PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE I

POZYTONOWA EMISYJNA

TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA

Krzysztof Truszewski

Co to jest promieniowanie jonizujące?



promieniowanie jonizujące jest to każde
promieniowanie zdolne do jonizowania
atomów i cząsteczek substancji, na
którą oddziałuje



jonizacja – wybicie elektronu z atomu
lub cząsteczki; energia potrzebna do
wybicia

elektronu

nazywana

jest

energią jonizacji

Rodzaje promieniowania jonizującego



promieniowanie bezpośrednio
jonizujące:

a) promieniowanie α

b) promieniowanie β



promieniowanie pośrednio jonizujące:

a) promieniowanie fotonowe
(rentgenowskie
i gamma)
b) promieniowanie neutronowe

Promieniowanie α



promieniowanie

α

jest

to

promieniowanie powstałe w wyniku
emisji jąder atomu helu



ogólny schemat:

Promieniowanie β



promieniowanie β jest to promieniowanie powstałe w
wyniku emisji elektronów lub pozytonów; rozróżniamy
zatem dwa rodzaje rozpadu β:

a) rozpad β

-

- polegający na zamianie neutronu w proton z

jednoczesną
emisją elektronu oraz antyneutrina elektronowego:

b) rozpad β

+

- polegający na zamianie protonu w neutron z

jednoczesną
emisją pozytonu oraz neutrina elektronowego:

Równania rozpadów α i β

Promieniowanie rentgenowskie i gamma



promieniowanie rentgenowskie i gamma jest to
wysokoenergetyczne

promieniowanie

elektromagnetyczne



w zależności od energii (długości fali) wyróżniamy:

a) promieniowanie gamma – poniżej 5 pm (5*10

-12

m)

b) twarde promieniowanie rentgenowskie – 5 pm do 100
pm

c) miękkie promieniowanie rentgenowskie – 100 pm do
10000 pm (10 nm); 1 nm=10

-9

m

Promieniowanie neutronowe



promieniowanie neutronowe to rozpędzone
swobodne

neutrony;

rozróżnia

się

neutrony:

a) natychmiastowe – emitowane w wyniku
spontanicznego rozszczepiania
pierwiastków

b) opóźnione – emitowane w wyniku
zaindukowanego rozpadu
promieniotwórczego

Przenikliwość promieniowania

jonizującego

Źródła promieniowania jonizującego



źródłem promieniowania jonizującego są przemiany jądrowe
zachodzące w jądrze atomowym i wyzwalające energię
odpowiedzialną za proces jonizacji



wyróżniamy źródła:

a) zamknięte – gdy materiał promieniotwórczy jest
zamknięty w materii
niepromieniującej i nie może przedostać się do otoczenia

b) otwarte – gdy materiał promieniotwórczy (jego
cząsteczki/atomy)
może przedostać się do otoczenia

Źródła promieniowania jonizującego

Procentowy udział w rocznej dawce różnych źródeł

promieniowania jonizującego

Zasada działania emisyjnego tomografu pozytonowego



do żywego organizmu wprowadza się związek chemiczny z oczekiwaną
biologicznie aktywnością; związek ten jest znakowany radioaktywnym
izotopem, który rozpadając się emituje pozyton (elektron o ładunku
dodatnim)



zasada działania tomografu emisyjnego PET opiera się na określeniu
współrzędnych anihilacji pozytonu przez pomiar koincydencji czasowej
dwóch kwantów promieniowania γ, każdy o energii 511 keV, powstałych w
wyniku anihilacji pozytonu z elektronem i rozchodzących się pod kątem
180

o

zgodnie z zasadą zachowania energii i pędu



bazą układu pomiarowego są dwa detektory (liczniki scyntylacyjne)
umieszczone naprzeciw siebie w odległości nieco większej niż średnica
badanego obiektu; równoczesna rejestracja przez detektory obu promieni
gamma (koincydencja czasowa) pozwala wyznaczyć prostą, na której
miała miejsce anihilacja; przesuwając, a następnie obracając układ
detektorów wokół osi obiektu rejestrujemy szereg projekcji (kilka tysięcy),
które pozwalają na rekonstrukcję obrazu rozkładu znacznika izotopowego
w poprzecznej warstwie badanego ciała

Schemat działania PET

Dziękuję za uwagę