Mở đầu..................................................................................................3
Phần1: Tổng quan về y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị..................4
A. Lịch sử y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị:............................................4
B. Nhận diện vấn đề..................................................................................5
Phần 2: Những kiến thức cơ bản về y học hạt nhân và kĩ thuật xạ
trị..........................................................................................................6
A. Tìm hiểu về hạt nhân nguyên tử: ........................................................6
B. Khái niệm cơ bản trong y học hạt nhân:.............................................7
B.1.Các loại bức xạ ion hoá:....................................................................7
B.2.Tơng tác của bức xạ với vật chất:.....................................................9
B.3. ảnh hởng của bức xạ đối với cơ thể sống:......................................14
Tế bào Xoma......................................................................................15
Tế bào Sinh dục..................................................................................15
B.4. Các đại lợng và đơn vị cơ bản trong bức xạ:.................................16
Phần 3 :Thiết bị đo liều lợng bức xạ................................................21
A. Các phơng pháp đo liều lợng bức xạ:...............................................21
A.1. Xác định liều lợng bức xạ dựa trên hiện tơng ion hoá chất khí...21
A.1.1. Cơ sở vật lí: .................................................................................21
A.1.2.Các thiết bị đo dùng detector ion hoá khí cụ thể:.........................22
A.1.2.1. Bút đo liều bằng trờng ion hoá kiểu điện kế tĩnh điện:..22
A.1.2.2.Bút đo liều bằng buồng ion hoá kiểu tụ điện: ................23
A.1.2.3.Đo suất liều bằng buồng ion hoá ở chế độ dòng:..................23
A.1.2.4.Đo suất liều chiếu xạ bằng ống đếm Geiger-Muller:............24
A.2. Xác định liều lợng bức xạ dựa trên cơ sở hiệu ứng phát quang:..25
A.2.1. Cơ sở vật lí:..................................................................................25
A.2.2.Xác định liều hấp thụ bằng phơng pháp huỳnh quang:................26
A.2.3.Xác định suất liều hấp thụ bằng phơng pháp nhấp nháy:.............27
A.2.3. Phơng pháp đo liều bức xạ bằng phim ảnh (nhũ tơng ảnh):........28
A.2.4. Xác định liều lợng bức xạ bằng các phơng pháp khác:...............29
B. Đo liều cá nhân:..................................................................................29
C. Máy cảnh báo bức xạ hạt nhân:.........................................................30

1.Những kiến thức thu đợc của bản thân khi kết thúc môn học..........44
2.Liên hệ thực tiễn y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị ở Việt Nam.........44
3.Nhận định về thành tựu và hớng phát triển của chẩn trị bệnh bằng
chiếu xạ..................................................................................................44
Tài liệu tham khảo:............................................................................45
2
Mở đầu
Môn học y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị là một môn học đòi hỏi kiến thức
rộng. Ngời học cần có kiến thức cơ bản cả về vật lí lẫn kiến thức y sinh. Đây là
hai mảng kiến thức rất phức tạp nếu muốn nghiên cứu sâu.
Mặt khác, đây là một môn học mới, ngoài bài giảng trên lớp, các tài liệu
tham khảo manh mún và không trọng tâm. Đó là những khó khăn khi học môn
học này.
Trớc khi bắt tay vào viết báo cáo thu hoạch môn học, em rất boăn khoăn.
Báo cáo đòi hỏi sự tổng quát vấn đề, nhng nếu viết quá tổng quan thì chỉ đơn
giản là bản báo cáo, không tơng xứng với mức độ học tập. Nếu viết sâu, thì gặp
rất nhiều hạn chế về mặt thời gian và tài liệu, kiến thức.
Trong bài báo cáo thu hoạch môn học, phần kiến thức, em bám sát theo
khung bài giảng của thầy. Ngoài ra, em cũng mạnh dạn trình bày một số vấn đề
theo nhận thức của mình. Em đã cố gắng trong việc tiếp cận vấn đề, tuy nhiên
chắc chắn còn những chỗ thiếu sót, rất mong thầy thông cảm.

3
Phần1: Tổng quan về y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị
A. Lịch sử y học hạt nhân và kĩ thuật xạ trị:
Có thể nói, y học hạt nhân đợc khởi đầu bằng phát hiện của Becquelrel về
hiện tợng phóng xạ vào năm 1896.
Năm 1895,Roetngen (ngời Đức ) phát hiện ra tia X. Đây là loại sóng điện
từ có bớc sóng ngắn nằm trong khoảng 1-100pm, năng lợng cao và có các hiệu
ứng vật lí, sinh học rõ rệt.

Thấy được:
-Tác hại bức
xạ ion hoá với
cơ thể
Sử dụng:
-Các thiết bị
phát hiện, ghi
đo bức xạ
-Các biện pháp
hạn chế bức xạ
có hại

Trang bị:
-Các thiết bị xạ chẩn, xạ trị
Qui trình:
Xạ chẩn
Xạ trị
Khám, trị bệnh
bằng chiếu xạ:
-Hiệu quả
-An toàn
Phần 2: Những kiến thức cơ bản về y học hạt nhân và kĩ
thuật xạ trị
A. Tìm hiểu về hạt nhân nguyên tử:
Thế giới đợc cấu tạo từ vật chất. Toàn bộ vật chất đợc cấu tạo từ một số chất
đơn giản gọi là nguyên tố
Một nguyên tố là một chất không thể biến đổi thành các chất khác đơn giản
hơn bằng các quá trình hoá học bình thờng.
Vật chất đợc cấu tạo từ các nguyên tử và mỗi nguyên tố có một loại nguyên
tử đặc trng.

đến mức, trong nhiều trờng hợp alpha có tính chất nh một hạt cơ bản.
Hình vẽ: minh hoạ một quá trình bức xạ alpha
-Bức xạ Beta(

):gồm có hai loại:
+ :là các điện tử có vận tốc cao có nguồn gốc từ hạt nhân. Các điện tử này
có khối lợng bằng 1/1840u và mang một đơn vị điện tích âm.
+ (poziton) :là các hạt có khối lợng bằng khối lợng của điện tử nhng mang
một đơn vị điện tích dơng.
-Bức xạ Gamma (

):
+Có bản chất là sóng điện từ
+Gồm các lợng tử (quantum). Năng lợng mang trong mỗi lợng tử (photon)
phụ thuộc vào bớc sóng theo quan hệ tỉ lệ nghịch: E=1/.
7
Hình vẽ: Minh hoạ quá trình bức xạ beta, gamma
-Bức xạ Notron(n):
+gồm các hạt nơtron
+Trong tự nhiên rất hiếm các nguồn phát ra bức xạ phát ra nơtron.
+Cách tạo nguồn bức xạ notron:
.Sử dụng máy gia tốc để gia tốc các hạt điện tích tới vận tốc cực lớn, đến
đập vào bia (là vật liệu thích hợp), làm xảy ra phản ứng hạt nhân, phát ra các tia
trong đó có nơtron.
.Sử dụng các nguồn , thích hợp tạo phản ứng hạt nhân (,n), (,n).
.Phản ứng phân hạch: phản ứng gây vỡ hạt nhân trong lò phản ứng hạt
nhân
Bảng 1. Một số nguồn bức xạ trong tự nhiên
(Nguồn TL:Modern Physics-Frank J.Blatt-1992-th viện KHKT)
Số thứ tự Tên nguồn Chu kì rã nửa (T

158
2,9 (s)
7 Ir 21 (s)
8
80
Hg
178
0,26 (s)
9
212Th
90
30 (ms)
8
Bảng2: Một số nguồn bức xạ thông dụng
(Nguồn TL:Radiation Protection-Jacob Shapiro-Havard University Press-1972)
Số thứ tự Tên nguồn Động năng cực đại
(MeV)
Chu kì rã nửa
T
1/2
1
3
H 0,018 12.3 (year)
2
14
C 0,154 5730 (year)
3
35
S 0,167 165 (decade)
4

0,364(80%)
0,638(8%)
8,1(decade)
3
69
Co 0,31
1,17(100%)
1,33(100%)
B.2.Tơng tác của bức xạ với vật chất:
-Tơng tác của các hạt mang điện tích với vật chất:
Các hạt mang điện tích (, ) khi tơng tác với vật chất bị mất năng lợng
chủ yếu do tơng tác với các điện tử nguyên tử của vật chất. Năng lợng bị mất
đó truyền cho các điện tử làm cho chúng bị kích thích và chuyển nên mức cao
hơn (kích thích nguyên tử ) hoặc làm cho chúng bị tách hoàn toàn khỏi nguyên
tử mẹ (ion hoá nguyên tử).
Hình vẽ: Sự ion hoá nguyên tử Helium do hạt
9
e
-
e
-


Hạt nhân
+tơng các của các hạt nặng có điện tích với vật chất: Điển hình là hạt
alpha, hạt alpha là một hạt nặng (4u), nó di chuyển chậm trong môi trờng vật
chất. Vì thế, khả năng tơng tác, trao đổi năng lợng của nó với các phần tử của
môi trờng vật chất cao. Do đó nó mất năng lợng một cách nhanh chóng, và chỉ
đi đợc khoảng cách rất ngắn trong môi trờng đặc.
+tong tác của electron với vật chất: Các hạt beta có kích thớc và khối lợng


Hình vẽ minh hoạ hiệu ứng tán xạ Compton
+Hiệu ứng tạo cặp electron-pozitron:
Trong một trờng điện từ mạnh xung quanh một hạt mang điện, ví dụ nh hạt
nhân, một lợng tử có thể bị hoán đổi thành một cặp pozitron-electron. Năng l-
ợng của lợng tử đợc phân bổ giữa hai hạt tạo thành.
Điều kiện năng lợng lợng tử gamma để xảy ra hiệu ứng này là E


1.002MeV
Mặt khác, một cặp electron-pozitron có thể kết hợp lại và biến mất, đồng
thời tạo ra một cặp lợng tử gamma có năng lợng bằng nhau (0,511 MeV) và ng-
ợc chiều.
Hình vẽ minh hoạ hiệu ứng tạo cặp
s
11
e
-

e
-

h.f

h.f
e
-

à

Hoặc I=I
0
.B.
x
e
à

B: Hệ số tích luỹ
-Tơng tác của Nơtron với vật chất:
Nơtron đợc chia thành các nhóm khác nhau dựa vào chính động năng của
chúng.
Khi tơng tác với vật chất, nơtron bị mất năng lợng thông qua một loạt các t-
ơng tác khác nhau mà vai trò tơng đối của chúng lại phụ thuộc nhiều vào năng
lợng của nơtron.
Các nơtron có khả năng đâm xuyên rất lớn và đi đợc quãng đờng dài trong
môi trờng đặc.
Một số đai lợng đặc trng cho tơng tác của nơtron với môi trờng:
-tiết diện tán xạ đàn hồi:
txđh
-tiết diện tán xạ không đàn hồi:
txkđh
-tiết diện tán xạ chung:
tx
=
txđh
+
txkđh
-tiết diện phản ứng:

E
n
: động năng nơtron sau tán xạ
E
A
:động năng hạt nhân thu đợc sau tán xạ đàn hồi.
E
A
=.E
o
.

2
cos

2
)(
..4
An
An
Mm
Mm
+
=

2
)1(
.4
A
A

n
Hạt
nhân
n
Hạt nhân bị kích thích
Thương phát năng lư
ợng dưới dạng

Hạt
nhân
n
+phản ứng bắt nơtron bức xạ lợng tử (n,):
QXnX
A
Z
A
Z
+++
+

1
1
+phản ứng bắt nơtron bức xạ hạt proton (n,p):
QpXnX
A
Z
A
Z
+++
11

bbnX
A
Z
Bảng tổng kết các tơng tác bức xạ hạt nhân
Bức xạ Qúa trình Hiệu ứng
Alpha
va chạm phi đàn hồi với các
điện tử liên kết
-kích thích, ion hoá nguyên
tử
Beta
-va chạm không đàn hồi với
các điện tử nguyên tử
-bị làm chậm trong trờng hạt
nhân
-kích thích, ion hoá nguyên
tử
-gây bức xạ hãm
Tia X, gamma
-hiệu ứng quang điện
-hiệu ứng compton
-tạo cặp
-photon bị hấp thụ hoàn toàn
-chỉ một phần NL photon bị
hấp thụ
Nơtron
-tán xạ đàn hồi
-tán xạ không đàn hồi
-các quá trình bắt
-NL nơtron mất đi đợc

Tế bào Xoma
Hoạt động
Di truyền Chức năng
Rối loạn
Tử vong
Đột biến
nguy hại cho
bản thân cá
thể
Đột biến di truyền
cho các thế hệ mai
sau của cá thể
Bức xạ ion hoá
)(10
12
s
)(10
9
s


)(10
3
s

giây-phút
Phút-giờ

năng của các cơ quan,
tổ chức
Thay đổi hình thái trong
các cơ quan, tổ chức
Những hiệu ứng muộn tế
bào Soma
Những hậu quả di
truyền xa
Bức xạ ion hoá
-đơn vị: trong hệ thống đơn vị SI, đơn vị của liều hấp thụ đợc gọi là
Gray(Gy) và đợc định nghĩa là sự tích tụ một năng lợng 1J/kg.
1Gy=1J/kg
Ngoài ra có đơn vị ngoại hệ khác là Rad:
1Rad=
Gy
2
10


-Suất liều hấp thụ bức xạ (P):
Sử dụng các đơn vị Gray và Sievert, ta mới biết đợc độ tích tụ năng lợng bức
xạ trong một khoảng thời gian bất kì. Tuy nhiên, để kiểm soát các mối nguy hại
do bức xạ gây ra, cần phải biết tốc độ tích tụ năng lợng bức xạ đó.
Suất liều hấp thụ là liều hấp thụ bức xạ tính cho một đơn vị thời gian.
P=
dt
dD
trờng hợp D không đổi theo t: P=
t
D

i
: liều tơng đơng: trong hệ SI đơn vị là Sv (Sievert). Ngoài ra nó còn có
đơn vị khác là Rem ( 1rem=
Sv
2
10

).
D: liều hấp thụ bức xạ i
Q
i
: trọng số ion hoá ứng với bức xạ i
K : hệ số tính đến ảnh hởng các yếu tố khác (suất liều hấp thụ và sự phân
liều theo thời gian). Thờng gán K=1.
-Liều hiệu dụng tơng đơng (H
hd
):
Cùng một loại bức xạ, nhng có thể gây ra mức độ tổn hại khác nhau trên các
cơ quan khác nhau. Ngời ta đa ra khái niệm trọng số cơ quan (w) của mỗi cơ
quan để phản ánh mức độ tổn hại khi so sánh do chiếu xạ trên cơ quan đó so với
toàn thân là 1,0.
Liều tơng đơng hiệu dụng H
hd
đợc định nghĩa là tổng các liều tơng đơng
trên từng cơ quan nhân với trọng số cơ quan của cơ quan tơng ứng để đánh giá
mức độ tổn hại của bức xạ với cơ thể.
H
hd
=


Trong hệ SI : [J/kg]
18