第8章 放射性同位素检测技术ppt.pptVIP

第八章 放射性同位素检测 运用放射性同位素研究物质的运动和变化的技术。 主要特点： 1 放射性同位素与相应元素在化学性上相同。 2 放射性同位素能不断放出射线，易于发现和测定。 3灵敏度高,极微量的放射性物质都可准确测定。 4 强的射线对人体有害。 第一节 基本知识 一、放射性同位素 凡是原子序数相同而质量数不同的元素称为同位素。即原子核内质子数相等而中子数不同的元素叫同位素。 同位素 稳定同位素 不稳定同位素 （放射性同位素） （原子核结构稳定，不会自行发生变化） （原子核结构不稳定，会自行发生变化并放出各种射线,最后衰变成另一种元素） * 二、放射性同位素的衰变与射线 放射性同位素的原子核自发地按一定规律变化，同时放出各种射线的过程称为衰变或蜕变。 射线： α－射线：速度慢，射程短，穿透力小，电离效应对生物较大伤害 β－射线：电子流，速度快，射程较长，电离作用弱。 γ －射线：光子流，射程长，穿透力强，不直接产生电离。 生物学中使用的放射性同位素是发射β－射线和γ －射线的。 * 三、衰变规律 放射性同位素的衰变按一定的规律进行,原子核发射射线的过程,即衰变的过程不是同时发生的,而是有先有后的.它们在单位时间内衰变的原子核数△N/△t与该时间尚未衰变的原子核数N成正比,即: △N/△t∝N或△N/△t= -λ N(负号表示随时间增加,N值减少，λ为衰变常数，表示单位时间内衰变的原子核与原有放射性核之比。) ln(N0/N)= -λt, N/N0=e-λt N = N0 e-λt (衰变公式） 半衰期(放射性元素的原子核数目因衰变而减少到原来的一半时所需的时间) T1/2 =ln2 /λ =0.693/λ * 四、放射线的防护 放射性同位素发出的射线超过一定的剂量就会对 人体有伤害。放射性同位素危害人体途径有内照 射和外照射两种。 防止内照射：防止进入体内。 防止外照射：屏蔽，增大距离，减少受照时间。 一切放射性废物，无论固体、液体，都应单独分别处理，不应与普通废水，废物混在一起。 * 第二节 放射性同位素的检测 放射性强度：是指单位时间内原子核衰变的数目。 单位是居里（Curie ，Ci）,1Ci的放射性是指每秒 钟有3.7×1010个原子核衰变。 1居里（Ci）=103毫居里（mCi)=106 微居里μCi） =109纳居里（nCi）=3.7×1010个原子核衰变/s 比放射性：单位质量（克）或体积（毫升）样品在 单位时间内，原子核衰变的数目。 生化领域内常用检测放射性的方法：放射自显影技 术、盖革计数管、闪烁计数器。 * 一、放射自显影技术 利用样品中放射性物质放出的射线，作用于核子乳胶片，而在胶片上显影，从而探测放射性物质的位置和分布情况。这种技术称为放射显影技术。 放射荧光显影：若放射性同元素射出的射线能量低时，可用荧光试剂（如2.5－二甲苯噁唑、PPO)处理，通过荧光试剂受射线激发而发出的荧光，在核子乳胶片上显影的技术。 * 二、盖革计数管探测 盖革计数管（Geiger－Muller 简称G－M管) 1.结构 盖革计数管 外壳（玻璃管） 钨丝（阳极） 金属圆筒（内壁为阴极） 抽管内空气 填惰性气体 和猝灭气体 * 2.原理 A 粒子进入：各种放射线粒子进入G-M管。 B 惰性气体电离：γ-射线进入盖革管后从管壁打击一个次级电子，次级电子使惰性气体产生电离现象。 C 产生大量次级电子；当负离子（电子流趋向阳极，并与其他气体分子产生碰撞产生新的电离，产生许多个次级电子，当电子快到时阳极时，次级电子急剧倍增，产生“雪崩”现象。 D 正离子鞘形成：当电子（约经10-6s）被阳极全部吸收后在阳极附近只剩下大量的正离子。 E 产生脉冲电流：正离子鞘受阴极吸引，向阴极移动，约经10-4s到达阴极，即形成瞬时电流，在电阻R上产生脉冲电压。 F 猝灭作用：由于猝灭气体的作用（吸收光子，避免再打击次级电子），使正离子鞘到达阴极后即停止放电。 G 计数：利用计数器把每一次脉冲电压记录下来。即记录进入盖革记数器的粒子数。 * 3.检测对象 Ｇ－Ｍ管 最宜探测能量大的β-粒子,计数率达100%, 对γ-射线探测效率低,仅为1%～2%。 不宜作α-粒子的探测。 * 三、闪烁计数器探测 闪烁计数器探测：是利用放射性元素放出的射线到闪烁 剂上，使闪烁剂激发，产生荧光，然后利用光电倍增管 将此荧光变为电脉冲而用记数器记录下来。 闪烁计数器 固体闪烁计数器 液体闪烁计数