核物理基础-核医学上岗证培训课件.pptVIP

光电效应 光电效应（光电吸收）：γ光子与原子中束缚电子作用时，把全部能量传给电子，使之发射出去——光电子，而光子本身消失，原子被电离。 特点是吸收光子的全部能量。一部分克服电子的束缚能，另一部分为光电子的动能。 光电子：通过电离、激发等引起次级电离，失去能量 发射光电子的原子：产生特征X射线或俄歇电子 电子被束缚越紧，光电效应几率越大。K层几率最大 光电效应的几率 正比于 原子序数 Z5 光电效应的几率 随 光子能量增加而减小 康普顿效应 康普顿效应： γ光子在与原子发生弹性碰撞时，只把一部分能量转移给被击出的电子，称为康普顿电子（反冲电子）；失去一部分能量的γ光子，改变传播方向，成为散射光子 散射光子继续运动，直至产生光电效应将全部能量转移给电子。 反冲电子能引起次级电离。 与光电效应不同，它是发生在束缚得最松的外层轨道电子上。 康普顿效应的几率 正比于 原子序数Z；反比于 光子能量 电子对生成效应 γ光子能量 1.02MeV，从原子核旁经过时，在核库仑场作用下，光子可转化为一个正电子和一个负电子。而光子本身消失 只有γ光子能量＞1.022MeV，并有核参加才能产生电子对效应。 光子能量除转变为电子对的静止能量（1.022 MeV）外，其余成为正负电子的动能。 正负电子的动能可不同，分配是随机的。 产生的正负电子，能使介质电离。正电子损失能量后，发生电子对湮灭辐射。 γ光子能量↑、物质的原子序数↑→电子对生成的几率↑ 三种效应与光子能量、介质原子序数的关系 铅中的衰减系数 与α和β粒子不同，γ射线没有最大射程，任意厚的物质只能使它的强度逐渐减弱而不可能完全吸收它。 γ射线在物质中的衰减系数随着介质原子序数的增加而变大。 常用高原子序数的铅作 γ 射线的防护屏。 γ射线的衰减 γ射线的衰减 衰减规律：强度为Io的γ射线，经厚度为μd的介质，强度变为I: I Ioe-μx μ吸收系数,介质的性质 Z↑→μ↑ 与γ射线能量有关。 半值层d1/2:射线强度减为入射强度的一半时， 射线穿透物质的厚度 D1/2 ln2/μ 0.693/μ 射线通过n个半值层后的强度：I Io/2n γ射线的衰减 例：某一束射线的强度为I0，约需要多少个半值层，其强度可减为原强度的千分之一? I Io/2n I/Io 1/2n 1/1000 n≈10 对宽束射线，部分散射光子仍然在透射光束中，因此宽束射线的衰减系数小于窄束射线。 在核医学的防护中，大部分情况将射线考虑为宽束射线 第五节 电离辐射量 照射量 吸收剂量 当量剂量 有效剂量 照射量 第一个描述辐射量的物理量 照射量的定义 :在单位质量的空气中，由光子（X射线或γ射线）产生的一种符号离子总电荷的绝对值。 国际单位：库仑／千克 C／kg 非国际单位制专用单位: 伦琴 R 、毫伦（mR 换算: 1R 2.58×10-4 C／kg 照射量率 照射量率的定义：单位时间的照射量 。 照射量率的单位： 国际制单位：C·kg-1·s-1 非国际制单位：毫伦/小时（mR/h 伦琴每秒 R/s 、伦琴每小时 R/h 换算: 1 R/s 2.58×10-4 C·kg-1·s-1 1 R/min 1.548×10-2 C·kg-1·s-1 1 R/h 0.9288 C·kg-1·s-1 照射量率与放射性活度的关系 空气中点状γ放射源，活度为A，在距源为R处的照射量率： Γ为该γ源的照射量率常数，也称电离常数。是描述γ射线在空气中的电离能力的量，它取决于γ核素的衰变性质 照射量使用的特点 局限性 只是对X射线或γ射线的电离本领的量度，不适用于其他射线（如α、β射线等）。 只适宜在空气介质中使用，在其他介质（如机体组织等）中不适用。 只适用于描述能量在10keV～3MeV之间的X射线或γ射线的辐射场，因为没有考虑次级电子的韧致辐射引起的电离。 优势 可测物理量 可对X射线和γ射线的辐射场作定量的描述 使用多年，资料、防护设备标定 与吸收剂量可换算 吸收剂量 吸收剂量：单位质量的物质吸收的射线能量 适用于各种电离辐射，例如：X射线、γ射线、α射线、β射线等 适用于各种介质，例如：空气、水、生物组织等。 吸收剂量的单位 国际制单位：焦耳每千克，记作J/kg 专名：gray 戈瑞 ,记作 Gy。 mGy 1 Gy 1 J/kg 非国际单位：rad（拉德，瑞德）1 Rad 10-2 Gy 吸收剂量率 单位时间内的吸收剂量 吸收剂量率的单位 国际制单位：Gy/s、 mGy/h 非国际单位：Rad/s、Rad/h 吸收剂量与照射量的关系 吸收剂量与照射量的关系： D f X f与X射线或γ射线的能量及介质的性质有关 不考虑活度随时间t的变化： X ΓA