1、核轉(zhuǎn)化，在已知的天然核中，只有少數(shù)核是穩(wěn)定的，而大多數(shù)核是不穩(wěn)定的。原子核的穩(wěn)定性與原子核中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的比值密切相關(guān)。對(duì)于較輕的原子核，中子與質(zhì)子的比率是1:1，結(jié)果是最穩(wěn)定的。根據(jù)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)在原子核中的不同比例，原子可以分為以下幾種類型：同位素：質(zhì)子數(shù)相同但中子數(shù)不同的原子是同位素；具有相同中子數(shù)但不同質(zhì)子數(shù)的原子是等壓線；原子核數(shù)目相同但質(zhì)子數(shù)目不同的原子是同分異構(gòu)體；它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。只有能量狀態(tài)不同。例如，(m代表高激發(fā)態(tài))是一種異構(gòu)體。隨著原子序數(shù)的增加，比值也增加，最高原子序數(shù)的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的比值逐漸增加到約1.3:10。如果中子與質(zhì)子的比率比穩(wěn)定比率稍高或稍

2、低，原子核通常是放射性的。根據(jù)原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的宇稱，偶偶核最穩(wěn)定，其次是偶奇核和偶奇核，而奇奇核最不穩(wěn)定(只有四個(gè)穩(wěn)定核：2H、6Li、10B和14N)。放射性核素有兩種，即放射性核素和穩(wěn)定放射性核素。目前，已知元素有107種，放射性核素有2000多種，其中近90種是放射性核素。不穩(wěn)定原子核自發(fā)發(fā)出的輻射稱為放射性。人們對(duì)放射性核素的理解始于對(duì)自然放射性現(xiàn)象的研究。早在1896年，當(dāng)貝克勒爾研究各種物質(zhì)的磷光時(shí)，他發(fā)現(xiàn)鈾鹽能發(fā)出人類肉眼看不見(jiàn)的穿透力很強(qiáng)的射線。1898年，居里夫婦再次發(fā)現(xiàn)了釙-210和鐳-226。放射性核素衰變類型，放射性核素分為天然放射性核素和人工放射性核素(簡(jiǎn)稱人

3、工放射性核素)。發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)放射性核素是人工放射性核素。人工核素主要由反應(yīng)堆和加速器制備。放射性核素衰變型，那些具有高原子數(shù)的重元素，它們的原子核很不穩(wěn)定，自發(fā)地發(fā)出射線，成為另一種元素的原子核，這種現(xiàn)象叫做放射性核素衰變，簡(jiǎn)稱核衰變。放射性核素衰變類型，放射性衰變是放射性核素本身的特征，外部作用不能改變其衰變性質(zhì)和衰變速率。核衰變過(guò)程遵循電荷、質(zhì)量、能量、動(dòng)量和核子數(shù)的守恒定律。主要內(nèi)容，放射性核素衰變類型，核衰變規(guī)律，放射性核素的生產(chǎn)和制備，放射性核素的臨床應(yīng)用，主要內(nèi)容，放射性核素衰變類型，衰變，衰變和內(nèi)部轉(zhuǎn)化，主要內(nèi)容，核衰變常數(shù)的衰變規(guī)律，半衰期，平均壽命，放射性活度，放射性核素的生

4、產(chǎn)和制備，本課結(jié)束！謝謝你！有些放射性元素放射射線，有些放射射線，有些放射射線，還有一些在放射射線或射線時(shí)伴隨著射線的發(fā)射。粒子是氦核，由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成，正電荷為2e，質(zhì)量與氦核相等。衰變過(guò)程可以寫(xiě)成：其中x稱為母核，y稱為子核，q是衰變能量，這是母核衰變成子核時(shí)釋放的能量，其值由兩邊的原子質(zhì)量差計(jì)算得出。不同的核素有不同的Q值，單位是兆電子伏。、然而，粒子的能譜是不連續(xù)的，它們構(gòu)成了一組離散的線性能譜。原子能是量子化的，原子核內(nèi)的能量也是量子化的，這意味著原子核也有間隔的能級(jí)。衰變有三種類型衰變和電子俘獲。-射線是電子，是電子從母核發(fā)射出來(lái)的衰變。衰變是一種反中微子，是一種與衰變粒子

5、同時(shí)發(fā)射的粒子，它不帶電荷，靜止質(zhì)量為零。衰變，產(chǎn)生條件：衰變，衰變過(guò)程中釋放的衰變能量由三個(gè)粒子分布：子核、因?yàn)檫@三個(gè)粒子的發(fā)射方向形成的角度是任意的，所以每個(gè)粒子帶走的能量不是固定的。衰變，因?yàn)榱Ｗ拥馁|(zhì)量比子核的質(zhì)量小得多，所以子核的反沖動(dòng)能可以忽略不計(jì)。-粒子的能量可以從最小零值(=0)到最大Q值，形成連續(xù)的能譜。衰變：一些人工制造的放射性元素發(fā)出正射線，這些原子核在發(fā)射后會(huì)轉(zhuǎn)變成另一個(gè)原子序數(shù)為負(fù)一的原子核。粒子是正電子，只有人工放射性核素會(huì)經(jīng)歷這種衰變。粒子的剩余質(zhì)量等于電子的質(zhì)量。衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變，衰變。每種放射性物質(zhì)的能譜都有

6、一個(gè)固定的上限能量和峰值；不同的放射性物質(zhì)具有不同的能量分布形狀，其上限能量和峰值也不同。它產(chǎn)生的條件：衰變，正電子只能在很短的時(shí)間內(nèi)存在。當(dāng)它被物質(zhì)阻擋并失去動(dòng)能時(shí)，它將與物質(zhì)中的電子結(jié)合并轉(zhuǎn)變成電磁輻射。這個(gè)過(guò)程被稱為正負(fù)電子對(duì)的湮滅。正負(fù)電子對(duì)在湮滅時(shí)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)或三個(gè)光子，但轉(zhuǎn)化為兩個(gè)光子的概率最高，兩個(gè)光子的能量等于電子剩余質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量，即0.511兆電子伏。檢測(cè)這種能量光子的存在通?？梢耘袛嗍欠癜l(fā)生衰變。電子捕獲(electronic capture)，原子核捕獲原子核外的電子，因此原子核中的質(zhì)子變成中子，電荷數(shù)變成Z-L。這種衰變稱為電子捕獲。大多數(shù)都是k電子俘獲。產(chǎn)生條件：因此

7、，能產(chǎn)生衰變的條件也滿足電子俘獲的條件，否則它可能不會(huì)實(shí)現(xiàn)。電子俘獲(electronic capture)，在電子俘獲過(guò)程中，可能出現(xiàn)外層核電子填充內(nèi)層電子空位，并產(chǎn)生特征輻射或俄歇電子。因此，當(dāng)觀察到特征x光或俄歇電子時(shí)，已知會(huì)發(fā)生鉀電子俘獲。俄歇電子是當(dāng)一個(gè)高能級(jí)的電子躍遷到低能級(jí)時(shí)，它的剩余能量直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)具有相同能級(jí)的電子，而不輻射x光，接收這種能量的電子離開(kāi)原子，成為自由電子，這就是所謂的俄歇電子。電子俘獲(電子俘獲)，鉀空位被一個(gè)左旋電子填充，左旋電子躍遷釋放的能量電離另一個(gè)左旋電子；這樣，一個(gè)k空位轉(zhuǎn)化成兩個(gè)l空位和一個(gè)有動(dòng)能的電子。如果EK和EL分別代表k和l電子的結(jié)合能

8、，而Ee是釋放的俄歇電子的動(dòng)能，那么衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)換，衰變的子核大多處于激發(fā)態(tài)，并以射線的形式釋放能量，并躍遷到低能態(tài)或基態(tài)。這種轉(zhuǎn)變叫做衰退。光線是光子，不帶電荷，沒(méi)有靜態(tài)質(zhì)量。它的釋放不會(huì)改變?cè)雍说碾姾桑瑢?duì)質(zhì)量影響很小。衰變和內(nèi)部轉(zhuǎn)換，用于核醫(yī)學(xué)的60Co(鈷)和99mTc(锝)等放射源都發(fā)出輻射。核能級(jí)的間隔一般在10-3兆電子伏以上，所以射線能量的下限為10-3兆電子伏，即1千電子伏，能量可高達(dá)1兆電子伏。衰變和內(nèi)部轉(zhuǎn)換，在原子核的激發(fā)態(tài)還有另一種釋放能量的方式，即當(dāng)原子核從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，它不發(fā)射射線而是把所有的能量都給了原子核外的電子，使它們擺脫了原子的束縛。這個(gè)過(guò)程被稱為內(nèi)部轉(zhuǎn)換

9、，發(fā)射的電子被稱為內(nèi)部轉(zhuǎn)換電子。衰變和內(nèi)部轉(zhuǎn)化，無(wú)論是電子俘獲過(guò)程還是內(nèi)部轉(zhuǎn)化過(guò)程，空位都是由于原子內(nèi)殼層缺少電子而出現(xiàn)的，而外層電子會(huì)填補(bǔ)這個(gè)空位。因此，這兩個(gè)過(guò)程將伴隨著特征x光和俄歇電子的發(fā)射。衰變和內(nèi)部轉(zhuǎn)換，當(dāng)原子核處于能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)射光子的過(guò)程或內(nèi)部轉(zhuǎn)換開(kāi)始對(duì)于任何放射性核素，雖然每個(gè)核素都可以衰變，但衰變時(shí)間是先有后有，所以我們不能預(yù)測(cè)哪個(gè)核先衰變，什么時(shí)候衰變，這是完全隨機(jī)的，但是對(duì)于大量的核，它的衰變?nèi)匀蛔裱y(tǒng)計(jì)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論推導(dǎo)可以證明放射性核素衰變服從指數(shù)衰變規(guī)律。如果dN核在短時(shí)間dt內(nèi)發(fā)生變化，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來(lái)看，dN/dt的變化率必須與當(dāng)時(shí)存在的核總數(shù)n成正比，即

10、，-dN=Ndt，負(fù)號(hào)表示放射性核數(shù)n隨著時(shí)間t的增加而減少。是衰變常數(shù)，反映放射性核素隨時(shí)間的衰變率。通過(guò)積分上述公式，我們可以得到衰變常數(shù)。從上面的公式可以知道，衰變常數(shù)是，它反映了放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)的衰變規(guī)律，或單位時(shí)間內(nèi)衰變核數(shù)與當(dāng)時(shí)存在的核數(shù)之比，所以它是描述輻射衰變速率的物理量，單位是秒-1(s-1)。mo-99具有=0.252天-1，即每天25.2%的衰減。(2)半衰期t，對(duì)于具有特定能量狀態(tài)的放射性原子核，由于自發(fā)的核衰變，原子核數(shù)目減少到原來(lái)數(shù)目的一半所需的時(shí)間稱為半衰期，用T1/2表示。這是表征放射性核自發(fā)衰變的另一個(gè)參數(shù)。單位以年(a)、日(d)、小時(shí)(h)、分鐘(m

11、in)和秒(s)表示。不同放射性核素的半衰期可能差異很大。例如，天然鈾中238鈾放射性核素的半衰期為4.47109年；放射性核素132I的半衰期為2.28小時(shí).(2)半衰期T，當(dāng)t=T，N=N02代以后，T和T之間的關(guān)系是，經(jīng)過(guò)一次T，它的放射性核素衰變到原來(lái)的12，經(jīng)過(guò)兩次T衰變到原來(lái)的14，依此類推，經(jīng)過(guò)N次T，它將衰變到原來(lái)的(1/2)n，從而得到，當(dāng)使用上述物理衰變常數(shù)時(shí)， b表示單位時(shí)間內(nèi)由于各種排泄而從體內(nèi)排出的細(xì)胞核數(shù)與當(dāng)時(shí)存在的細(xì)胞核數(shù)之比，即生物體釋放放射性核素的速率，稱為生物衰變常數(shù)。 因此，e=b和E被稱為有效衰變常數(shù)。三個(gè)衰變常數(shù)對(duì)應(yīng)的半衰期是有效半衰期Te、物理半衰期

12、T和生物半衰期Tb。它們之間的關(guān)系是明顯的，且Te比T和TB都短。當(dāng)放射性物質(zhì)被用作活生物體的示蹤劑時(shí)，有效半衰期是一個(gè)重要參數(shù)。在一種放射性物質(zhì)中，有些原子核變化早，有些晚，有些放射性核素壽命為零，有些是無(wú)限的。因此，引入了平均壽命的物理量，它也反映了放射性核素的衰變率，但它具體反映了某一放射性核的平均存在時(shí)間，其單位是秒(s)。N0母核的總壽命為，N0母核的平均壽命為。(4)放射性每單位時(shí)間衰變的原子核數(shù)通常用來(lái)表示放射性，或放射性，用表示，A0=N0是t=0時(shí)的放射性。如果某一時(shí)刻母核的數(shù)量為n，則該時(shí)刻的放射性為a=n。放射性的國(guó)際單位是貝克勒爾，簡(jiǎn)稱貝克勒爾，符號(hào)Bq。1Bq=1衰變

13、秒-1放射性的特殊單位用居里(ci)表示。1Ci3.71010Bq 1Bq2.70310-11Ci，決定放射性的量是A，不是或，A=N是N的乘積。例如，天然鉀中有0.012K，它是一種放射性核素，幾乎存在于我們周?chē)牟ＡТ?、玻璃甚至玻璃中。也就是說(shuō)，40K有大量的核n，但是它的半衰期T1/2=1.3109年，所以它的放射性很小，這對(duì)健康沒(méi)有不利影響。1g天然鉀的放射性？=0.693/T1/2，例1，32p的半衰期為14.3天，試計(jì)算其衰變常數(shù)和平均壽命，1g純32P的放射性是多少毫居里(mCi)？示例2:以第1個(gè)月為單位計(jì)算鈷-60的衰變常數(shù)。四年后5000 Ci 60 Co源的活動(dòng)會(huì)是什么？

14、實(shí)施例3，60Co治療機(jī)器源在首次安裝時(shí)的活性為111TBq。使用5年后還剩多少活動(dòng)？給定A0=111TBq，T1/2=5.27a，t=5a，實(shí)施例4，假設(shè)實(shí)施例1中的源在首次安裝時(shí)不含任何雜質(zhì)。它的質(zhì)量是多少？例5，131個(gè)中的5個(gè)MCI(t=8.05d)和32個(gè)中的2個(gè)MCI(t=14.3d)何時(shí)會(huì)有相等的活動(dòng)？在案例6中，131碘的半衰期是8.04天，當(dāng)在8日上午9: 00測(cè)量時(shí)，15毫升的131碘的放射性是多少，直到同月26日下午3: 00？(1.15108Bq)經(jīng)過(guò)時(shí)間為18.25天。思考這個(gè)問(wèn)題，在電子俘獲衰變過(guò)程中，產(chǎn)生的子核的原子數(shù)和質(zhì)量數(shù)是如何變化的？它在元素周期表中的位置有

15、什么變化？計(jì)算了多少半衰期？某種放射性核素可以減少到原來(lái)的1%和0.1%？衰變平衡，不穩(wěn)定原子核衰變后產(chǎn)生的子核，如果仍有放射性，那么子核產(chǎn)生后，立即根據(jù)自身的衰變模式和衰變規(guī)律進(jìn)行衰變。如果在子核衰變后產(chǎn)生的下一代子核也是放射性的，那么這一代子核也將經(jīng)歷衰變，因此它將一代一代地衰變，直到最終產(chǎn)生穩(wěn)定的核素，這被稱為進(jìn)行性衰變。衰變平衡，在漸進(jìn)性衰變中，當(dāng)某些條件滿足時(shí)，每一代原子核數(shù)的比率將與時(shí)間無(wú)關(guān)，這就叫做輻射平衡。以下兩代衰變?yōu)槔懻撊N情況。釷族：母體為232，半衰期為1.41010年，經(jīng)過(guò)6次衰變和4次衰變，最終達(dá)到穩(wěn)定的208鉛。系統(tǒng)中每個(gè)放射性核素的質(zhì)量數(shù)a是4的整數(shù)倍，因此也稱為4n系統(tǒng)。錒系元素：其母體為235鈾，半衰期為704108年，也稱為錒系鈾(AcU)。經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變，它最終產(chǎn)生207鉛。系統(tǒng)中每個(gè)放射性核素的質(zhì)量數(shù)A是4乘以3的整數(shù)，因此也稱為(4n 3)系統(tǒng)。鈾族：母體為238鈾，半衰期為4.51109年，經(jīng)歷8次衰變和6次衰變，最終產(chǎn)生穩(wěn)定的206鉛。系統(tǒng)中每個(gè)放射性核素的質(zhì)量數(shù)a是4乘以2的整數(shù)，因此也稱為(4n 2)系統(tǒng)。(1)母體半衰期比女兒半衰期大得多(2)母體半衰期只比女兒半衰期大幾倍(3)母體半衰期比女兒半衰期小，所以長(zhǎng)期平衡和暫時(shí)平衡不能達(dá)到平衡，所以衰變平衡和放射性平衡在放射性核素的具體應(yīng)