放射治療物理學基礎

1、第三章第三章放射治療物理學基礎放射治療物理學基礎放射治療物理是研究放射治療設備、技術、劑量測量及劑量學、治療計劃設計、質量保證和質量控制、模室技術、特殊放射治療方法學及學科前沿的新技術、新業(yè)務的分支學科它必須直接為放射治療臨床服務。放射物理學對推動放療專業(yè)的發(fā)展都起著舉足輕重的作用，一個醫(yī)院的放療科，如果沒有一個強有力的放射物理人才和設備技術的合理配置，要走在本專業(yè)學科發(fā)展的前沿是不可能的。放射治療設備、質量保證和質量控制、模室技術等內

2、容將有專門的章節(jié)進行介紹，本章就核物理基礎知識、放射治療劑量學和劑量測量等作一介紹。第一節(jié)第一節(jié)原子結構和核衰變原子結構和核衰變自然界中的所有物質都由分子和原子構成。分子保持著物質的基本屬性和化學性質分子由原子組成目前己知的原子(也稱元素)有109種原子又有著它自己的結構。了解原子的結構對于我們認識放射線的產生及其與物質的相互作用是十分必要的因為這些過程都發(fā)生在原子的范圍內。一、原子結構原子由原子核和核外電子組成。原子的中心是帶正電荷的

3、原子核，核外是帶有等量負電荷的電子，這些電子沿著一定的軌道繞著原子核高速旋轉。早在1913年英國物理學家盧瑟福用散射實驗證實原子的結構類似太陽系。帶負電的電子圍繞帶正電的原子核轉動，正像行星繞著太陽旋轉一樣（圖31－1）。原子是很小的結構，其直徑約為10－8cm。圖31－1原子模型原子核由質子和中子組成，都是基本粒子，統(tǒng)稱核子。它們數(shù)目的總和就是原子量。原子核小而緊密，其直徑約為10－14cm，但集中了幾乎整個原子的質量。1961年后，

4、國際上統(tǒng)一用12C原子量的112作為原子質量單位，其符號為amu。原子質量和原子質量數(shù)是不同的概念，前者是指原子的實際質量，后者則是指原子核中核子的總數(shù)。原子核內的(MeV)作單位。leV是一個電子在真空中通過lV電位差所獲得的動能，它與其他三個單位的轉換關系是leV=l.Ol03keV=l06MeV=l.602192lOl9J三、核素、元素、同位素和同質異能素核素和元素是不同的概念。凡質子數(shù)相同的原子稱為一種元素，它們的原子序數(shù)相同，

5、具有相同的化學特性，但原子核中的中子數(shù)可以不同，因而物理特性可以有某些差異。換言之，即每種元素可以包括若干中核素。核素和同位素也是不同的概念。凡屬于同一種元素的核素，在元素周期表中處于相同的位置，稱為該元素的同位素，或彼此是同位素。所以核素是表示某種原子具有一定特征的名稱，同位素是表示核素之間相互關系的名稱。例如1H、2H、12C、14C是四種不同的核素，1H和2H相互間是同位素，12C和14C相互間是同位素，1H和12C則不是同位素。

6、1核素：凡核內質子數(shù)、中子數(shù)和能量狀態(tài)完全相同的原子的集合都稱為核素。核素分為放射性核素和穩(wěn)定核素。放射性核素是指原子會自發(fā)地發(fā)生核變化而轉變成另一種原子；穩(wěn)定核素則是不會自發(fā)地發(fā)生核變化的原子。2同位素：是指核內質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的核素，彼此稱為同位素。以氫為例，在元素周期表中占同一位置的氫，有三種質量不同的原子。它們的質子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，所以氘、氚是氫的同位素。同位素可為兩大類：①穩(wěn)定同位素，這類同位素原子核不會自發(fā)衰變，

7、能夠穩(wěn)定地存在；②放射性同位素，這類同位素的原子核自發(fā)地衰變而轉變?yōu)榱硪环N元素的原子核，同時放出射線。3同質異能素：凡核內質子數(shù)和中子數(shù)都相同而原子核處于不同能量的核素，彼此稱為同質異能素。例如99m43TC和9943TC的質子和中子數(shù)均相同，但99mTC處于亞穩(wěn)態(tài)，m代表它處于較高的能量狀態(tài)。四、核衰變類型不穩(wěn)定核素自發(fā)地放出射線，轉變?yōu)榱硪环N核素，這種現(xiàn)象稱為放射性，這個過程稱為放射性衰變，這種核素稱為放射性核素。發(fā)出的射線種類可能