Hva er positronutslipp?

Positronemisjon er et biprodukt av en type radioaktivt forfall kjent som beta pluss forfall. I prosessen med beta pluss forfall utløser en ustabil balanse av nøytroner og protoner i kjernen til et atom omdannelsen av et overflødig proton til et nøytron. Under konverteringsprosessen blir det sendt ut flere ekstra partikler, inkludert en positron. Positronen er en spesiell type partikkel kjent som en beta-partikkel fordi den er et biprodukt av beta-forfall.

Denne prosessen med beta pluss forfall forekommer tilfeldig hele tiden i elementer med potensial til å oppleve denne typen radioaktivt forfall og energien til å transformere et proton til et tyngre nøytron. I tillegg til å produsere et nøytron, resulterer beta pluss forfall i produksjonen av en nøytrino og en positron. Positronen er antimateriellens motstykke til elektronet, noe som betyr at når positroner og elektroner kolliderer, ødelegger de og genererer gammastråler. Denne egenskapen er viktig for forskere som utnytter positronutslipp i arbeidet.

Radioaktivt forfall fører til at egenskapene til et atom endres, fordi balansen mellom protoner og nøytroner i kjernen forskyves. Denne prosessen forklarer hvorfor et element kan eksistere i flere former kjent som isotoper, hvor hver isotop har en annen balanse mellom protoner og nøytroner. Mange isotoper er ustabile, opplever raskt forfall og avgir radioaktive partikler i prosessen. Denne prosessen forklarer også ujevn fordeling av elementer på jorden, da ustabile elementer forfaller til mer stabile former over tid, noe som fører til en høyere konsentrasjon av stabile elementer.

Det medisinske miljøet bruker positron-utslipp for en type medisinsk avbildningstudie kjent som positron emission tomography (PET). I denne studien blir isotoper kjent for å produsere positronutslipp introdusert til kroppen og fulgt når de beveger seg gjennom kroppen og produserer gammastråler. Isotoper med korte halveringstider som ikke vil forårsake skade på kroppen, velges slik at PET-skanningen ikke vil være farlig, og avbildningsstudien kan kombineres med andre bildeteknikker som magnetisk resonansavbildning for å få et fullstendig bilde av hva som skjer på inni pasientens kropp.

PET-skanninger tillater leger å avbilde funksjoner i kroppen, kanskje mest spesielt i hjernen. Skanningen er ikke invasiv, og gir et attraktivt alternativ til kirurgi for å se innsiden av kroppen, og det kan gi mye nyttig informasjon. Slike skanninger brukes i medisinsk diagnose og i medisinsk forskning, hvor positronemisjonstomografiscanninger av hjernen er spesielt populære for forskere innen nevrologi som er interessert i hjernens funksjoner.