核醫(yī)學(xué)活化分析指南

核醫(yī)學(xué)活化分析指南第1頁(yè)/共22頁(yè)活化分析第2頁(yè)/共22頁(yè)概述：中子活化分析技術(shù)是Hevesy于1936年首先開(kāi)發(fā)的。他使用的是Ra-Be中子源。1970年以來(lái)，我國(guó)也開(kāi)展了中子活化分析的應(yīng)用研究。第3頁(yè)/共22頁(yè)基本原理：所謂的活化分析就是用粒子束（射線）來(lái)照射靶樣品，使其中待測(cè)穩(wěn)定性核素發(fā)生核反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫院怂兀@些放射性核素各具有一定的半衰期，并具有固定能量的特征γ射線或其它射線，測(cè)量其衰變放出射線的能量和活度，就可確定樣品中各元素的種類和活度，從而求得靶元素的量。第4頁(yè)/共22頁(yè)活化分析的核反應(yīng)類型中子活化分析系中子與原子核發(fā)生的核反應(yīng)，一般可分為四種類型：(nγ)型:用中子轟擊靶核素，中子被原子核俘獲產(chǎn)生一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的復(fù)合核，在極短的時(shí)間內(nèi)復(fù)核核放出γ光子.例如：

3416S(nγ)3516S，它是最常用的類型。另外還有(nα)、(np)、(nf)三種類型。第5頁(yè)/共22頁(yè)實(shí)驗(yàn)操作步驟生物材料（指人或動(dòng)物的組織、器官或體液）中的中子活化分析全過(guò)程如圖：取樣樣品和標(biāo)準(zhǔn)品制備輻照容器封裝輻照化學(xué)分離法溶樣加載體化學(xué)分離(測(cè)回收率)放射性測(cè)量非破壞法

通過(guò)放射性測(cè)量最后算出元素含量。第6頁(yè)/共22頁(yè)活化分析的主要優(yōu)點(diǎn)：1、靈敏度高。對(duì)大部分元素的探測(cè)極限是10-9克左右。2、沒(méi)有試劑污染。中子活化分析允許樣品輻照加入非放射性試劑，回為目的元素已經(jīng)是放射性了。3、可進(jìn)行非破壞性分析。樣品輻照后，目的元素和共存元素所生成的核素有明顯的差異情況下，可進(jìn)行非破壞中子活化分析。4、可同時(shí)測(cè)定一個(gè)樣品中的幾種到幾十種元素。除輕元素和重元素外，周期表中的Na以上的所有元素都可進(jìn)行活化分析。第7頁(yè)/共22頁(yè)活化分析的主要缺點(diǎn)：

1、精確度低。分析樣品和標(biāo)樣輻照、化學(xué)分離、測(cè)量的幾何位置，放射統(tǒng)計(jì)等的誤差，導(dǎo)致了總誤差約10%，控制到百分之十內(nèi)是比較困難的。

2、干擾反應(yīng)。因有副反應(yīng)，在反應(yīng)堆輻照時(shí)除產(chǎn)生（n,r）反應(yīng)外還有（n,p）和（n,a）反應(yīng)。

3、方法不易普及，且只能測(cè)定元素的量，不能測(cè)定化合物的量和結(jié)構(gòu)。第8頁(yè)/共22頁(yè)活化分析主要設(shè)備類型1，原子反應(yīng)堆2，中子高壓倍加器3，用加速器加速粒子轟擊靶核產(chǎn)生復(fù)合核4，輻射中子源第9頁(yè)/共22頁(yè)反應(yīng)堆：一種使裂變物質(zhì)（235U或239PU）的原子核發(fā)生自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的裝置（放出能量和中子）。

1942年（E.FEIMI）建成世界上第一個(gè)反應(yīng)堆。現(xiàn)代堆類分型：按結(jié)構(gòu)分為：均勻堆和非均勻堆按燃料類型分為：天然鈾堆和濃縮鈾堆按中子能量分為：快中子堆和慢中子堆按用途分為：研究堆，試驗(yàn)堆，動(dòng)力堆和增埴堆第10頁(yè)/共22頁(yè)

我國(guó)現(xiàn)在已有脈沖堆(成都)，它是用獨(dú)特的鈾氫鋯材料作燃料元件的多功能小型池式核反應(yīng)堆，它的堆芯緊湊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全保障設(shè)施要求較低，大大減少了建造和運(yùn)用費(fèi)用。

脈沖反應(yīng)堆不僅能進(jìn)行穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，還能進(jìn)行獨(dú)特的脈沖運(yùn)行，即在約０．１秒的時(shí)間內(nèi)把脈沖棒彈出堆芯，從而使堆功率及中子通量密度瞬間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)額定值的數(shù)千倍，之后又自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。這樣就擴(kuò)展了反應(yīng)堆的功能和應(yīng)用范圍。它廣泛運(yùn)用于同位素生產(chǎn)、中子活化分析、中子照相及教學(xué)、科研等方面。第11頁(yè)/共22頁(yè)脈沖堆若用于發(fā)電，可大幅度降低成本，具有廣闊的商業(yè)化前安全性能很高。這標(biāo)志著中國(guó)繼美國(guó)之后，已成為世界上第二個(gè)能設(shè)計(jì)與建造這種新堆型的國(guó)家。深圳大學(xué)為研究用微型堆，中子通量1012中子數(shù)/秒.平方厘米。第12頁(yè)/共22頁(yè)控制棒圓形管道熱交換器加壓泵汽輪機(jī)冷凝器屏蔽層鈾棒中子反射層核反應(yīng)堆的構(gòu)造示意圖第13頁(yè)/共22頁(yè)常用的中子源

1,鐳-鈹中子源(αn)：將發(fā)射α粒子的226Ra粉末與Be粉末按一定比例混合，緊密的封裝在容器內(nèi)，α粒子轟擊Be原子核將產(chǎn)生中子。特點(diǎn)：體積小，易攜帶，使用方便，成本低，制備方便易推廣。第14頁(yè)/共22頁(yè)2,自發(fā)裂變中子源：锎252Cf，體積更小、衰變熱低，中子輸出量高（2.31×1012中子/秒），252Cf每衰變一次平均可產(chǎn)生3.76個(gè)中子，它的半衰期為85年，是除反應(yīng)堆、加速器外最強(qiáng)的輻射中子源。但它價(jià)格昂貴，一般100兆瓦的反應(yīng)堆照射239pu兩年才能生產(chǎn)幾十毫克，從239pu到252Cf需要吸收13個(gè)中子，產(chǎn)額很低，它比黃金還貴重。第15頁(yè)/共22頁(yè)微量元素測(cè)量分析：多道γ譜儀解譜分析絕對(duì)測(cè)量：不用標(biāo)準(zhǔn)品，直接將有關(guān)核素的放射活度代入下式計(jì)算核素的量。

D.AW=-----------------------------------------------Q.（6.023EXP23）φδ（1-e-0.693t/T）

D放射性強(qiáng)度

A原子量

Q反應(yīng)核素的豐度

φ線束數(shù)（個(gè)）/平方厘米.秒

δ粒子能量第16頁(yè)/共22頁(yè)相對(duì)測(cè)量：

最常用的方法待測(cè)樣品元素含量WX

待測(cè)樣品中元素放射性AX-----------------------------------------=------------------------------------標(biāo)準(zhǔn)樣品中所測(cè)核素含量WS

標(biāo)準(zhǔn)樣品中核素的放射性AS第17頁(yè)/共22頁(yè)質(zhì)子激發(fā)χ線發(fā)射分析用質(zhì)子靜電加速器加速質(zhì)子，然后轟擊靶原子，靶原子受激或電離，退激時(shí)將多余的能量以特征χ線形式放出來(lái)。不同的靶原子放出的特征χ線譜不同，通過(guò)能譜分析求出核素的量。