2012-02-27
Elektron o ładunku
Elektron o ładunku
ujemnym (e -)
ujemnym (e -)
Jądro atomu ładunek
Jądro atomu ładunek
dodatni ( +)
dodatni ( +)
protony (p+)
protony (p+)
Budowa atomu
Budowa atomu
neutrony ( n o)
neutrony ( n o)
Powłoki
Powłoki
elektronowe
elektronowe
Historia
" Istnienie jądra atomowego zostało udowodnione
eksperymentalnie przez fizyka E. Rutherforda w 1911
roku. Rutherford bombardował złotą folię dodatnio
Jądro atomowe naładowanymi cząstkami alfa. Badając rozkład
promieniowania rozproszonego na folii stwierdził, że
budowa i właściwości & cały dodatni ładunek i masa atomu skupione są w
bardzo niewielkiej objętości - jądrze atomowym.
Składniki jądra
Siły jądrowe
" Między dodatnio naładowanymi protonami występuje
" Proton - cząstka elementarna, o dodatnim ładunku
elektrycznym 1,602*10-19C i masie 1,6726*10-27kg.
odpychanie elektryczne, którego efekty są
" Neutron - elektrycznie obojętna cząstka elementarna
równoważone przez silne oddziaływanie między
" o masie 1,6748*10-27kg.
nukleonami. Oddziaływania te działają jednak tylko na
" Elektron - cząstka elementarna o ujemnym ładunku
elektrycznym
bardzo krótkich odległościach. Przy dłuższych
" 1,602*10-19C i masie spoczynkowej 9,109*10-31kg.
odległościach przeważają siły odpychania
elektrycznego.
Energia wiązania nukleonów w
Energia wiązania nukleonów w
jądrze określana jest równaniem:
jądrze
E = mc2
E = mc2
24
Na
11
1
2012-02-27
Jądro atomowe
Jądro atomowe
Właściwości jądra atomowego:
Właściwości jądra atomowego:
10-14 - 10-15 m, co stanowi
Średnica jądra wynosi 10-14 - 10-15 m,
około 1/100000 rozmiaru atomu. W jądrze
skupione jest ponad 99,9% masy atomu.
Modele budowy jądra
Stwierdzono, że większość jąder ma kształt
zbliżony do kuli, a niektóre są owalne.
10-25 kg - 10-27kg
Masa waha się w granicach 10-25 kg - 10-27kg
Gęstość w przypadku jądra uranu osiąga
1017kg/m3.
1017kg/m3.
Model powłokowy
Model kroplowy
" Powłokowy model powstał przez analogię do
" Jeden z pierwszych modeli budowy jądra. Zakłada, że
powłokowego modelu atomu.
nukleony w jądrze zachowują się jak cząsteczki w cieczy.
" Zakłada, że nukleony nie mogą wewnątrz jądra
" Oddziaływanie jądrowe oraz siły elektrostatyczne są
przyjmować dowolnych stanów energetycznych, lecz
przedstawiane przez analogię do sił lepkości i napięcia
tylko zgodne z energiami kolejnych powłok. Każdą
powierzchniowego.
powłokę może zajmować określona liczba nukleonów.
" Najważniejsze założenie modelu - jądra są kuliste. Przez
analogię do energii kropli cieczy oblicza się w tym modelu
" Model wyjaśnia istnienie  liczb magicznych : 2, 8, 20,
energię wiązania jąder atomowych.
28, 50, 82, 126 dla których jądra atomowe są
najstabilniejsze. Jeżeli jądro posiada jeden nukleon
" W dużych jądrach może następować rozdzielenie się na
mniej lub więcej, to energia wiązań jest wówczas
dwa fragmenty, co wyjaśnia zjawiska rozszczepienia jąder
wyraz
nie mniejsza.
atomowych ciężkich pierwiastków. Model ten jest bardzo
przybliżony i nie wyjaśnia wszystkich własności jąder.
" Tylko niektóre jądra atomowe są trwałe. Decydują o tym
oddziaływania między nukleonami. Większość jąder
atomowych o liczbie atomowej od 1 (wodór) aż do 83
Ciekawą cechą modelu powłokowego jądra jest
(bizmut) posiada trwałe izotopy. Cięższe pierwiastki
istnienie oddzielnych powłok dla neutronów i
zawsze są nietrwałe, jednak ich okresy półtrwania są tak
protonów.
długie, że występują w przyrodzie. Najcięższym z tych
Jeżeli jednocześnie zarówno liczba neutronów jak i
pierwiastków jest Z=94, pluton. Cięższe pierwiastki nie
liczba protonów jest równa liczbie magicznej, to jądro
występują na Ziemi, jednak można je sztucznie wytworzyć.
jest  podwójnie magiczne (np. Hel) i cechuje je
" Najcięższy obecnie pierwiastek o liczbie atomowej 118, o
wyjątkowa trwałość. Wartości liczby magicznych są
nazwie Ununoctium, jest "ostatnim możliwym" gazem
pewne tylko do 82.
szlachetnym i który został otrzymany w 1999 r. w liczbie
kilkuset atomów przez naukowców z Uniwersytetu
Istnieją hipotezy, według których liczby 126 i 184 są
Berkeley, w USA.
magiczne dla neutronów, a 114 dla protonów.
" Trwałość jądra można przewidzieć na podstawie energii
wiązania, którą da się wyznaczyć doświadczalnie
porównując masę jądra z masą składników.
2
2012-02-27
Defekt masy
Trwałość jąder
Masa jądra jest nieco mniejsza od sumy mas
Zależy od  stosunku liczby n : p
nukleonów, ponieważ w trakcie tworzenia jądra z
pojedynczych nukleonów wydziela się znaczna ilość
Aby jądro było trwałe muszą być w nim zachowane
energii powodując równoważny ubytek masy.
odpowiednie proporcje między liczbą neutronów i
Różnica między obliczoną poprzez sumowanie mas
protonów N : Z.
cząstek, a bezwzględną rzeczywistą masą danego
Trwałe izotopy lekkich pierwiastków mają takie same
nuklidu wyznaczoną doświadczalnie nosi nazwę
lub niewiele różniące się liczby neutronów i protonów N :
defektu masy.
Z H"1.Jest jednak wiele wyjątków, np. technet, promet i "m = [ Zmp + (A-Z) mn ]  mj
protaktyn nie mają żadnego trwałego izotopu.
Iloczyn niedoboru masy i kwadratu prędkości światła w
próżni jest równy energii wiązania jądra
Za nuklid trwały uznaje się taki, którego czas połowicznego rozpadu
DE = Dm � c2.
wynosi więcej niż 1 � 109 lat.
Im większy jest defekt masy, tym większa jest energia wiązania
Jeżeli n/p = 1.0  1.2 jądra trwałe
tym bardziej stabilne jest jądro atomowe.
Jeżeli n/p > 1.6 nie mogą istnieć
Efekt upakowania
" Jądra z parzystą ilością neutronów i protonów
(parzysto-parzyste) cechują się największą
" Defekt masy przypadający na jeden nukleon
trwałością i występują na Ziemi w znacznych
ilościach. Jądra z nieparzystą liczbą protonów lub
" Pozwala w obiektywny sposób porównywać trwałość
neutronów (parzysto-nieparzyste) są dużo mniej
jąder atomowych o zróżnicowanym składzie
trwałe. Nieparzysta liczba protonów i neutronów
powoduje nietrwałość jąder;
" od reguły są wyjątki (np: jądro wodoru). Zjawisko to
"m / A
wyjaśnia model powłokowy jądra atomowego.
A
ączna liczba trwałych nuklidów jest równa 272.
Izotopy - atomy tego samego pierwiastka o różnej liczbie
Najcięższym trwałym nuklidem jest bizmut (20983Bi).
masowej.
Jądra z Z > 83 nie są trwałe (wszystkie pierwiastki za bizmutem mają
tylko izotopy promieniotwórcze).
Izobary - atomy różnych pierwiastków o tej samej liczbie
masowej.
Spośród 272 trwałych nuklidów 161 jest zbudowanych z parzystej
l. p. i parzystej l. n., 105 zawiera parzystą liczbę jednego z nukleonów,
natomiast jedynie w 6 przypadkach jądro jest zbudowane z
Izotony - atomy różnych pierwiastków o takiej samej liczbie
nieparzystej l. p. i nieparzystej l. n.
neutronów, lecz różnej liczbie masowej.
Szczególną trwałością charakteryzują się jądra o liczbach protonów
lub neutronów równych; 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 (tzw. liczby
magiczne); pośród nich najtrwalsze są jądra podwójne magicznie,
4 16 40 208
np. He, O, Ca, Pb
2 8 20 82
3
2012-02-27
Przemiany jądrowe to procesy zachodzące w jądrach
atomowych.
W ich wyniku powstają jądra atomowe innych
pierwiastków, izotopów tego samego pierwiastka lub
jądra tego samego izotopu w innym stanie
energetycznym.
Izotopy promieniotwórcze, radioizotopy  pierwiastki
lub izotopy pierwiastków, których jądra atomów są
niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie
promieniotwórczej.
Pierwiastki promieniotwórcze - pierwiastki chemiczne,
których wszystkie izotopy są radioaktywne
(promieniotwórcze).
PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ
NATURALNA
Znanych jest około 2300 nuklidów promieniotwórczych - tylko
Jądra atomowe niektórych izotopów ulegają samoistnym
kilkadziesiąt występuje w przyrodzie.
przemianom.
Naturalne pierwiastki promieniotwórcze to przede wszystkim
nuklidy o liczbie atomowej Z > 83.
Niestabilność jąder niektórych pierwiastków wynika ze
Ze względu na pochodzenie - podział na 4 kategorie:
zbyt dużej lub zbyt małej liczby neutronów w jądrze. Siły
wzajemnego przyciągania nukleonów (siły jądrowe) są
Izotopy pierwotne, których czas T1/2 ma wartość przekraczającą
A
wówczas mniejsze niż siły odpychania protonów (jądro
0,5 mld lat. Powstały wraz z materią tworzącą Ziemię.
ulega samorzutnemu rozpadowi).
Najbardziej rozpowszechnione to - : 40K, 238U, 232Th
Izotopy wtórne, powstałe w wyniku rozpadów
Konsekwencją: B
promieniotwórczych izotopów należących do pierwszej kategorii.
226
Najważniejsze to - Ra, 228Ra, 222Rn, 220Rn, 210Pb.
*nadmiaru neutronów w lekkich izotopach jest
promieniowanie �- Izotopy kosmogeniczne, tworzące się pod wpływem
C
promieniowania kosmicznego, jak również w reakcjach
*niedomiaru - promieniowanie �+. 10
jądrowych. Radionuklidy kosmogeniczne Be, 26Al, 36Cl, 80Kr
Radioizotopy sztuczne
D
Cięższe izotopy zawsze wypromieniowują cząstki ą.
Samorzutne przemiany jądrowe
Przemiana ą
Cząstki emitowane z jąder w trakcie rozpadu promieniotwórczego
tworzą promieniowanie jądrowe uwalniane na zewnątrz. Polega na wysłaniu z jądra cząstek ą, czyli jąder helu ( 42He2+).
Podstawowe naturalne przemiany jądrowe: ą i �.
Przemianie tej ulegają głównie ciężkie pierwiastki o liczbie
atomowej od 83
Przemiana �-
Polega na emisji elektronu pochodzącego z rozpadu neutronu w jądrze
pierwiastka.
A 4
Przemianie tej ulegają jądra, posiadające duży nadmiar neutronów. Podczas
X �A-4Y +2a
Z Z -2
przemiany �- neutron ulega przemianie w proton, elektron i antyneutrino.
1 1 0 A 0 238 4
212
n�+1p+-1b +n X�Z+AX+-1b
U �234Th +2a
0 Pb�212Bi
Z 1
82 83 92 90
Przemiana �+
Polega na emisji pozytonu pochodzącego z rozpadu protonu w jądrze
pierwiastka.
Przemianie tej ulegają jądra, w których nie występuje zdecydowany nadmiar
neutronów. Podczas przemiany typu �+ proton ulega rozpadowi na neutron,
pozyton i neutrino:
13
1 1 0 A A 0
p�0n++1b +n
N �13C
+1 X�Z-1Y++1b
7 6
Z
4
2012-02-27
Prawo przesunięć (reguła Soddy ego i Fajansa ) Właściwości promieniowania emitowanego przez izotopy
radioaktywne
Opisuje w jaki sposób określony typ przemiany izotopu
promieniotwórczego wpływa na rodzaj wytworzonego
nuklidu.
Papier
Aluminium Ołów
Cząstki � (beta)
Cząstki �-
Po odkryciu w 1932 roku przez Carla Andersona
Są to elektrony, posiadają identyczne właściwości i naturę
pozytonu, cząstki beta różnicuje się na:
jak znajdujące się w sferze elektronowej. W naturalnych
cząstki �- (elektrony) i �+ (pozytony).
przemianach jądrowych powstają jako efekt rozpadu
neutronu na proton, antyneutrino elektronowe i elektron.
Cząstki �+
n0 p+ + e- + �e
Powstają w wyniku rozpadu protonu na neutron,
pozyton (�+) i neutrino elektronowe.
Cząstki � ulegają odchyleniu w polu elektrycznym
(przyciągane do elektrody o przeciwnym znaku) i
p+ n0 + e+ + �e magnetycznym.
A
atwo oddziałują z materią (są wyłapywane jako swobodne
elektrony przez atomy i cząsteczki).
Przenikliwość promieniowania � nie jest duża, zasięg w
powietrzu jest rzędu kilku - kilkudziesięciu centymetrów.
Cząstki ą (alfa)
oddziałują z polem elektrycznym i magnetycznym.
w porównaniu z innymi cząstkami emitowanymi w procesach
promieniotwórczych, obdarzone dużą masą.
Promieniowanie ł ( gamma)
są naładowane elektrycznie ładunkiem dodatnim o wartości
podwójnego ładunku elektronu.
Rodzaj promieniowania elektromagnetycznego.
bardzo chętnie oddziałują z materią (jonizują atomy i
Promieniowanie ł ma energię biliony razy większą niż fale
cząsteczki).
radiowe!
ich zasięg jest bardzo ograniczony (w powietrzu sięga kilku
Kwanty ł nie mają ładunku elektrycznego, również nie mają masy
centymetrów, w ciałach stałych i cieczach - rzędu ułamków
spoczynkowej.
milimetra).
Jako neutralne elektrycznie, bez masy spoczynkowej, ale o
pochłanianie cząstek ą przez materię polega na
wielkiej energii, kwanty ł są niezwykle przenikliwe (bez trudu
wychwytywaniu przez nie elektronów i tworzeniu obojętnych
przenikają przez ciała stałe, nawet o grubości liczonej w metrach).
atomów helu.
Promieniowanie ł (podobnie jak ą i �) ma charakter jonizujący
5
2012-02-27
Szybkość rozpadu promieniotwórczego
Proces samorzutnego rozpadu jąder pierwiastków radioaktywnych
przebiega z szybkością, którego nie potrafimy żadnym działaniem
fizycznym ani chemicznym zmienić.
Dla każdego pierwiastka promieniotwórczego charakterystyczny
jest tzw. okres półtrwania (T1/2), czyli przedział czasu, w którym
pierwotna liczba jąder No maleje do połowy, tj. gdy: N = No/2.
W układzie SI jednostką aktywności jest bekerel (Bq) zdefiniowany jako
jedna przemiana na sekundę.
Dla m = 10 g radonu o T1/2 = 4 dni
4dni 4dni 4dni 4dni
10g � 5g � 2,5g �1,25g � 0,625g
Szeregi promieniotwórcze
Szereg uranowy
Bardzo często w przyrodzie procesy promieniotwórcze zachodzą w pewnym
238
określonym porządku. Izotop uranu, U, ośmiokrotnie rozpada się na drodze rozpadu ą i
sześciokrotnie na drodze rozpadu � zanim stanie się stabilnym izotopem
Szereg promieniotwórczy - seria sekwencyjnych przemian promieniotwórczych ą i
206
ołowiu Pb.
� prowadzących do powstania stabilnego izotopu.
(szereg wzajemnie powiązanych izotopów w którym każdy powstaje w wyniku
rozpadu poprzedniego)
Wyróżnia się cztery ważne szeregi promieniotwórcze:
Uranowy  radowy (zaczyna się izotopem uranu 238U, a kończy trwałym izotopem
ołowiu)
Torowy (zaczyna się izotopem technetu 232Th, a kończy trwałym izotopem ołowiu)
Uranowo  aktynowy (zaczyna się izotopem uranu 235U, a kończy trwałym izotopem
ołowiu)
Neptunowy (zaczyna się izotopem neptunu, a kończy trwałym izotopem bizmutu)
Trzy z nich - szereg uranowy, torowy i aktynowy - występują w środowisku
naturalnym.
Czwarty - neptunowy, występował we wczesnym okresie istnienia Ziemi (czas
połowicznego zaniku 237Np równy jest 2,2 mln lat) - pojawił się jednak ostatnio
ponownie na skutek skażeń promieniotwórczych izotopem 241Pu.
Szereg torowy
Szereg rozpoczyna się rozpadem izotopu toru 232Th o okresie półtrwania 14
miliardów lat a kończy na stabilnym ołowiu 208Pb. Szereg jest opisanym
wzorem 4n + 0 i należy do niego 12 nuklidów.
6
2012-02-27
Pomiar promieniowania
Licznik Geigera
Detektor lub układ do zliczania cząstek lub fotonów
promieniowania jonizującego. Najczęściej - wypełniony gazem
cylinder, wewnątrz którego umieszcza się cienki drut (pod
wysokim napięciem - anoda). Jonizując gaz wewnątrz cylindra
cząstka powoduje wyładowanie elektryczne, które można
zarejestrować.
Energetyka jądrowa Broń jądrowa
" Energetyka jądrowa pozwala na praktyczne wykorzystanie procesu " Zjawisko rozpadu jąder stosuje się
również w broni jądrowej, a zjawisko
rozpadu jąder atomowych. Uwolniona energia może służyć do
syntezy jądrowej jest podstawą działania
różnych celów, np. rozgrzewania pary napędzającej turbiny.
bomby wodorowej.
" Pierwszy raz użyto broni jądrowej
" W technice kosmicznej wykorzystuje się zasilacze izotopowe w
podczas II wojny światowej. Dnia 6
sondach kosmicznych badających planety Układu Słonecznego.
sierpnia 1945 roku USA zrzuciły bombę
Izotopy promieniotwórcze znalazły też zastosowanie w czujnikach
atomową na japońskie miasto
dymu.
Hiroshima. W ułamku sekundy ponad
200-tysięczne miasto zostało zamienione
w morze ruin. Zginęło ponad 80 tysięcy
ludzi. Wielu innych przez całe lata
walczyło ze skutkami choroby
popromiennej.
Wybuch i jego Metody medycyny nuklearnej
skutki
Medycyna nuklearna to dział medycyny zajmujący się bezpiecznym
zastosowaniem izotopów promieniotwórczych w terapii oraz diagnostyce
medycznej.
Technikę obrazowania wykonywanego w medycynie nuklearnej nazywa
się scyntygrafią.
Ponadto medycyna nuklearna ma jeszcze dwa działy - terapię izotopową
oraz diagnostykę in vitro. Dla potrzeb obrazowania wykorzystuje się
rejestrację promieniowania (gamma) wyemitowanego przez izotopy
promieniotwórcze. Pierwiastki (izotopy) promieniotwórcze lub związki
chemiczne nimi znakowane (radiofarmaceutyki) podane dożylnie,
doustnie lub inhalacyjnie kumulują się w określonych organach, a ich
rozpadowi towarzyszy wytworzenie promieniowania rejestrowanego przez
zewnętrzne detektory.
7
2012-02-27
Najpopularniejsze metody diagnostyki medycznej oparte
Diagnostyka medyczna
na technice jądrowej:
" Techniki jądrowe wykorzystuje się w diagnostyce medycznej.
" tomografia komputerowa osiowa (ang. computed tomography, CT, computed axial
Dziedzina zajmująca się tego typu badaniami to radiologia.
tomography, CAT),
Przykłady zastosowania izotopów promieniotwórczych w
" tomografia komputerowa wysokiej rozdzielczości (ang. high resolution computed
diagnostyczne.
tomography, HRCT),
" Izotopy promieniotwórcze można wprowadzić do badanego
" spiralna tomografia komputerowa (ang. spiral computed tomography, sCT),
organizmu i mierzyć natężenie promieniowania. W ten sposób
" magnetyczny rezonans jądrowy (ang. nuclear magnetic resonance NMR, magnetic
można określić rozprzestrzenianie się danego pierwiastka w
resonanse imaging, MRI),
organizmie. Wykonanie pomiaru promieniowania
" pozytonowa tomografia emisyjna (ang. positron emission tomography, PET).
poszczególnych partii ludzkiego ciała, pozwala uzyskać obraz
Wykorzystanie tych technik pozwala na szybkie i precyzyjne diagnozowanie wielu
niewidocznych struktur anatomicznych.
poważnych uszkodzeń organów wewnętrznych. Dzięki możliwości "podglądania"
ludzkiego mózgu podczas pracy naukowcy stają o krok bliżej do zrozumienia
" Wykorzystanie promieniotwórczych znaczników pozwala na
fenomenu inteligencji.
obrazowanie procesów fizjologicznych organizmu. Np. po
Z wyjątkiem magnetycznego rezonansu jądrowego każda z technik radiologicznych
podaniu glukozy zawierającej izotop radioaktywny, cukier
wiąże się z napromieniowaniem pacjenta. Oznacza to, że w przypadku kumulacji
gromadzi się w tkankach o największym metabolizmie.
dawki promieniowania jonizującego mogą pojawić się skutki uboczne.
Emitowane przez radioizotop pozytony mogą być rejestrowane
w odpowiednim czujniku. W ten sposób można określić
miejsce, gdzie znajduje się ognisko nowotworu.
Czym jest tomografia komputerowa?
Tomografia komputerowa (ang. Computed Tomography  CT) jest metodą
Ciemna strona
diagnostyczną pozwalającą na uzyskanie obrazów tomograficznych
(przekrojów) badanego obiektu.
" Ubocznym skutkiem wykorzystania technologii
nuklearnej może się stać uwolnienie do środowiska
Wykorzystuje ona złożenie projekcji obiektu wykonanych
naturalnego substancji zawierających nietrwałe jądra
z różnych kierunków do utworzenia obrazów przekrojowych (2D) i
czyli odpadów promieniotwórczych, a wywołane nimi
zanieczyszczenie środowiska to skażenie
przestrzennych (3D).
radioaktywne. Skażenie promieniotwórcze jest bardzo
trudne do usunięcia, gdyż izotopy promieniotwórcze
danego pierwiastka, tylko bardzo nieznacznie różnią Urządzenie do CT nazywamy tomografem, a uzyskany obraz
się chemicznie i fizycznie od izotopów trwałych.
tomogramem.
Podczas pracy reaktorów jądrowych powstają bardzo
radioaktywne odpady. Ich promieniowanie jest tak
silne, że bez chłodzenia rozgrzewają się one do Cel tomografii komputerowej
bardzo wysokiej temperatury. Odpady z elektrowni
jądrowych trzeba przez kilka lat przechowywać w
pobliżu elektrowni, gdyż ich transport jest zbyt
Głównym celem tomografii jest uzyskanie
niebezpieczny, następnie są w specjalnych zakładach
przetwarzane w celu odzyskania cennych izotopów, obrazu wybranego przekroju ciała, przez
aż w końcu zostają one złożone w mogilniku,
eliminację z obrazu rentgenowskiego
chroniącym środowisko przed ich wielkim wpływem.
Jest to trudny i kosztowny proces.
wszystkich elementów, leżących poza tym
przekrojem.
Tomografia komputerowa
Promieniowanie rtg wykorzystane w badaniu, jest
Podstawowa zasada działania CT opiera się na
uzyskiwane dzięki pracy lampy emitującej promieniowanie, i
założeniu, że wewnętrzną strukturę obiektu (ciała)
poruszającej się ruchem okrężnym wokół długiej osi ciała
można zrekonstruować na podstawie pewnej liczby
ludzkiego.
pomiarów zewnętrznych.
Pomiary Zmiany natężenia promieniowania w określonej warstwie
ciała są natomiast rejestrowane przez detektory
te wykonywane są podobnie jak w obrazowaniu
rozmieszczone po łuku, które odbierają promieniowanie rtg
klasycznym RTG, tzn. promieniowanie X jest
po przejściu przez ciało człowieka. Promieniowanie to jest
emitowane przez lampę, następnie promieniowanie to
pochłaniane przez różne tkanki i części ciała w sposób
napotyka obiekt (ciało) i w zależności od struktury
zróżnicowany.
materiału jest w większym lub mniejszym stopniu
pochłaniane, co jest odzwierciedlane
Najsilniej pochłaniają je elementy kostne, słabiej - tkanki
na detektorach umieszczonych za obiektem.
miękkie. Prześwietlenie organów w tomografii komputerowej
jest prześwietleniem warstwami - przekroje są wykonywane
co 2-10 mm - grubość warstw zależy od wskazań
wynikających z poszukiwanej patologii.
8
2012-02-27
Nowoczesne metody diagnostyczne
Tomografia komputerowa Rezonans magnetyczny
Zarówno tomografia komputerowa, jak i rezonans
W MR wykorzystywana jest
magnetyczny, mimo wielu podobieństw, powstają
właściwość jąder wodoru
jednak z wykorzystaniem różnych zjawisk
znajduących się w jednorodnym
fizycznych. W tomgrafi jest to
polu magnetycznym, tzn.
promieniowanie rentgenowskie
tworzona jest mapa rozkładu
jąder atomowych wodoru w
ciele człowieka. Jeśli sygnałom
tym przypisze się odpowiednią
skalę szarości, to ujawnią się
one na ekranie monitora
telewizyjnego i na zdjęciach
jako obszary o różnym stopniu
zaczernienia.
Rezonans magnetyczny Rezonans magnetyczny
*guzy mózgu,
*obrazy układu nerwowego w stwardnieniu
rozsianym,
*guzy kanału kręgowego,
*przepuklina, głównie w zakresie kręgosłupa
szyjnego i piersiowego, czyli popularne
dyskopatie,
*elementy stawów,
*wczesne przerzuty nowotworowe przed
wystąpieniem objawów klinicznych.
Przykłady zastosowań pozytonowej tomografii emisyjnej
Technika PET
Pozytonowa emisyjna tomografia (PET) jest najbardziej zaawansowaną
technologicznie metodą medycyny nuklearnej. Jest to najnowocześniejsza Jednym z nowych i dynamicznie rozwijających się
metoda diagnozowania wczesnych stanów nowotworowych oraz perfekcyjnego
narzędzi medycyny nuklearnej jest technika
lokalizowania ognisk patologicznych w organizmie, jak również monitorowania
pozytonowej tomografii emisyjnej (PET  Positron
efektów terapii.
Emission Tomography). PET powstała na bazie
Badania mózgu autoradiografii tkanek, czyli rejestracji
rozmieszczenia preparatu promieniotwórczego w
określonych narządach. Jest metodą
Pozytonowa emisyjna tomografia służy do badania przepływu krwi przez
otrzymywania obrazu przekroju poprzecznego
określone narządy, metabolizmu niektórych substancji (zużycie tlenu, glukozy,
ciała na podstawie wyznaczenia rozkładu
leków, itd.), bądz
ekspresji niektórych receptorów. Umożliwia to badanie funkcji
czynnościowych narządów, co wykorzystuje się zarówno w obserwacjach radiofarmaceutyku, znakowanego izotopem
stanów fizjologii, jak i patologii. Badania fizjologii, wykorzystując ścisłe
promieniotwóczym, podanego pacjentowi i
powiązania między aktywnością neuronalną, zużyciem energii i miejscowym
selektywnie osadzonego w narządach i tkankach -
przepływem krwi, dotyczą w szczególności określenia prawidłowego
emitującego pozytony.
funkcjonowania mózgu (m.in. procesów spostrzegania, słuchania, myślenia i
percepcji obrazów).
Wykrywany przy pomocy PET wzrost lokalnego przepływu krwi
nie jest duży (20-50%), dlatego też pomiary te oparte są na
porównywaniu przepływu krwi podczas wykonywania zadań
umysłowych w stosunku do badań kontrolnych, czyli
zachodzących w stanie spoczynku.
9
2012-02-27
...medycyna, to tylko jedna z dróg ...
zastosowania promieniotwórczosci.
10