文档介绍：外照射放射治疗机
许昌韶
苏州大学附属第一医院
The First Affiliated Hospital of Soochow University
放射治疗核物理基础
肿瘤放射治疗主要是利用放射线的穿透性和使生物细胞电离的特性
常用于放射治疗的有X线和γ线,前者由深部X线机或医用电子加速器产生,而后者是由放射性核素在衰变到稳定状态时释放的射线,两者统称光子
X线可因调节电压而改变其质(穿透性),而γ线在不同的放射性核素有其固定的能量, MeV 两种能量的γ线(平均 MeV )
自然界中的所有物质都与由分子组成
分子的基本单位是原子,原子由原子核和核外电子组成
电子在核外遵循玻尔理论、泡利不相容原理和最小能量原理的规律成层排列
每个电子在各自的壳层轨道上运行,具有一定的能量,称为能级,越靠近原子核的电子能级越低,受原子核的束缚力越大(结合能越大)
原子核中的核子(质子、中子等)由于核力的作用,也紧密地结合在一起,要使原子核分裂需要有很大的功,原子核一旦分裂,则能释放巨大能量,即核能
X 线的发生
X线是由于X线机球管阴极灯丝产生的高速电子突然受到阳极靶物质的阻挡而发生的
高速电子作用在靶物质原子的外层电子轨道,使电子击离,形成自由电子,原子本身变成带正电称电离
高速电子把靶原子内层电子击离,外层轨道电子随即通过跃迁填补其空穴,从而释放光子,称特征辐射,此光子为特征X线
其能量取决于靶物质原子两层相邻轨道电子结合能的差,与入射电子的能量无关, 而电子结合能的大小取决于靶物质,特征 X线的能量可代表靶物质,故又称标识X线
若高速电子经过靶原子核附近时,使原子核受激, 原子核在返回稳态时释放光子,入射电子本身由于核电场的作用发生偏转,改变速度,并将其一部分或全部能量转化为电磁辐射,即入射电子损失的能量等于光子的能量,该现象称轫致辐射,产生的X线能谱是连续的,故称为连续X线
特征X线和连续X线中能量较低的长波射线穿透力低,不适宜深部肿瘤的治疗,又可加重正常组织的反应和损伤,在临床使用时,常用不同厚度、不同材料制成的过滤板(Filter)将低穿透性的“软线”滤去
用不同材料和厚度的过滤板,虽 X 机管电压相同, 但进入体内的 X 线质是不同的,此时显然不能用电压( kV )来表示 X 线的质,故临床上常用半值层(HVL)来衡量