El documento describe los principios físicos de la medicina nuclear, incluyendo las partículas fundamentales y compuestas, el modelo atómico de Bohr, los diferentes tipos de radiactividad como la desintegración alfa y beta, y las interacciones de la radiación con la materia a través de efectos como el fotoeléctrico y Compton. Explica cómo los radioisótopos se utilizan para diagnóstico y terapia en medicina nuclear.

1. PRINCIPIOS FISICOS DE
MEDICINA NUCLEAR

2. PRINCIPIOS FISICOS DE MEDICINA
NUCLEAR

3. PRINCIPIOS FISICOS DE MEDICINA
NUCLEAR

4. TABLA DE PARTICULAS
• Partículas fundamentales:
• Fermiones:
• Quarks:
• Arriba
• Abajo
• Encantado
• Extraño
• Cima
• Fondo
• Leptones:
• Positrón
• Muón
• Tauón
• Bosones de gauge:
• Fotón
• Bosón W
• Bosón Z
• Gluón
• Gravitrón
• Bosón de Higgs
• Axión
• Partículas compuestas:
• Mesones:
• Pión carado

5. • Pión neutro
• Kaón carado
• Kaón neutro
• Kaón corto
• Kaón largo
• Eta
• Eta prima
• Rho cargado
• Rho neutro
• Omega neutra
• Phi
• D cargado
• D neutro
• D extraño
• J/Psi
• B cargado
• B neutro
• B extraño
• B encantado
• Upsilon
• Bariones:
• Delta doble positiva
• Delta neutra
• Delta negativa
• Sigma positiva
• Sigma neutra
• Sigma negativa
• Xi neutra
• Xi negativa
• Omega

6. • Omega encantada
• Xi positiva encantada
• Xi neutra encantada
• Lambda encantada
• Xi doble encantada
• Lambda inferio
• Compañeras
supersimétricas:
• Squarks:
• Sarriba
• Sabajo
• Sencantado
• Sextraño
• Sima
• Sfondo
• Sleptones:
• Selectrón
• Sneutrino electrónico
• Smón
• Sneutrino muónico
• Stauón
• Sneutrino tauón
• Gauginos:
• Fotino
• Gluino
• Wino
• Gravitino
• Sino
• Higgsino

7. EL ATOMO
– Constituye la materia
– Elemento y Compuesto
– 2 componentes: núcleo y corteza
– Nucleones: Protones Z y Neutrones N
– Número atómico (Z): Protones
– Número másico o Masa atómica (A): Z + N
– Número de Neutrones (N)
– Núclido: tiene Z y A

8. ISOTOPOS
• Núclidos : = Z y  A
• Isótopos del H (Z=1): H-3 (Tritio), H-2
(Deuterio), H-1
• ISOBAROS: Z e =A. K-40 (Z:19) y Ca-40 (Z:20)
• ISOTONOS: Z, A e =N. B-10 y C-11. A-Z=N
• ISOMEROS: =Z, =A, Estado energético. Tc-
99m
• EXCITADO -- Metaestable

9. MODELO ATOMICO DE BOHR
• Núcleo – Corteza – Orbita – e- – e- de Valencia
• Atomo neutro: e- = Z
• Capas K, L, M, N… # e-: 2 n2
• E de Ligadura
• Interacciones de e- y Radiaciones
electromagnéticas: imágenes médicas
• Modelo simple, pero suficiente. Modelos
sofisticados

10. RADIACTIVIDAD
• Núcleo – Estado  Energético -- + Estable
• Defecto de masa: masa liberada en forma de E
• Núcleo↔ N + Protón. E=m.c2
• E de enlace: estabilidad de núcleo
• N: atenúan la repulsión electrostática de Z
• Núcleos ligeros (A20): Z=N. Estables hasta 209Bi
• Núcleos pesados (A209): NZ- Inestables –
Emisión espontánea -- Radiactividad

11. • Series radiactivas
– Naturales: U, Ac y Th - - - Pb estable
– Artificial: Np - - - Bi Estable
• Radiactividad: desintegración nuclear y “emisión
de E”
• Isótopos radiactivos: radioisótopos, radionúclidos
o radionucleidos
• Tipos:
– Corpusculares: , -, +, N
– Electromagnéticas: Fotones. Rayos X y rayos γ
• Fotón: cantidad min de E que se puede transmitir
• Espectro electromagnético
• eV

12. LEY DE LA DESINTEGRACION
RADIACTIVA
• Aleatorio, transformación de la materia en un
tiempo dado, no el momento ni el átomo
• Actividad radiactiva: # desitegraciones/t
• Constante de desintegraciòn → ↕
• Período de Semidesintegraciòn o Semiperíodo
(T½ o T)
• Uso clínico F-18:110min, Tc-99m: 6h, i-131:8d

13. •Talio-201 (eliminación renal):
•T½ físico: 74 h
•T½ efectivo: 56 h
•Vida media: radioisótopo - tiempo sin
desintegración
•Actividad:
•# desintegraciones/t. Velocidad
•1 Bq: actividad en 1 desintegración
•1 Curie (Ci): actividad de 3.7x10-10 desinteg/s
•1 Ci: actividad de 1 gr de Ra-226

14. DESINTEGRACION NUCLEAR
• Tipos:
– Natural: , , γ
– Artificial: +, captura electrónica, conversión
interna, emisión de N y transición isomérica
• Fotones:
– Núcleo: rayos γ
– e-: rayos X
• Z: emisiones positivas y negativas

15. DESINTEGRACION ALFA
• Núcleo →Partícula -Atomos de He(2 Z y 2 N)
• Ra-226 (Z:88 y A:226)→ Rn-222 (Z:86 y A:222).
Nucleido hijo
• Isótopos emisores de partículas : depósitos
energéticos en tumores pequeños-
neuroendocrinos. Mínima irradiación
• Emisores : tumores grandes

16. DESINTEGRACION - o NEGATRONICA
• N →Z + e- + v (antineutrino)
• e- → Negatrón o Partícula 
• Cs-137 (Z:55 y A:137) → Ba-137 (Z:56 y A: 137)
• I estable → I-127 (Z:53 y A:127)
• I inestable → I-131 (Z:53 y A:131) → Xe-131
(z:54 y A:131)
• Emisores -: si “exceso de N”. Terapia Interna
• Inconveniente: ↑ dosis irradiación

17. DESINTEGRACION - o NEGATRONICA
N →Z + e- + v (antineutrino)
e- → Negatrón o Partícula 
Cs-137 (Z:55 y A:137) → Ba-137 (Z:56 y A: 137)
I estable → I-127 (Z:53 y A:127)
I inestable → I-131 (Z:53 y A:131) → Xe-131
(z:54 y A:131)
Emisores -: si “exceso de N”. Terapia Interna
Inconveniente: ↑ dosis irradiación

18. DESINTEGRACION + (e+, POSITRONES)
• Protón → N + v (neutrino) + e- (Positrón)
• F-18 (Z:9 y A:18) → O-18 (Z:8 y A:18)
• Rx inicial Corpuscular x Positrón → colisión con
antipartícula (e-) → Rx de aniquilación → emisión
electromagnética (2 fotones)
• Emisores +: “exceso de protones”
• Penetra 15 mm en la materia, masa despreciable
• PET

19. DESINTEGRACION POR CAPTURA ELECTRONICA
• Núcleo + e- → e- + Z → N + v (neutrino)
• Na-22 (Z:11 y A:22) → Ne-22 (z:10 y A:22)
• Emisión electromagnética: rayos X → x
ocupación de otro e- más externo

20. DESINTEGRACION POR TRANSICION
ISOMERICA
• El núcleo pasa de un estado excitado
metaestable a otro de menor energía (estable),
acompañado de emisiòn de energía en forma de
radiación γ
•Transición Isomérica → el Z no varía, por lo que
la transformación es de un isómero a otro
•Tc-99m (Z:43 y A:99) → Tc-99 (Z:43 y A:99) +
Emisión γ
•Desintegración por Conversión Interna

21. DESINTEGRACION POR EMISION DE
NEUTRONES
•Núcleo → N + Energía escasa. =Z y
A disminuye 1 unidad → se
convierte en un isótopo del padre

22. RADIACION γ
• Radiactividad natural – electromagnética
• No se modifica por el campo magnético
• Penetra mas la materia
• Ausencia de carga y masa
• Origen:
– Por aniquilación de positrones
– Por transición isomérica
• Núcleo excitado cede energía y tiende al estado
fundamental

23. INTERACCION DE LA RADIACION CON LA
MATERIA
• Atravieza la materia → Absorción parcial de las
radiaciones → Atenuación →↓ Fotones que
emergen
• Fotones interaccionan con materia → Formas
de atenuación → Electrones y Nucleones

24. • e-
– Efecto fotoeléctrico
– Efecto Compton
– Difusión Rayleigh*
• Núcleo:
– Difusión Thomson*
– Creación de pares
– Efecto fotonuclear**
• *Fotón desintegra núcleo, poca emisión
• **Interacción elástica, no cede energía

25. • Fenómenos de atenuación:
–Excitación
–Ionización
• Exitación: e- → orbital interno. Estado de alta
E. Inestable.Tiende a volver a su estado inicial,
emite radiación
• Ionización: E suficiente arranca el átomo →
ión ionizado+ e ión expulsado-

26. • Radiaciones ionizantes:
– Pueden ionizar la materia
– Principalmente  y 
• Radiaciones Neutras:
– Electromagnéticas y neutrones
– Ionización indirecta
– e- fuera del átomo se convierte en partículas
ionizantes 2ª

27. TRANSFERENCIA LINEAL DE ENERGIA (TLE)
• → E cedida por la radiación al medio/unidad
de recorrido
• Refleja intensidad de ionización provocada y
determina el daño biológico de la radiación al
atravezar el cuerpo humano

28. RADIACION 
• Núcleos de He → ↑ masa y carga eléctrica
• ↑ TLE
• Muy ionizante → “choca con todo”
• Poco penetrante
• No necesita blindaje protector
• ↑ radiotoxicidad si se ingiere o se inhala

29. RADIONUCLIDOS EMISORES -
• Radiación de e-
•  masa y  carga que partículas 
•  TLE --  ionizantes
•  penetrantes
• Llega hasta TCS
• Terapéuticos: dx cells cancerosas, Ca
diferenciado de tiroides I-131

30. EMISION +, CAPTURA ELECTRONICA
Y TRANSICION ISOMERICA
• Radiación electromagnética de alta E (Fotones
X y γ)
• No carga ni masa
•  ionizantes y  penetrantes
• Atraviezan el cuerpo
• Protección/blindaje
• Dx en Medicina nuclear

31. INTERACCION DEL FOTON CON LA
MATERIA
• Efecto fotoeléctrico:
– Fotón colisiona y cede su E a e- cortical que es
expulsado del átomo
– Fotón desaparece y e- emitido actúa como
partícula ionizante
– Puesto del e- ocupado por otro y emisión X

32. • Efecto Compton:
– Fotón colisiona pero sólo cede parte de su E al e-
cortical. Da E cinética que permite emitir
ionizaciòn
– Fotón no desaparece pero ha perdido E (radiación
dispersa)
• Producción de Pares:
– Colisión y absorción total del fotón
– E se convierte en materia → aparece e- y e+
– e- se aniquila y genera 2 fotones