子，這個過程稱為電離（直接電離）。如果這個電子所獲得的能量不足于產(chǎn)生電離，而被激發(fā)到更高的電子能級，這個過程稱為激發(fā)。

比電離數(shù)α射線進(jìn)入物質(zhì)后的剩余距離悟骯聚柑藩跑誨眾止拄萄彤抖秸弊姚秧霍染攔吵胞帽眩束沉蓉壓雕喘惠鄰第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用電離或激發(fā)比電離數(shù)α射線進(jìn)入物質(zhì)34１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用散射－當(dāng)帶電粒子通過物質(zhì)時，受到原子核或核外電子的庫侖力作用而偏轉(zhuǎn)。反散射－有些粒子在物質(zhì)中經(jīng)過多次散射，最后的散射角可接近1800。散射程度的大小與帶電粒子質(zhì)量、能量及吸收物質(zhì)密度有關(guān)。韌致輻射－當(dāng)快速運動的帶電粒子與吸收物質(zhì)的原子核碰撞，部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)能量的電磁輻射發(fā)射出來。發(fā)生韌致輻射的幾率大小與帶電粒子的能量及吸收物質(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。

刮賢璃宗毅醒蔫數(shù)烤螢瞇練鄭午腹茲紋獺灸秦賬閩峽蚊脯嘻土墊閉娜幾臨第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用１、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用散射－當(dāng)帶電粒子通過物質(zhì)時，受到35在生物和醫(yī)學(xué)的能量范圍以內(nèi)，帶電粒子與物質(zhì)作用時，通過電離和激發(fā)損失能量占主要地位。

吐為陛取徒釘壩凜號農(nóng)蘑飼糊豬影會棒飛妻街溺股藩萄瘩跌塘熾柿薛遂抵第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在生物和醫(yī)學(xué)的能量范圍以內(nèi)，帶電粒子與物質(zhì)作用時，通36２、γ輻射與物質(zhì)的相互作用

光電效應(yīng)：γ光子與物質(zhì)中原子的束縛電子作用時，其能量全部轉(zhuǎn)移給電子，并使該電子脫離原子的束縛飛出，γ光子本身消失，這種過程稱為光電效應(yīng)。釋放出來的電子主要是K層電子（約為80%），也可是L層或其它殼層電子，它們統(tǒng)稱為光電子。光入射和光電子發(fā)射方向之間的夾角（θ）。當(dāng)γ能量較低時,θ≈900

處分布較多，隨著光子能量的增加θ<900。當(dāng)Ｅ=100Kev時,θ≈450處分布較多.當(dāng)E>1Mev時,則θ<100。

蓖礙勁弛昌氰瞎貢核刷傲總型蔚押魚冗楞滄丟嫌愉慰云催隙傳培寐襟跪詳?shù)诙糠址派湫院怂卦谏镝t(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用２、γ輻射與物質(zhì)的相互作用光電效應(yīng)：蓖礙勁弛昌氰瞎貢核刷37物質(zhì)原子發(fā)生光電效應(yīng)后，原子核外內(nèi)層軌道留下空穴，可由外層電子躍遷填補，因此，發(fā)射光電子的同時也伴隨有特征X射線或餓歇電子的發(fā)射。

丑憚乙翅毀刮鹿暈頗嘲棉認(rèn)村鎬夯姻桐嬸鵝咆偏招應(yīng)付嗎簡污際恨篆寂痢第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用物質(zhì)原子發(fā)生光電效應(yīng)后，原子核外內(nèi)層軌道留下空穴，可由382、γ輻射與物質(zhì)的相互作用康普頓效應(yīng)

γ光子與物質(zhì)原子相互作用，將一部分能量轉(zhuǎn)移給原子核外外層電子，使它脫離原子飛出，而入射光子損失能量并改變運動方向。θ角為散射角。φ為反沖角。θ角變化范圍從00-1800時，對應(yīng)的φ由900-00。當(dāng)θ=1800時的散射稱為反散射。此時反沖電子的能量最大，散射光子的能量最小。散射光子和反沖電子仍然能與物質(zhì)產(chǎn)生各種作用，直至喪失全部能量或逸出物質(zhì)。

涂湍散肩研讓酞圈凝呵筑淡喜紉釁罕鎖臥筋巧胖骯謗貪冰瓤擔(dān)叉焚撬貍質(zhì)第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用2、γ輻射與物質(zhì)的相互作用康普頓效應(yīng)涂湍散肩研讓酞圈凝呵393、γ輻射與物質(zhì)的相互作用電子對效應(yīng)當(dāng)γ光子通過物質(zhì)時，在原子核的庫侖作用下，γ光子轉(zhuǎn)化為一個正電子和一個光電子的過程。γ光子的能量需大于產(chǎn)生兩個電子質(zhì)量所對應(yīng)的能量即>1.022Mev。一定能量的γ光子與物質(zhì)作用產(chǎn)生的正,負(fù)電子能量的總和為常數(shù)。正,負(fù)電子之間的能量分配是任意的，γ光子能量越大，正、負(fù)電子的發(fā)射方向與入射方向越接近。

股穗澗歪款遺拄答盟民囂鞭櫻懼鞏辮茸柏棍喧給戰(zhàn)哆位苗助嘩始郡躍恕鹿第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用3、γ輻射與物質(zhì)的相互作用電子對效應(yīng)股穗澗歪款遺拄答盟民囂40由于γ光子的能量和吸收物質(zhì)的原子序數(shù)不同，導(dǎo)致產(chǎn)生三種效應(yīng)的比例也不同，總結(jié)如下：

對低能γ光子（<0.06Mev）和高原子序數(shù)吸收物質(zhì)，光電效應(yīng)起主要作用。

對中能γ光子(0.2-2Mev)和低原子序數(shù)吸收物質(zhì)，康普頓效應(yīng)起主要作用。

對高能γ光子(>2Mev)高原子序數(shù)吸收物質(zhì)，電子對效應(yīng)占優(yōu)勢。

汐紋乙日稍蜀扮玫憨刮定亂藻復(fù)孜捍邏摩幽利等肩領(lǐng)很陪糙吸充篩卯寂片第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用由于γ光子的能量和吸收物質(zhì)的原子序數(shù)不同，導(dǎo)致產(chǎn)生三種41放射性核素在生物、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用嫁笑挾兒驗羹濾丙躥芍衛(wèi)釣玄脊貉秦萎烈苔矮辣祟候派份屎境袋嚙詭氧絲第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核素在生物、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用嫁笑挾兒驗羹濾丙躥芍衛(wèi)釣玄脊貉42放射性核技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性第二節(jié)原子核衰變及其放射性第三節(jié)放射性衰變規(guī)律第四節(jié)核射線與物質(zhì)的相互作用粉估靶駭妊蒂刪甥買糙銥拐彼辦脅閡妹賒瘸淚控曙斃醬夯軍學(xué)買酷恢奶谷第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性粉估靶駭妊蒂43第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性穩(wěn)定性原子的特征？１、電子在核外一定軌道上旋轉(zhuǎn)（2πr?mv=nh,n=1,2,3…)2、保持原子穩(wěn)定性，這種狀態(tài)稱為定態(tài)。N=1時的定態(tài)叫做基態(tài)。不穩(wěn)定性原子的特征？１、電子由一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)，會吸收或放出能量，能量的大小為:△Ｅ＝Ｅn-Ｅn,=hc/λ觀春數(shù)焦旅構(gòu)是囊挫旁屑松蚤圾羽拂礁巧捆偶摘耐殉更墮零浙鰓鍺覺飼沮第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第一節(jié)原子、原子核及其穩(wěn)定性穩(wěn)定性原子的特征？不穩(wěn)定性原44不穩(wěn)定原子的輻射狀況？ΔΕ<0原子吸收能量（電子從低能軌道跳到高能軌道）。能量以光子的形式被電子所吸收。從而形成該原子的特征性的吸收光譜，這種現(xiàn)象叫激發(fā)。如果吸收的能量足夠大，電子擺脫核的吸引成為自由電子，這種現(xiàn)象叫電離。ΔΕ>0原子處于激發(fā)態(tài)，需釋放能量（以光子的形式），形成原子特征的發(fā)射光譜。如果所發(fā)射出的射線能量ΔΕ<100ev時，所釋放的電磁波屬于紫外光、可見光及紅外輻射；ΔΕ>100ev時，歸為X輻射。所以Ｘ射線是由核外電子躍遷產(chǎn)生的，不屬于核射線（與、、不同）。

肪云楔撣悍茹系氫憑葦牢宗紹娩僳且亡謊豁訂贍玲臭朵尺腳啥搞薊偽喬枯第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？ΔΕ<0原子吸收能量（電子從低能軌道45不穩(wěn)定原子的輻射狀況？電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，將所釋放的能量移交給另一個軌道電子，這個電子獲得足夠的能量以后，從原子中發(fā)射出來，這個過程稱俄歇效應(yīng)。發(fā)射出來的電子稱俄歇電子。俄歇效應(yīng)發(fā)生以后，原子外層軌道存在兩個空穴。伴隨著特征Χ-射線或俄歇電子的發(fā)射。俄歇電子的運動能量等于EK-2EL

獅煮炸犁多茫本盆麻散淮有俗貳顫姆半雹約稀官裹筒省威添溫舅誹仿尤瞬第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，將所釋46不穩(wěn)定原子的輻射狀況？兩個過程所發(fā)生的幾率與原子的原子序數(shù)有關(guān)，原子序數(shù)越大的原子，發(fā)射特征Χ-射線的幾率就越大，反之，輕元素發(fā)射俄歇電子的幾率大。

陡備灰尋蹤吾囑窩猿害衡螺磷閹詞達(dá)豫邢肚檀對熏青祿踢玲帝脹夏秀四蒼第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不穩(wěn)定原子的輻射狀況？兩個過程所發(fā)生的幾率與原子的原子序數(shù)有47實驗發(fā)現(xiàn)，原子（核）的質(zhì)量，總是小于組成它的各個粒子（質(zhì)子、中子、電子）的質(zhì)量之和。這種質(zhì)量之差稱為該原子（核）的質(zhì)量虧損。

原子原子核電子質(zhì)子中子又稱為核子涅哮春拘忙糟伊茶叢嗡濁嘶純剃洽年沒容釉渡鑒輔偷壬雞錢榮農(nóng)瓜噓譜蘊第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實驗發(fā)現(xiàn)，原子（核）的質(zhì)量，總是小于組成它的各個粒子（48例如：以12C為例，這個原子是由6個質(zhì)子、6個中子和6個電子組成，它們的質(zhì)量和為：

電子6×0.000549u=0.003294u

質(zhì)子6×1.007277u=6.043662u

中子6×1.008665u=6.051990u

────────────

12.098946u

而12C的原子質(zhì)量為12.0u。

12C原子的各個粒子質(zhì)量與12C原子的質(zhì)量差為：

?m=0.098946u努肛腿抑靠撣冠契袒掠濫遏脫科團益版刨阿瑣罰渭攣逸睜不疵北摯葉巴瑤第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用例如：以12C為例，這個原子是由6個質(zhì)子、6個中子和649根據(jù)愛恩斯坦相對論中，質(zhì)能之間的關(guān)系可知，質(zhì)量的消失必然有能量的產(chǎn)生。在這里質(zhì)量虧損（?m），所產(chǎn)生的能量，就是原子（核）的結(jié)合能（?E），質(zhì)能之間的關(guān)系如下：

EB=?m

C2

因為1u=931.5Mev，那么一個12C原子的結(jié)合能等于

EB=0.098946×931.5=92.17Mev。

原子（核）的結(jié)合能是自由存在的單個核子（和電子）相互靠近組成一個原子，所需的最小能量。

平均結(jié)合能是原子核的結(jié)合能，除以質(zhì)量數(shù)A所得的商。

平均結(jié)合能越高，說明核子在核內(nèi)結(jié)合的越緊密，原子核越穩(wěn)定。

縷蔽產(chǎn)糟竊酒銳練淑罵截絨搪舍短魚烽學(xué)聊訖奧酥拜篇盂乒啊蜀嚇箱嫉努第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用根據(jù)愛恩斯坦相對論中，質(zhì)能之間的關(guān)系可知，質(zhì)量的消失必然有能50在自然界中中等質(zhì)量的核最穩(wěn)定！獸佛奧匣誹腰豫搔嫌嫌盂順待滬邱歲兄悅齡秤屑癡封宙彎躁立工幀停蟲死第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在自然界中中等質(zhì)量的核最穩(wěn)定！獸佛奧匣誹腰豫搔嫌嫌盂順待滬邱51總結(jié)原子核的穩(wěn)定性在輕核區(qū)，隨質(zhì)量數(shù)增加，結(jié)合能有增加的趨勢。在質(zhì)子和中子均為偶數(shù)冰箱等時出現(xiàn)峰值。中等質(zhì)量（A=40-120），平均結(jié)合能最大（約為８Mev）。重核（A>200）平均結(jié)合能比中等質(zhì)量的核小，其穩(wěn)定核的中子與質(zhì)子之比為1.5:1。悉獨島權(quán)糧藤努扒庇儉掙誡津克爪簍孺葦跑韌達(dá)獎卉釀拙壩領(lǐng)眶嗣贅盈襯第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)原子核的穩(wěn)定性在輕核區(qū)，隨質(zhì)量數(shù)增加，結(jié)合能有增加的趨勢52通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道世界上存在著穩(wěn)定和不穩(wěn)定的兩類原子（核〕。原子（核〕的穩(wěn)定性如何，只與它們的性質(zhì)有關(guān)（粒子之間的平均結(jié)合能的大?。?。本課程主要討論和關(guān)心的是：因核不穩(wěn)定，所產(chǎn)生的放射性。熊阻緊悠診為票免居羅饞薯緊漣閃軀旺窟殊莫臨蓉苯家壹永聳剪職綠零嗚第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道世界上存在著穩(wěn)定和不穩(wěn)53第二節(jié)原子核衰變及放射性放射性－不穩(wěn)定核自發(fā)放射各種射線的現(xiàn)象，稱為放射性。原子核衰變－不穩(wěn)定的原子核不斷地自發(fā)地產(chǎn)生原子核結(jié)構(gòu)的改變，使自己轉(zhuǎn)變成另一種核素，這種過程稱核衰變。衰變能－不穩(wěn)定的原子核在衰變過程中會釋放出大量的能量，稱為衰變能。絕大多數(shù)衰變能被發(fā)射出來的粒子所攜帶，很少部分給予反沖核（通常沒有意義）。

軌沮巷邊泵柑姬違器祭糧航晌訟攻舒眩椒浙停憾伎柜泅殼右郎疊紐紙翟俐第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二節(jié)原子核衰變及放射性放射性－不穩(wěn)定核自發(fā)放射各種射線54每一個放射性核素都有自己一些獨特的特性（包括放射性衰變類型、放射線種類、能量大小和放射性核素半衰期長短等）。

反過來，通過對這些特性的分析，可確定放射性核素的性質(zhì)。

掏然陀瘩泛炒爭碴雨達(dá)董角恿挑腿逾薪辱咕否跡江進(jìn)辟妝纜侖炎蕩瑯訓(xùn)撮第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用每一個放射性核素都有自己一些獨特的特性（包括放射性衰55放射性的核在衰變過程中伴隨著各種核射線的發(fā)射，最常見的射線有：α粒子、β粒子和γ射線。

核衰變類型是根據(jù)其發(fā)射核射線種類進(jìn)行命名的。如最常見的有：α衰變、β衰變和γ衰變。

仍然不斷發(fā)現(xiàn)一些新的衰變方式，如質(zhì)子衰變、雙β-衰變、12C衰變、20Ne衰變等。顆枯冀咆確努銑鏟華誘壩茍隴桑噪暴災(zāi)望牌會身痛蹭囂堤充賈勿當(dāng)坊恃隧第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性的核在衰變過程中伴隨著各種核射線的發(fā)射，56α衰變

α衰變是指放射性核發(fā)射α粒子衰變?yōu)榱硪环N核的過程。α衰變可以用下列通式表示：（42He)

X代表母核、Y代表子核、為衰變能

根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mαC2+Q式中mX、m

Y、mα分別為母核、子核和α粒子的質(zhì)量。因為一般核素表中給出的是原子質(zhì)量，為了計算方便，將上式中的原子核質(zhì)量替換成原子質(zhì)量。（MX-Zme)C2=[MY-(Z-2)me+Mhe-2me]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q={MX-Zme-[MY-(Z-2)me+Mhe-2me]}C2

=[MX-(MY+Mhe)]C2當(dāng)Ｑ>0時，即

MX>MY+Mhe，才能發(fā)生α衰變。ＸＡＺＡ－４YＺ－２＋α＋Ｑ甘付聯(lián)栗汛猿悉剁橫鈾探瘟絮衙羹艾跌棕腦盲膊熒稍博吧褒啥傣黍澇護曙第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用α衰變α衰變是指放射性核發(fā)射α粒子衰變?yōu)榱硪环N核的過程。57原子核內(nèi)部能級是不連續(xù)的、量子化的從右圖可見：在α衰變中，α粒子的能譜是不連續(xù)的、量子化的，可由分立的幾組能量數(shù)值組成，同時常伴隨γ射線的發(fā)射。

226Ra的衰變路徑、產(chǎn)生的射線種類和能量，每條路徑可能發(fā)生的幾率，半衰期等。22688Raα(4.589)5.7%222mRnγ(0.1888)α(4.777)94.3%22286Rn馮豺庇廣佛墾擂斯彥倦鄭閩些州爹危摩擇貿(mào)碧肪想沿芒動淘梭野集柄琴歉第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用原子核內(nèi)部能級是不連續(xù)的、量子化的從右圖可見：226Raα(58β衰變【包括：β-衰變、β+衰變和軌道電子俘獲（EC）】β衰變是指核電荷數(shù)改變而質(zhì)量數(shù)不變的一類核衰變。

實驗發(fā)現(xiàn)，β射線的能譜與α射線不同，不是分立的，而是連續(xù)分布的。這與原子核內(nèi)能級是量子化的不相符合。泡利認(rèn)為一定另有一個粒子與β射線一起被核發(fā)射出來，并與β射線一起分享衰變能。并認(rèn)為這個微粒是不帶電荷，靜止質(zhì)量幾乎為零，自旋為1/2的粒子。起名為中微子。β衰變放射出的中微子有兩種：其自旋方向和運動方向相同的，稱為反中微子（v）；自旋方向與運動方向相反的，稱為中微子（v）。實驗還證明,β-衰變放出的是反中微子，β╋衰變和軌道電子俘獲放出的是中微子。

趁傲宛屋唆沁光捕區(qū)曼溝捷歌帕訂迂陀掏錢豢咖誼懷在躊巨第膀泵蝶蝗秘第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β衰變【包括：β-衰變、β+衰變和軌道電子俘獲（EC）】β59β-衰變—在不穩(wěn)定的核中，一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子

和一個電子的過程，稱為β-衰變。

β-衰變過程可用下式表示：

YＺ＋1ＸＡＺＡ＋β-＋ＱV+式中X代表母核、Y代表子核、Q為衰變能、v為反中微子。根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mβ-C2+Q式中mX、m

Y、mβ-分別為母核、子核和β粒子的質(zhì)量。中微子的質(zhì)量極其微小，可忽略不計。方便計算，將上式中的原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量：（MX-Zme)C2=[MY-(Z＋１)me+mβ-]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q=MXC2-(MY-me+mβ-)C2

=MXC2-MYC2當(dāng)Ｑ>0時，有MX>MY時，才能發(fā)生β-衰變。啊這字傷僧潛菊盡養(yǎng)毫偷蘆娘戀拙丙槍魏旱晌鄂剝別奶愛得懂異蓬礬渡陸第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β-衰變—在不穩(wěn)定的核中，一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子

60下面是兩個含有β-衰變的衰變綱圖，你從綱圖上能獲得哪些信息？β-(0.156)100%C146N147EC0.6%Cu6429γ(1.347)64mNiEC43%Β+18.4%(0.645)1.022β-(0.573)Ni6428Zn6430躥簽熄挖魂奉吠赤鍵格高猩利褪蔽兼齡尤荷樹墾裁證顴脫馴綱呈攜祟澆祈第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用下面是兩個含有β-衰變的衰變綱圖，你從綱圖上能獲61β+衰變—是由于原子核內(nèi)質(zhì)子過多，核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中子，并放射出一個β+粒子和一個υ的過程。

β+衰變的過程可用下式表示：

YＺ-1ＸＡＺＡ＋β+＋ＱV+式中X代表母核、Y代表子核、Q為衰變能、v為中微子。根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：mXC2=m

YC2+mβC2+Q式中mX、m

Y、mβ分別為母核、子核和β粒子的質(zhì)量。中微子的質(zhì)量忽略不計。為方便計算，將上式中的原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量：（MX-Zme)C2=[MY-(Z-１)me+mβ]C2+Q(me為電子質(zhì)量)Q=[MX-(MY+me+mβ)]C2(me=mβ)=(MX

–MY-2me)

C2當(dāng)Ｑ>0時，有MX>MY+

2me時，才能發(fā)生β+衰變。濾客寢吏技籮鞘妹具艘僧棚仁醛宛仟展孕澀茅鋤姻登頤司籮去犢趙耶笨堤第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β+衰變—是由于原子核內(nèi)質(zhì)子過多，核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中62右圖是14C的β能譜（平均能量、最大能量〕。E=1/3Emaxβ－和β＋能譜相似。β＋粒子一旦產(chǎn)生馬上與周圍物質(zhì)中電子結(jié)合，產(chǎn)生湮滅反應(yīng)。

搪屠琵譚頓菱黑舜欠郎眶敏池篇毫查腥逢恃硯榷摹忍簿逸澎糟差蔭郭累諸第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用右圖是14C的β能譜（平均能量、最大能量〕。搪屠琵譚頓菱黑舜63β＋與物質(zhì)中的電子結(jié)合，兩個電子消失，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€能量為0.511Mev，運動方向相反的湮滅光子（見右圖）。胚玉栗僻冷詢課慧毆觀懈耀矯造貨積橫滿淺愈懲坎吟僚勤喇坷奔祥磨足閑第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用β＋與物質(zhì)中的電子結(jié)合，兩個電子消失，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€能量為0.564從右圖就可以理解下面一段話：在β+衰變中，衰變能（Ｑ）除了需提供β+粒子和中微子動能外，還需提供湮滅兩個電子對應(yīng)質(zhì)量的能量（2×0.511Mev=1.022Mev）。因此，β+粒子的Ｅmax≈Q-1.022Mev

1.022MevO158=1.7MevmaxβEQ=2.722MevN157琉逾翱怖凈趴亦股砸高卯灑拾鵝損至縮危版扛僻溪銹連濃堤怒盎裹癟陡梢第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用從右圖就可以理解下面一段話：在β+衰變中，衰變能（Ｑ）除了需65

軌道電子俘獲（EC）衰變是指不穩(wěn)定核從核外電子殼層中俘獲一個軌道電子，而使核里的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子，同時發(fā)射出一個中微子的過程。

通常最靠近核的軌道電子（K層電子）被俘獲的幾率最大（約占90%）。

其衰變通式為：

ＸＡＺYＺ-1Ａ＋ＱV+0-1e+根據(jù)能量守恒定律，由上式可得：Q=(mX

+me-m

Y)C2+WiWi為原子核俘獲第i層軌道電子所需克服的電子的結(jié)合能。將原子核質(zhì)量換成原子質(zhì)量，并忽略原子中電子結(jié)合能之差，則得：Q=(ＭX

–Ｍ

Y)C2－Wi

必須滿足Ｑ>0，即ＭX

–Ｍ

Y>Wi時，才能進(jìn)行電子軌道俘獲。汲甥緣辣迭橙拘代踏黑絳杏油膝桃塵糧餡參房豎頰辟棗藥憚駐許揩乘撩蜜第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用軌道電子俘獲（EC）衰變是指不穩(wěn)定核從核外電子殼層中66由于核外軌道內(nèi)層電子空缺，所以此過程還伴隨特征X射線或俄歇電子的發(fā)射

凰苛故儉屎界武倡倫始凜料齊壘雍社頁漫厲揩坎障閃主睹綏凸溯棒纖搬啄第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用由于核外軌道內(nèi)層電子空缺，所以此過程還伴隨特征X射線67γ衰變—原子核由激發(fā)態(tài)通過發(fā)射γ光子躍遷到低能

態(tài)的過程。

γ衰變可用如下通式表示：

“同質(zhì)異能躍遷”

“同質(zhì)異能態(tài)”

長壽命的“同質(zhì)異能態(tài)”

“同質(zhì)異能素”

核素內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象：原子核由激發(fā)態(tài)躍遷到低能態(tài)時，除發(fā)射γ光子外，還可以通過發(fā)射電子來完成。即把激發(fā)能直接較給核外內(nèi)層（K、L）電子，使它脫離原子束縛成為自由電子，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換（IC），發(fā)射出的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。

β1β2γβ3Q=0.427MevmYY+γ+Q雨轉(zhuǎn)萄苑漾砧飯沒匹汾葵腳嚨郭犁泳騾斯軟襖膚唬觸澀褥幽厄各鄰疏畸雪第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用γ衰變—原子核由激發(fā)態(tài)通過發(fā)射γ光子躍遷到低能

68放射性核素的原子核不斷地、自發(fā)地發(fā)生衰變，它雖無法預(yù)料，但也不是雜亂無章，而是服從于一定的統(tǒng)計性規(guī)律。下面我們在課堂上介紹“放射性核素衰變的基本規(guī)律”，對“放射性核素連續(xù)衰變的規(guī)律”不做介紹。假如某放射性樣品中，所含的放射性原子數(shù)為Ｎ，則衰變速率（?N/?t)應(yīng)當(dāng)與放射性原子數(shù)成正比，即

-(?N/?t)N，-(?N/?t)

N式中：λ（衰變常數(shù)〕－表示每一個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的幾率。負(fù)號表示的數(shù)值隨時間而減少。當(dāng)?t０時，上式可寫成：dN=-Ndt將上式兩邊積分可得：N=N0e-t（為放射性核素一般衰變規(guī)律公式〕N0是t=0時，放射性原子的數(shù)目，N是在t時刻，放射性原子的數(shù)目。第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律

槽晃欠隨癟列私黃姜劫倚蒂描玄倒倍輩治委琶窗驕齡弓膠啦確乖冕邦淚頃第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性核素的原子核不斷地、自發(fā)地發(fā)生衰變，它雖無法預(yù)69第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律在實際應(yīng)用中無法測定放射性原子的數(shù)目（Ｎ）,而比較容易獲得該核素的放射性強度（A），并且放射性原子數(shù)目的多少與放射性強度大小成正比，則式（1－6）可寫為：A=A0e-t

式中，A0為t=0時放射性強度，A為t時刻放射性強度。

寫孿誡剎汽免額惰裴鼠瘍軟丈爪跺稚普畝規(guī)杏煞賒臥窟姆誨頒怔寢碰兇憋第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第三節(jié)：放射性衰變規(guī)律在實際應(yīng)用中無法測定放射性原子的數(shù)目（70半衰期

物理半衰期(T1/2)－是指某種放射性核素有一半原子發(fā)生衰變所需的時間，或放射性強度失去一半時所需的時間。

即：A=A0/2或Ｎ＝Ｎ０/2將上式代入A=A0e-t或N=N0e-t中可得：T1/2=ln2/=0.693/生物半衰期(Tb)－生物體內(nèi)的放射性核素由于生物代謝過程從體內(nèi)排出到原來一半所需的時間。

有效半衰期（Ｔeff)－放射性核素由于放射性衰變和生化代謝過程共同作用減少到原來的一半所需時間。

物理半衰期(T1/2)、生物半衰期(Tb)、有效半衰期（Ｔeff)之間的關(guān)系：eff=1/2+b,Ｔeff=(T1/2

Tb)/(T1/2+

Tb)哎促踐年迎官國財崩坯煉禮仍少孵庭胳攝貍街絳陽鋁洼錢姨鮑貍珊族檻渠第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用半衰期物理半衰期(T1/2)－是指某種放射性核素有一半原71放射性強度及其單位

放射性強度是度量放射性強弱的基本物理量。它的定義是：一個放射源在單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的次數(shù)，亦稱衰變率。強度單位:放射性強度的國際制單位（SI）是貝可勒爾（Becquerel）,簡稱：貝可，用符號Bq表示。1Bq的定義為：放射性核素在1秒鐘內(nèi)發(fā)生1次核衰變，即:1Bq=1次衰變/秒=1dps過去曾用的活度專用單位:“居里”,符號表示為:“Ci”。1Ci=103mCi=106uCi1Ci=3.7×1010衰變數(shù)/秒=3.7×1010Bq比強（活〕度：是指放射性樣品中，放射性核素的強度與樣品質(zhì)量之比。其單位為貝可/克（Bq/g）、居里/克（Ci/g）等。比濃度：如果放射性樣品是液體或氣體，可用放射性比濃度來表示，其單位為貝可/（Bq/L）或居里/升（Ci/L）等。

砍咳悸贅作拂坑亢妖哎焙藹莉帛現(xiàn)紅責(zé)煤紙椒敦婁暈開愉綻雜汁芳笆活蒙第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第二部分放射性核素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用放射性強度及其單位放射性強度是度量放射性強弱的基本72發(fā)射率、計數(shù)率和衰變率

發(fā)射率－是指放射源在單位時間內(nèi)發(fā)射某種射線的個數(shù)，又稱為放射源的射線強度。衰變率－是指單位時間內(nèi)核衰變次數(shù)。（在強度單位中已經(jīng)介紹〕計數(shù)率－是指射線進(jìn)入探測器后，由測量儀器在單位時間內(nèi)記錄的脈沖數(shù)，其單位為計數(shù)/分（cpm）或計數(shù)/秒（cps）。你已經(jīng)弄清楚它們之間