Wat is positronemissie?
Positronemissie is een bijproduct van een type radioactief verval dat bekend staat als bèta plus verval. In het proces van bèta plus verval, veroorzaakt een onstabiel evenwicht van neutronen en protonen in de kern van een atoom de omzetting van een overtollig proton in een neutron. Tijdens het conversieproces worden verschillende extra deeltjes, waaronder een positron, uitgestoten. De positron is een speciaal type deeltje dat bekend staat als een bètadeeltje, omdat het een bijproduct is van bèta-verval.
Dit proces van bèta plus verval vindt altijd willekeurig plaats in elementen met het potentieel om dit type radioactief verval te ervaren en de energie om een proton in een zwaarder neutron te transformeren. Naast het produceren van een neutron, resulteert bèta plus verval in de productie van een neutrino en een positron. De positron is de antimateriële tegenhanger van het elektron, wat betekent dat wanneer positronen en elektronen botsen, ze vernietigen en gammastralen genereren. Deze eigenschap is belangrijk voor onderzoekers die positronemissie benutten in hun werk.
Radioactief verval zorgt ervoor dat de eigenschappen van een atoom veranderen, omdat het evenwicht van protonen en neutronen in de kern verschuift. Dit proces verklaart waarom een element kan bestaan in meerdere vormen die bekend staan als isotopen, waarbij elke isotoop een ander evenwicht van protonen en neutronen heeft. Veel isotopen zijn onstabiel, ervaren snel verval en stoten daarbij radioactieve deeltjes uit. Dit proces verklaart ook de ongelijke verdeling van elementen op aarde, aangezien onstabiele elementen in de loop van de tijd vervallen in stabielere vormen, wat leidt tot een hogere concentratie van stabiele elementen.
De medische gemeenschap gebruikt positronemissie voor een type medische beeldvormingsstudie dat positronemissietomografie (PET) wordt genoemd. In deze studie worden isotopen waarvan bekend is dat ze positronemissies produceren, in het lichaam geïntroduceerd en gevolgd terwijl ze door het lichaam bewegen en gammastralen produceren. Isotopen met korte halfwaardetijden die geen schade aan het lichaam veroorzaken, worden geselecteerd zodat de PET-scan niet gevaarlijk is en het beeldvormingsonderzoek kan worden gecombineerd met andere beeldvormingstechnieken, zoals beeldvorming met magnetische resonantie, om een volledig beeld te krijgen van wat er aan de hand is in het lichaam van een patiënt.
Met PET-scans kunnen artsen functies van het lichaam in beeld brengen, misschien met name in de hersenen. De scan is niet invasief en biedt een aantrekkelijk alternatief voor chirurgie om de binnenkant van het lichaam te zien, en het kan veel nuttige informatie bieden. Dergelijke scans worden gebruikt in medische diagnose en in medisch onderzoek, waarbij positronemissietomografiescans van de hersenen vooral populair zijn bij onderzoekers op het gebied van neurologie die geïnteresseerd zijn in de functies van de hersenen.