第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介IntroductiontoNuclearChemistryandItsApplications第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介內(nèi)容提要核化學(xué)的基本概念發(fā)展過(guò)程及應(yīng)用核子、核素和同質(zhì)異能素放射性元素和放射系質(zhì)量虧損與核的結(jié)合能放射性衰變和核化學(xué)方程式放射性衰變核化學(xué)方程式第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介半衰期和放射性活度放射性碳-14測(cè)定年代法3.放射性核素示蹤技術(shù)簡(jiǎn)介—

PET-CT基本原理PET-CT的成像過(guò)程PET-CT的特點(diǎn)臨床上用于診療的放射性核素內(nèi)容提要第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介4.核反應(yīng)和核輻射①核反應(yīng)②核裂變和核聚變③核反應(yīng)的特點(diǎn)④核輻射和輻射防護(hù)內(nèi)容提要第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介教學(xué)基本要求了解有關(guān)放射性核素和放射性衰變的概念；核醫(yī)學(xué)治療技術(shù)-放射性核素示蹤技術(shù)基本原理；核輻射和輻射的防護(hù)。會(huì)正確書寫核化學(xué)方程式。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第一節(jié)核化學(xué)的基本概念

核化學(xué)(nuclearchemistry)是研究原子核(穩(wěn)定性的和放射性的)的反應(yīng)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分離、鑒定及其在化學(xué)中的應(yīng)用的一門學(xué)科。是用化學(xué)與物理相結(jié)合的方法研究原子核核性質(zhì)、核結(jié)構(gòu)、核轉(zhuǎn)變的規(guī)律。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第一節(jié)核化學(xué)的基本概念一、發(fā)展過(guò)程及應(yīng)用二、核子、核素和同質(zhì)異能素核子：組成原子核的基本粒子，如質(zhì)子和中子。核素：具有確定的質(zhì)子數(shù)Z、中子數(shù)N并處于一定能量狀態(tài)的原子核。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第一節(jié)核化學(xué)的基本概念二、核子、核素和同質(zhì)異能素核素符號(hào)：X：元素，A：質(zhì)量數(shù)，Z：質(zhì)子數(shù)例如：同質(zhì)異能素：指質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)相同但能量狀態(tài)不同的核素。

第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第一節(jié)核化學(xué)的基本概念三、放射性元素和放射系

放射性元素：不穩(wěn)定原子核自發(fā)發(fā)射出α、β和γ射線的現(xiàn)象，周期表中原子序數(shù)84的釙（Po）之后的元素均具有放射性。放射系：放射性核素大多具有多代母子體衰變過(guò)程，最后衰變生成穩(wěn)定核素，這一過(guò)程中發(fā)生的一系列核反應(yīng)被稱之為放射系。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第一節(jié)

核化學(xué)的基本概念四、質(zhì)量虧損與核的結(jié)合能指原子核的質(zhì)量與它所含有的各核子獨(dú)立存在時(shí)的總質(zhì)量的差額，稱為質(zhì)量虧損。即當(dāng)核子相互結(jié)合成原子核時(shí)要放出結(jié)合能，減少的能量就是核的結(jié)合能，數(shù)值愈大，原子核就愈穩(wěn)定。例如：核素的質(zhì)量虧損為：5×1.007277u+6×1.008665u-10.811u=0.32102u其中：一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量為1.007277u，一個(gè)中子的質(zhì)量為1.008665u第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式一、放射性衰變放射性衰變：是放射性核素自發(fā)放射出α粒子(即氦核)或β粒子(即電子)或γ光子，轉(zhuǎn)變成另一種核素的現(xiàn)象。1.α衰變產(chǎn)生α粒子（He）通式：位移定則：子核在元素周期表中的位置左移2格。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式2.β衰變產(chǎn)生β粒子（電子e）通式：位移定則：子核在元素周期表中的位置右移1格。3.γ衰變核從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷放出γ光子的過(guò)程。4.嬗變指原子核受中子、質(zhì)子、α粒子、重粒子(例如原子核)等轟擊而形成新原子核的人工核反應(yīng)。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式5.正電子衰變由于核內(nèi)中子缺乏致使放射出正電子的衰變，也叫β+衰變。衰變時(shí)發(fā)射一個(gè)正電子和一個(gè)中微子，原子核中一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?。?衰變時(shí)母核和子核的質(zhì)量數(shù)不變，但子核的核電荷數(shù)減少一個(gè)單位。正電子是電子的反粒子，與電子有相同的質(zhì)量。原子所釋放正電子會(huì)與鄰近物質(zhì)的電子結(jié)合而互毀，在二者湮滅的同時(shí)失去電子質(zhì)量，轉(zhuǎn)變成方向相反而能量相同的兩個(gè)伽馬射線。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式二、核化學(xué)方程式核化學(xué)方程式用于表示核變化過(guò)程。其書寫方法有別于化學(xué)反應(yīng)方程式。在方程式中必須明確指出其質(zhì)子，中子以及電子數(shù)和質(zhì)量數(shù)。書寫時(shí)還必須遵守的原則是：方程式兩端的質(zhì)量數(shù)之和相等；方程式兩端的質(zhì)子數(shù)之和相等；第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式例如：寫出下列核化學(xué)方程式Ｉ-122β衰變：α粒子轟擊產(chǎn)生第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式三、半衰期和放射性活度半衰期放射性核素的衰變速率用半衰期表示,符號(hào)為t1／2。即任意量的放射性核素衰減一半所需時(shí)間。半衰期越短，其射線的能量越大，造成的傷害越嚴(yán)重。放射性活度放射性活度是指通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察得到的放射性物質(zhì)的衰變速率,也被表述為放射性強(qiáng)度。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式四、放射性碳-14測(cè)定年代法

自然界中碳的放射性同位素碳-14在有機(jī)物所含碳素中占一定比例。當(dāng)大氣氮被宇宙的高能量粒子沖擊就會(huì)產(chǎn)生碳-14同位素：C-12和C-14。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第二節(jié)

放射性衰變和核化學(xué)方程式四、放射性碳-14測(cè)定年代法在碳循環(huán)過(guò)程中，因?yàn)棣滤プ儊G失，大氣層中新的同位素的物質(zhì)不斷補(bǔ)充直到到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，通過(guò)兩個(gè)同位素比率在鮮活物質(zhì)中保持持續(xù)平衡。但是當(dāng)一個(gè)植物或者動(dòng)物死亡后，不但不能再?gòu)耐饨鐢z取含碳化合物，而且大約每隔(5730±40)年減少為原有量的一半。因此，根據(jù)古代遺留下來(lái)的有機(jī)物中碳-14放射性的減少程度，便可測(cè)知其死亡的年代。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第三節(jié)

放射性核素示蹤技術(shù)簡(jiǎn)介—PET-CTPET-CT：PositronEmissionTomography和computationaltomography的縮寫，全稱為正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像。其功能為由CT提供病灶的精確解剖定位，而PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息，一次顯像獲得全身各方位的斷層圖像。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介一、放射性核素示蹤技術(shù)基本原理放射性核素示蹤技術(shù)的基本原理主要基于以下兩個(gè)方面：1.相同性即放射性核素及其標(biāo)記化合物和相應(yīng)的非標(biāo)記化合物具有相同的化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)。2.可測(cè)量性即放射性核素能發(fā)射出各種不同的射線，可被放射性探測(cè)儀器所測(cè)定或被感光材料所記錄。第三節(jié)

放射性核素示蹤技術(shù)簡(jiǎn)介—PET-CT第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介二、PET-CT的成像過(guò)程1.由回旋加速器產(chǎn)生各種正子核種；2.由放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室合成各種所需的正子放射藥物；3.將放射藥物注入人體，并于PET造影儀下掃描；4.將所搜集資料重組成影像并加以分析。第三節(jié)

放射性核素示蹤技術(shù)簡(jiǎn)介—PET-CT第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介三、PET-CT的特點(diǎn)1.靈敏度高，定位、定量準(zhǔn)確。2.伽馬射線在體內(nèi)的衰減因素可完全去除，因此可以準(zhǔn)確的測(cè)量局部同位素分布量。3.由于人體器官的化學(xué)成分中的元素如碳、氧、氮等均可由正子放射性同位素碳-11、氧-15、氮-13取代，而器官中主要化學(xué)成分的氫，又可由氟-18取代，故PET可用于顯示器官的代謝狀況其研究范圍將無(wú)可限量。第三節(jié)

放射性核素示蹤技術(shù)簡(jiǎn)介—PET-CT第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第四節(jié)

核反應(yīng)和核輻射一、核反應(yīng)核反應(yīng)是指粒子（如中子、光子、π介子等）或原子核與原子核之間的相互作用引起的各種變化。核反應(yīng)通常分為四類：衰變、粒子轟擊、裂變和聚變。第一類為自發(fā)發(fā)生的核轉(zhuǎn)變，而后三類為人工核反應(yīng)（即用人工方法進(jìn)行的非自發(fā)核反應(yīng)）。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第四節(jié)核反應(yīng)和核輻射二、核裂變和核聚變核裂變就是一個(gè)大質(zhì)量的原子核（像油和釷）分裂成兩個(gè)比較小的原子核，核聚變則是小質(zhì)量的兩個(gè)原子核合成一個(gè)比較大的原子核，在這兩個(gè)變化過(guò)程中都會(huì)釋放出巨大的能量,被稱之為原子核能，俗稱原子能。核聚變釋放的能量更大。核電站和原子彈是用核裂變能的兩大應(yīng)用，而太陽(yáng)可以釋放出巨大的能量是發(fā)生核聚變的結(jié)果。第十五章核化學(xué)及其應(yīng)用簡(jiǎn)介第四節(jié)核反