11.4: Emisión de positrones

Un positrón, también llamado antielectrón, es un trozo exótico de materia, o más correctamente, un ejemplo de antimateria. Un positrón es el equivalente en antimateria de un electrón. Tiene la masa de un electrón, pero tiene una carga de +1. Los positrones se forman cuando un protón pierde su carga positiva y se convierte en un neutrón, tal y como se muestra a continuación:

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Además, en la ecuación nuclear para la emisión de positrones, la suma de protones (números atómicos) de la derecha es igual al número de protones de la izquierda y las masas son todas iguales a uno. Cuando un elemento emite un positrón, la identidad del elemento cambia al que tiene un protón menos en la tabla periódica. Un ejemplo de ecuación nuclear que muestra la emisión de positrones se muestra a continuación:

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El boro tiene un protón menos en su núcleo que el carbono, pero la masa no cambia porque el protón ha sido sustituido por un neutrón.

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La emisión de positrones del Flúor-18, como se muestra arriba , se ha convertido en una importante herramienta de diagnóstico médico; la Tomografía por Emisión de Positrones (una PET). El corazón de esta técnica se basa en el hecho de que los positrones sufren una aniquilación instantánea cuando colisionan con un electrón (un ejemplo de aniquilación materia-antimateria). Cuando esto ocurre, se producen dos rayos gamma de alta energía que salen del escenario de la aniquilación en direcciones exactamente opuestas. Durante una exploración PET, se administra al paciente una inyección que contiene fluorodeoxiglucosa (FDG), un análogo del azúcar. El análogo de la glucosa es absorbido por las células metabólicamente activas, donde la FDG se acumula y experimenta una decadencia de positrones. Tras un breve período de espera, se explora al paciente con un conjunto circular de detectores de radiación gamma. El hecho de que los rayos gamma se emitan en direcciones opuestas permite al ordenador adjunto «dibujar una línea» a través del paciente, donde la línea pasa por el punto de aniquilación. Como esto ocurre a través de muchas direcciones, la ubicación exacta de la emisión puede ser calculada con precisión y luego representada como una imagen tridimensional que muestra la intensidad de la emisión.

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