Un positrone, chiamato anche antielettrone, è un pezzo esotico di materia, o più correttamente, un esempio di antimateria. Un positrone è l’equivalente antimateria di un elettrone. Ha la massa di un elettrone, ma ha una carica di +1. I positroni si formano quando un protone perde la sua carica positiva e diventa un neutrone, come mostrato qui sotto:
Ancora una volta, nell’equazione nucleare per l’emissione di positroni, la somma dei protoni (numeri atomici) sulla destra è uguale al numero di protoni sulla sinistra e le masse sono tutte uguali a uno. Quando un elemento emette un positrone, l’identità dell’elemento cambia in quella che ha un protone in meno sulla tavola periodica. Un esempio di un’equazione nucleare che mostra l’emissione di positroni è mostrato qui sotto:
Il boro ha un protone in meno nel suo nucleo rispetto al carbonio, ma la massa è invariata perché il protone è stato sostituito da un neutrone.
L’emissione di positroni dal fluoro-18, come mostrato sopra, è diventata un importante strumento diagnostico medico: la tomografia a emissione di positroni (una PET). Il cuore di questa tecnica si basa sul fatto che i positroni subiscono un’annichilazione istantanea quando si scontrano con un elettrone (un esempio di annichilazione materia-antimateria). Quando questo accade, vengono prodotti due raggi gamma ad alta energia che escono dalla scena dell’annichilazione in direzioni esattamente opposte. Durante una scansione PET, al paziente viene fatta un’iniezione contenente fluorodeossiglucosio (FDG), un analogo dello zucchero. L’analogo del glucosio viene assorbito dalle cellule metabolicamente attive, dove l’FDG si accumula e subisce il decadimento dei positroni. Dopo un breve periodo di attesa, il paziente viene scansionato utilizzando una serie circolare di rivelatori di raggi gamma. Il fatto che i raggi gamma sono emessi in direzioni opposte permette al computer collegato di “disegnare una linea” attraverso il paziente, dove la linea passa attraverso il punto di annichilimento. Poiché questo avviene attraverso molte direzioni, la posizione esatta dell’emissione può essere calcolata con precisione e poi rappresentata come un’immagine tridimensionale che mostra l’intensità dell’emissione.
Contribuente
- ContribEEWikibooks