查看“︁正电子发射”︁的源代码

{{NoteTA
|G1=Physics
}}
'''正电子发射'''，又称'''[[β粒子|β<sup>+</sup>]]衰变'''，是一种[[放射性衰变]]的方式，属于[[β衰变]]的一種。在这种衰变反应中，一个[[质子]]转化成[[中子]]，同时释放出一个[[正电子]]和一个[[电中微子]]。<ref>{{cite web|author=The University of North Carolina at Chapel Hill|title=Nuclear Chemistry|url=http://www.shodor.org/unchem/advanced/nuc/|accessdate=2012-06-14|archive-date=2019-02-24|archive-url=https://web.archive.org/web/20190224140529/http://www.shodor.org/unchem/advanced/nuc/|dead-url=no}}</ref>

==正电子发射的同位素==
能发生正电子发射而放出正电子的[[同位素]]有[[碳-11]]、[[钾-40]]、[[氮-13]]、[[氧的同位素|氧-15]]、[[氟的同位素|氟-18]]和[[碘的同位素|碘-121]]等。例如，以下的方程式表示了从[[碳-11]]到[[硼]]-11的正电子发射，同时放出正电子和[[电中微子|電子微中子]]：

<!-- Autogenerated using Phykiformulae 0.12 [[User:SkyLined#Phykiformulae]]
	C-11 -> B-11 + e+ + ve + 0.96 MeV
:{| border="0"
|- style="height:2em;"
|{{Nuclide2|link=yes|carbon|11}}&nbsp;||→&nbsp;||{{Nuclide2|link=yes|boron|11}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|link=yes|Positron}}&nbsp;+&nbsp;{{SubatomicParticle|link=yes|Electron Neutrino}}&nbsp;+&nbsp;0.96&nbsp;[[电子伏特|MeV]]
|}-->
:<math> \mathrm{

^{11}_{\ 6}C\ \xrightarrow [20.38\ m]{}\ ^{11}_{\ 5}B\ + e^+\ + v_{e}\ + 0.96 MeV


}
</math>

== 发射机理 ==
[[质子]]和[[中子]]是由更小的[[基本粒子]][[夸克]]构成的。最常见的两种夸克是[[上夸克]]（带+<sup>2</sup>/<sub>3</sub>个[[元电荷]]）和[[下夸克]]（带-<sup>1</sup>/<sub>3</sub>个元电荷）。夸克三个一组结合起来就构成质子和中子。因此，带一个正电荷的质子由两个[[上夸克]]和一个[[下夸克]]构成。而不带电的中子由一个上夸克和两个下夸克构成。通过[[弱相互作用]]，[[上夸克]]还能改变[[味 (粒子物理學)|味]]而转化成[[下夸克]]，这就会导致[[β辐射]]。正电子发射就是因为一个[[上夸克]]转化成[[下夸克]]而造成的。<ref>{{Cite web |url=http://courses.washington.edu/bioen508/Lecture5-B-PET.pdf |title=How it works:Positron emission |accessdate=2012-06-14 |archive-date=2013-02-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130208231946/http://courses.washington.edu/bioen508/Lecture5-B-PET.pdf |dead-url=no }}</ref>

能发生正电子发射的原子核也可能发生[[电子俘获]]。对于低能量衰变，电子俘获在能量上占据2''m''<sub>e</sub>''c''<sup>2</sup> = 1.022&nbsp;MeV的优势，因为终态少了一个电子而不是多了一个正电子。随着衰变的能量升高，{{link-en|分支系数|Branching fraction}}也会升高。然而，如果能量的差别小于2''m''<sub>e</sub>''c''<sup>2</sup>，正电子发射将不能发生，此时只有电子俘获能进行。特定的同位素（例如[[鈹的同位素|鈹-7]],{{SimpleNuclide2|link=yes|Beryllium|7}}）在银河[[宇宙射线]]中是稳定的，因为电子被射线电离，此时的衰变能量对于正电子发射太少了。

== 应用 ==
这些同位素可用于一种称作[[正电子发射断层扫描]]的[[医学影像]]技术。注意放出的能量取决于衰变的[[同位素]]种类，0.96&nbsp;MeV的数据只适用于同位素[[碳-11]]的衰变。在质量更大的同位素中，质子转换成中子产生的能量小于2''m''<sub>e</sub>，因此不会自发地进行正电子发射。

用于断层扫描的[[半衰期]]很短的正电子发射[[同位素]]{{核素|碳|11}}、{{核素|氮|13}}、{{核素|氧|15}}和{{核素|氟|18}}通常由天然[[核反应]]或人工用质子轰击富集的靶获得。<ref>[http://www.pet.ubc.ca/radioisotopes Positron Emission Tomography Imaging at the University of British Columbia] {{Wayback|url=http://www.pet.ubc.ca/radioisotopes |date=20180505034055 }} (accessed 11 May 2012)</ref><ref>K. W. D. Ledingham et al., [http://iopscience.iop.org/0022-3727/37/16/019/ High power laser production of short-lived isotopes for positron emission tomography], Journal of Physics D: Applied Physics Volume 37 Number 16, 2004, 2341 doi:10.1088/0022-3727/37/16/019  (accessed 11 May 2012)</ref>

== 参考资料 ==
{{Reflist}}

== 外部链接 ==
* [[Image:Ndslivechart.png]] '''[http://www-nds.iaea.org/livechart The LIVEChart of Nuclides - IAEA ]''' with filter on β<sup>+</sup> decay

{{Authority control}}
{{DEFAULTSORT:Positron Emission}}
{{原子核物理学}}
[[Category:原子核物理学]]
[[Category:放射性]]
[[Category:辐射]]

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