放射治療物理學(xué)基礎(chǔ)

1、第三章第三章放射治療物理學(xué)基礎(chǔ)放射治療物理學(xué)基礎(chǔ)放射治療物理是研究放射治療設(shè)備、技術(shù)、劑量測(cè)量及劑量學(xué)、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、模室技術(shù)、特殊放射治療方法學(xué)及學(xué)科前沿的新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的分支學(xué)科它必須直接為放射治療臨床服務(wù)。放射物理學(xué)對(duì)推動(dòng)放療專(zhuān)業(yè)的發(fā)展都起著舉足輕重的作用，一個(gè)醫(yī)院的放療科，如果沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)有力的放射物理人才和設(shè)備技術(shù)的合理配置，要走在本專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展的前沿是不可能的。放射治療設(shè)備、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、模室技術(shù)等內(nèi)

2、容將有專(zhuān)門(mén)的章節(jié)進(jìn)行介紹，本章就核物理基礎(chǔ)知識(shí)、放射治療劑量學(xué)和劑量測(cè)量等作一介紹。第一節(jié)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)和核衰變?cè)咏Y(jié)構(gòu)和核衰變自然界中的所有物質(zhì)都由分子和原子構(gòu)成。分子保持著物質(zhì)的基本屬性和化學(xué)性質(zhì)分子由原子組成目前己知的原子(也稱(chēng)元素)有109種原子又有著它自己的結(jié)構(gòu)。了解原子的結(jié)構(gòu)對(duì)于我們認(rèn)識(shí)放射線(xiàn)的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用是十分必要的因?yàn)檫@些過(guò)程都發(fā)生在原子的范圍內(nèi)。一、原子結(jié)構(gòu)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(fù)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(zhuǎn)。早在1913年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)原子的結(jié)構(gòu)類(lèi)似太陽(yáng)系。帶負(fù)電的電子圍繞帶正電的原子核轉(zhuǎn)動(dòng)，正像行星繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一樣（圖31－1）。原子是很小的結(jié)構(gòu)，其直徑約為10－8cm。圖31－1原子模型原子核由質(zhì)子和中子組成，都是基本粒子，統(tǒng)稱(chēng)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(gè)原子的質(zhì)量。1961年后，

4、國(guó)際上統(tǒng)一用12C原子量的112作為原子質(zhì)量單位，其符號(hào)為amu。原子質(zhì)量和原子質(zhì)量數(shù)是不同的概念，前者是指原子的實(shí)際質(zhì)量，后者則是指原子核中核子的總數(shù)。原子核內(nèi)的(MeV)作單位。leV是一個(gè)電子在真空中通過(guò)lV電位差所獲得的動(dòng)能，它與其他三個(gè)單位的轉(zhuǎn)換關(guān)系是leV=l.Ol03keV=l06MeV=l.602192lOl9J三、核素、元素、同位素和同質(zhì)異能素核素和元素是不同的概念。凡質(zhì)子數(shù)相同的原子稱(chēng)為一種元素，它們的原子序數(shù)相同，

5、具有相同的化學(xué)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(chēng)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(chēng)，同位素是表示核素之間相互關(guān)系的名稱(chēng)。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(nèi)質(zhì)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(chēng)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(huì)自發(fā)地發(fā)生核變化而轉(zhuǎn)變成另一種原子；穩(wěn)定核素則是不會(huì)自發(fā)地發(fā)生核變化的原子。2同位素：是指核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的核素，彼此稱(chēng)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(zhì)量不同的原子。它們的質(zhì)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(lèi)：①穩(wěn)定同位素，這類(lèi)同位素原子核不會(huì)自發(fā)衰變，

7、能夠穩(wěn)定地存在；②放射性同位素，這類(lèi)同位素的原子核自發(fā)地衰變而轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N元素的原子核，同時(shí)放出射線(xiàn)。3同質(zhì)異能素：凡核內(nèi)質(zhì)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(chēng)為同質(zhì)異能素。例如99m43TC和9943TC的質(zhì)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(lèi)型不穩(wěn)定核素自發(fā)地放出射線(xiàn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核素，這種現(xiàn)象稱(chēng)為放射性，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為放射性衰變，這種核素稱(chēng)為放射性核素。發(fā)出的射線(xiàn)種類(lèi)可能