La emisión de positrones es un subproducto de un tipo de desintegración radiactiva conocida como desintegración beta plus. En el proceso de desintegración beta más, un equilibrio inestable de neutrones y protones en el núcleo de un átomo desencadena la conversión de un exceso de protón en neutrón. Durante el proceso de conversión, se emiten varias partículas adicionales, incluido un positrón. El positrón es un tipo especial de partícula conocida como partícula beta porque es un subproducto de la desintegración beta.
Este proceso de desintegración beta plus ocurre al azar todo el tiempo en elementos con el potencial de experimentar este tipo de desintegración radiactiva y la energía para transformar un protón en un neutrón más pesado. Además de producir un neutrón, la desintegración beta más da como resultado la producción de un neutrino y un positrón. El positrón es la contraparte de antimateria del electrón, lo que significa que cuando los positrones y los electrones chocan, se aniquilan y generan rayos gamma. Esta propiedad es importante para los investigadores que aprovechan la emisión de positrones en su trabajo.
La desintegración radiactiva hace que las propiedades de un átomo cambien, porque el equilibrio de protones y neutrones en el núcleo cambia. Este proceso explica por qué un elemento puede existir en múltiples formas conocidas como isótopos, y cada isótopo tiene un equilibrio diferente de protones y neutrones. Muchos isótopos son inestables, experimentan una rápida desintegración y emiten partículas radiactivas en el proceso. Este proceso también explica la distribución desigual de los elementos en la Tierra, ya que los elementos inestables se descomponen en formas más estables con el tiempo, lo que lleva a una mayor concentración de elementos estables.
La comunidad médica utiliza la emisión de positrones para un tipo de estudio de imágenes médicas conocido como tomografía por emisión de positrones (PET). En este estudio, los isótopos que se sabe que producen emisiones de positrones se introducen en el cuerpo y se siguen a medida que se mueven a través del cuerpo y producen rayos gamma. Los isótopos con vidas medias cortas que no causarán daño al cuerpo se seleccionan para que la tomografía por emisión de positrones no sea peligrosa, y el estudio de imágenes puede combinarse con otras técnicas de imagen, como la resonancia magnética, para obtener una imagen completa de lo que está sucediendo. en el interior del cuerpo de un paciente.
Las tomografías por emisión de positrones permiten a los médicos obtener imágenes de las funciones del cuerpo, quizás más notablemente en el cerebro. La exploración no es invasiva, proporciona una alternativa atractiva a la cirugía para ver el interior del cuerpo y puede proporcionar una gran cantidad de información útil. Tales exploraciones se utilizan en el diagnóstico médico y en la investigación médica, y las exploraciones por tomografía por emisión de positrones del cerebro son especialmente populares entre los investigadores en el campo de la neurología que están interesados en las funciones del cerebro.