Co to jest emisja pozytronowa?
Emisja pozytonów jest produktem ubocznym rozpadu promieniotwórczego znanego jako rozpad beta plus. W procesie rozpadu beta plus niestabilna równowaga neutronów i protonów w jądrze atomu powoduje konwersję nadmiaru protonu w neutron. Podczas procesu konwersji emitowanych jest kilka dodatkowych cząstek, w tym pozyton. Pozytron jest specjalnym rodzajem cząstki znanym jako cząstka beta, ponieważ jest produktem ubocznym rozpadu beta.
Ten proces rozpadu beta plus zachodzi losowo przez cały czas w elementach, które mogą doświadczyć tego rodzaju rozpadu radioaktywnego i energii, aby przekształcić proton w cięższy neutron. Oprócz wytwarzania neutronu rozpad beta plus powoduje wytwarzanie neutrina i pozytonu. Pozyton jest antymaterialnym odpowiednikiem elektronu, co oznacza, że gdy zderzają się pozytony i elektrony, anihilują, generując promienie gamma. Ta właściwość jest ważna dla badaczy, którzy wykorzystują emisję pozytronów w swojej pracy.
Rozpad radioaktywny powoduje zmianę właściwości atomu, ponieważ zmienia się równowaga protonów i neutronów w jądrze. Ten proces wyjaśnia, dlaczego element może istnieć w wielu formach zwanych izotopami, przy czym każdy izotop ma inną równowagę protonów i neutronów. Wiele izotopów jest niestabilnych, doświadczając szybkiego rozpadu i emitując w procesie cząstki radioaktywne. Proces ten wyjaśnia również nierównomierny rozkład pierwiastków na Ziemi, ponieważ niestabilne pierwiastki rozpadają się w bardziej stabilne formy w czasie, prowadząc do wyższego stężenia stabilnych pierwiastków.
Społeczność medyczna wykorzystuje emisję pozytonów do pewnego rodzaju badań obrazowania medycznego znanych jako pozytonowa tomografia emisyjna (PET). W tym badaniu izotopy, o których wiadomo, że wytwarzają emisje pozytonów, są wprowadzane do ciała, a następnie przemieszczane przez ciało i wytwarzające promienie gamma. Izotopy o krótkim okresie półtrwania, które nie spowodują uszkodzenia ciała, wybiera się tak, aby skan PET nie był niebezpieczny, a badanie obrazowania można połączyć z innymi technikami obrazowania, takimi jak obrazowanie rezonansem magnetycznym, aby uzyskać pełny obraz tego, co się dzieje na ciele pacjenta.
Skany PET pozwalają lekarzom na wyobrażenie sobie funkcji organizmu, a być może przede wszystkim mózgu. Skan nie jest inwazyjny, stanowi atrakcyjną alternatywę dla operacji, aby zobaczyć wnętrze ciała, i może dostarczyć wielu użytecznych informacji. Takie skany są wykorzystywane w diagnostyce medycznej i badaniach medycznych, a skany pozytronowej tomografii emisyjnej mózgu są szczególnie popularne wśród naukowców z dziedziny neurologii, którzy są zainteresowani funkcjami mózgu.