二辐射与靶材料作用.pptx
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1、辐射与靶的物理学作用辐射与靶的物理学作用 一、一、X X、射线与靶材料的作用射线与靶材料的作用 1.光电效应光电效应 光子与原子或分子作用,光子被完全吸收并逐出一个电子,被称为光电子。2 2.康普顿效应康普顿效应 光子与原子或分子作用,光子的能量只部分传递给被逐出电子,被称为康普顿电子,而入射光子转化为一个能量较低且方向不同的散射光子。3 3.电子对的产生电子对的产生 前两种效应是光子与原子核外电子的相互作用,电子对产生则是光子与原子核互相作用,导致入射光子完全消失和一对正负电子的产生。二、电子辐射与靶材料的作用二、电子辐射与靶材料的作用 1 1 1 1.电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射损损损
2、损失失失失 电子(10100MeV)在原子核附近突然被电场减速,一部分动能转变为连续能量的电磁辐射,(韧致辐射),韧致辐射可辐照较大体积和异形辐照件。2.2.非非弹弹性性磁磁撞撞损损失失 电子(10MeV),与介质核外电子发生库仑作用而损失能量,这一过程导致介质分子(原子)电离和激发。3 3.弹弹性性散散射射 电子在物质中运动时受原子核库仑场的影响而改变运动的方向称为散射。如果散射前后入射粒子和原子核总动能不变称为弹性散射。靶学说靶学说:辐射击中学说辐射击中学说靶学说本质靶学说本质:辐射致靶体积内发生电离辐射致靶体积内发生电离作用或作用或“能量沉积事件能量沉积事件”产生的结果产生的结果 适合适
3、合“靶学说靶学说”的条件的条件:(1 1)多指生物靶组织)多指生物靶组织(2 2)仅指直接击中事件()仅指直接击中事件(不包括间接作用)不包括间接作用)(3 3)假设靶体积是均匀分布的)假设靶体积是均匀分布的(4 4)不适合损伤修复)不适合损伤修复和继发作用的过程和继发作用的过程靶学说要点:靶学说要点:(1 1)生生物物体体内内存存在在着着对对射射线线敏敏感感区区域域或或结结构构(TargetTarget),靶靶被被射射线线击击中中即即引引起起损损伤伤效效应应,若未被击中则不引起效应。若未被击中则不引起效应。(2 2)射射线线与与非非生生物物靶靶作作用用可可引引起起靶靶材材料料的的分分子子结结
4、构构发发生生聚聚合合、交交联联、降降解解和和材材料料物物理理化化学学性质的改变性质的改变。(3 3)靶靶作作用用是是一一种种随随机机过过程程,“击击中中”是是彼彼此此无无关关的的独独立立事事件件,击击中中概概率率服服从从PoissonPoisson分分布。布。(4 4)不不同同生生物物分分子子或或靶靶材材料料具具有有不不同同的的击击中中数(数(一次击中或多次击中一次击中或多次击中)。单靶单击和单靶多击模型单靶单击和单靶多击模型 多靶单击模型多靶单击模型“靶学说靶学说”模型模型单靶模型(单击或多击)中单靶模型(单击或多击)中靶受击的概率表达式:靶受击的概率表达式:P Pn n=(VD)=(VD)
5、n n/n/n!e e-VD-VD靶体积规定为靶体积规定为V V;D D为辐射剂量;为辐射剂量;每靶的平均击中数为每靶的平均击中数为VD VD;n n为击中次数为击中次数 若靶被击中一次就失活,则靶存活的概率(S)就是靶击中数为0的概率(n=0):S=P0=(VD)o/0!e-VD=e-VD(靶学说基本表达式(靶学说基本表达式)若若每每靶靶的的平平均均击击中中数数为为VDVD,则则每每靶靶发发生生一一次击中为:次击中为:VD=1VD=1此时此时 S=e-VD=e-1=0.37 (有(有63%被击中,被击中,37%的靶未被击中)的靶未被击中)单靶多击模型单靶多击模型.假定每个细胞中存在二个或多个
6、完全相同的靶,而击中N个靶子中任一个靶的概率是:1 1P P(0 0)或)或1 1e e-VD-VD则N个靶子全部被击中的概率为:(1 1e e-VD-VD)N N未被全部击中的概率即存活概率就是:S=1(1e-VD)N 多靶单击模型:多靶单击模型:电离辐射和靶的间接作用电离辐射和靶的间接作用 辐射化学辐射化学 自由基的基本概念自由基的基本概念 自由基指具有一个或几个末配对电子的分子、离子或原子,常在其分子旁加一个黑点作为特征标记,如羟自由基:OH,CH3、CCl3、RO等。顺磁性的概念:一个放在磁铁附近的无磁性物质,被磁铁吸引去的能力称为顺磁性。自由基不仅具有顺磁性特性,而且具有活泼的化学活
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