核医学物理基础

这是关于核医学物理基础的思维导图，内容包括同位素、核素、同质异能素、核衰变、射线与物质的相互作用。

物理基础

• 同位素，核素，同质异能素
  • 原子（保持其化学性质的最小单位）
    • 原子核（AZXN）
      • 质子
      • 中子
    • 核外电子
      • 按最低能量原理在核外分层排布，形成不同能级轨道，绕核作高速运动
  • 核素
    • 质子数，中子数均相同，并且原子核处于相同能级状态的原子
  • 同位素
    • 凡具有相同质子数，但中子数不同的核素互称为同位素
  • 激发态
    • 原子核可以处于不同的能量状态，能量较高的状态称为激发态
  • 同质异能素
    • 核内质子数和中子数都相同但能量状态不同的核素称为同质异能素，激发态的核素和基态的核素互称为同质异能素
  • 稳定核素
    • 原子核稳定，不会自发地发射出射线而衰变
  • 放射性核素
    • 不稳定的原子核需要通过核内结构或能级调整自发地发射出射线形成稳定的原子核，称为放射性核素
• 核衰变
  • 定义
    • 原子核的质子和中子统称为核子
    • 放射性核素由于核内结构或能级调整，自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种核素的过程
  • 核衰变的方式
    • α衰变
      • 在放射性核素治疗具有潜在的优势
    • β衰变
      • β-衰变
        • 本质:高速运动的电子流
        • 穿透力弱，可用于核素治疗，如I131用于甲状腺疾病的治疗，32P可用于真性红细胞增多症的治疗
      • β+衰变
        • 射程仅1～2mm，其在较短的时间内与邻近的自由电子碰撞而发生湮灭辐射
        • 可用于PET显像
    • γ衰变
      • 这种激发态的原子核常常是在α衰变、β衰变或核反应之后形成的
      • 本质:中性的光子流，不带电荷，运动速度快（等于光速），电离能力很小，穿透力强，对机体组织的局部作用较β-射线和α射线弱，适合放射性核素显像
      • 发生γ衰变后质子数和中子数都不变，仅能级状态发生改变，所以又称同质异能跃迁IT
      • 特点
        • 从原子核中发射出光子
        • 常常在α或β衰变后核子从激发态退激时发生
        • 产生的射线能量离散
        • 可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别
  • 核衰变规律
    • 衰变常数
      • 
    • 半衰期
      • 由于物理衰变和机体生物活动共同作用而使体内放射性核素减少一半所需要的时间，称为有效半衰期Te
      • 
    • 放射性活度A
      • 处于某一 特定能态的放射性核在单位时间内的衰变数，表示放射性核素的放射性强度
• 射线与物质的相互作用
  • 带电粒子与物质的相互作用
    • 电离
      • 带电粒子通过物质时与物质的原子核外电子发生静电作用，使电子脱离轨道束缚形成自由电子，这一过程称为电离
    • 激发
      • 如果核外电子获得的能量不足以脱离原子的束缚成为自由电子，只能由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，使整个原子处于能量较高的激发状态，这一作用称为激发
    • 散射
      • 带电粒子通过物质时运动方向发生改变的现象称为散射
    • 韧致辐射
    • 湮灭辐射
    • 吸收
  • 光子与物质的相互作用
    • 光电效应
    • 康普顿效应
    • 电子对生成