Positroniemissioon

Positroniemissioon, eli positronin emitointi, on eräs beeta-hib tipeista, jossa protonipitoinen ydin muuttuu neutroniksi. Tämä tapahtuu, kun ydin on liian protoninoikeudessa suhteessa vakauteen. Prosessi tuottaa positronin (e+) ja elektronivihreän (νe) sekä ydinmuutoksen: (A,Z) → (A,Z−1) + e+ + νe. Positroniemissio pienentää protonien määrää ja kasvattaa neutronien määrää ytimessä.

Emissio tuottaa syntyneen positronin kaukaisesta liikkeestä ja sen kulkee muutaman millimetrin—usein lyhyen matkan—mahdollisuuden ennen kuin se kohtaa elektronin. Positronin annihilaatio elektronin kanssa tuottaa kaksi 511 keV gammasäteilyä, yleensä noin vastakkaisiin suuntiin, mikä on PET-kuvantamisen perusta. Annihilaatioprosessi tuottaa säteilyä, jota voidaan havaita ja jonka perusteella voidaan rekonstruoida prosessin aiheuttaneen biologisia muutoksia.

Positroniemissiossa käytetään usein fragmentteja, joita syntyy röntgen- tai ydinfysiikassa. Yleisimmät positroniemissioiset isotoopit ovat fluoridi-18 (F-18), hiili-11 (C-11), typpe-13 (N-13) ja happi-15 (O-15). Näitä tuotetaan yleensä cyclotronissa ja ne käytetään radiolääketieteessä sekä tutkimuksessa. Suurin sovellus on positronin emittoiva tomografia (PET), jossa beeta+-emissio seuraa kehon aineenvaihduntaa ja biokemiallisia prosesseja ihmisillä.

Turvallisuus ja hallinta ovat keskeisiä: isotooppien puolintuminen rajoittaa säderiskin ja vaikuttaa käyttödykseen sekä kuvantamisen ajoitukseen. Positroniemissio eroaa muun muassa elektronin sieppauksesta ja beeta-miinuksesta, mutta ne kaikki ovat olennaisia ydinfysiikan ja lääketieteen mittauksissa.