U ovom diplomskom radu govorit ćemo o fizici radioaktivnih raspada u nuklearnoj medicini. Ukratko ćemo opisati kako se kroz povijest razvijao model atoma, od Demokrita, koji je zastupao ideju da su sve tvari sastavljene od nedjeljivih elemenata „atoma“, pa sve do kvantno - mehaničkog modela atoma koji se danas koristi da bi se objasnila struktura atoma i opisali brojni procesi. Navest ćemo i opisati neka od najvažnijih svojstava atomske jezgre koja su nam značajna za razumijevanje procesa radioaktivnosti, odnosno radioaktivnih raspada i njihove primjene konkretno u nuklearnoj medicini. Radioaktivnost je proces kojim se nestabilna jezgra spontano mijenja te prelazi u energetski povoljnije stanje i pritom emitira čestice i fotone koje zajedničkim imenom zovemo radioaktivno zračenje. Zbog svojih specifičnih osobina radioaktivna zračenja našla su svoju primjenu u brojnim područjima, pa tako i u medicini gdje se koriste u dijagnostici, terapiji i liječenju pojedinih bolesti. Osnovni tipovi radioaktivnih raspada, pri kojima nastaju čestice i zračenje su alfa raspad, beta raspadi te gama raspad i spontana fisija. Kod alfa i beta raspada dolazi do nastanka novih elemenata, dok kod gama raspada jezgra doživljava samo energetsku promjenu. Alfa raspadu podložne su teške jezgre (82<Z 92). Nakon emitiranja alfa čestice, koja je identična jezgri helija, jezgra izgubi dva protona i dva neutrona te pritom nastaje novi kemijski element. Beta raspadima podložne su jezgre koje imaju višak (β-) ili manjak (β+) neutrona. Gama raspad se događa kada jezgra koja je nakon nekog radioaktivnog raspada ostala u pobuđenom stanju prelazi u osnovno stanje pritom emitirajući gama zračenje odnosno energiju. Zbog različitih osobina zračenja nastalih pri radioaktivnom raspadu različita je njihova prodornost, a samim time i njihova medicinska primjena. Upravo je činjenica da pri međudjelovanju radioaktivnog zračenja i tvari dolazi do apsorpcije energije (što može izazvati kemijske i biološke promjene u živom organizmu) potaknula da se učinci zračenja počnu primjenjivati u medicinskim metodama. Pri istraživanju radioaktivnosti razvila se i nova specijalistička grana medicine koja se koristi radioaktivnim izotopima (nestabilni izotopi koji teže stabilnosti a to postižu radioaktivnim raspadom) za istraživanje, dijagnostiku i liječenje. U osnovi primjene radioaktivnih izotopa u medicini stoji činjenica da se radioaktivni izotop nekog kemijskog elementa u organizmu obnaša istu funkciju kao i stabilni. Stoga radioaktivnim izotopom obilježimo biološki uzorak ili takav izotop ugradimo u kemijski spoj, te se on ponaša isto kao i neobilježeni, pa kad ga unesemo u organizam on prolazi iste fiziološke putove. S obzirom da je radioaktivan uzorak zrači, pogodnim uređajima možemo detektirati to zračenje. U ovom radu su obrađeni pojedini uređaji kojima se nuklearna medicina koristi kako bi detektirala radioaktivno zračenje, te je opisana fizikalna pozadina procesa na kojima se zasniva rad tih uređaja.