β＋線と物質の相互作用

🧠 陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） は電子と同様に電離しながら減速 deceleration 減速（deceleration） deceleration（減速） するが、停止後に電子と対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） して二本の511 keV光子へ変わる点がβ−線と異なる。¹²

陽電子の減速

β⁺崩壊で放出された陽電子 positron 陽電子（positron） positron（陽電子） は軌道 orbital 軌道（orbital） orbital（軌道） 電子との衝突で電離・励起を起こし、多重散乱を受ける。速度が十分低下すると電子とポジトロニウム positronium ポジトロニウム（positronium） positronium（ポジトロニウム） を作るか、直接対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） する。発生から消滅までの陽電子 positron 陽電子（positron） positron（陽電子） 飛程 range (of radiation in matter) 飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程） は核種のβ＋エネルギーと物質に依存する。

対消滅光子

静止に近い電子・陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 対では、運動量momentum 運動量（momentum）momentum（運動量） とエネルギー保存 energy conservation エネルギー保存（energy conservation） energy conservation（エネルギー保存） から通常2個の511 keV光子がほぼ反対方向へ出る。

flowchart TD
  A["β＋崩壊で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positron'>陽電子</span>を放出"] --> B["電離・励起で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='deceleration'>減速</span>"]
  B --> C["電子と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='annihilation'>対消滅</span>"]
  C --> D["511 keV光子をほぼ180°へ2本放出"]
  D --> E["リング検出器で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='true coincidence'>同時計数</span>"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positron emission tomography'>PET</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='line of response (LOR)'>応答線</span>を決定"]

PET分解能への影響

PETは対向する511 keV光子の同時計数 true coincidence 同時計数（true coincidence） true coincidence（同時計数） から応答線 line of response (LOR) 応答線（line of response (LOR)） line of response (LOR)（応答線） を求めるが、陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 飛程 range (of radiation in matter) 飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程） と二光子の非一直線性 non-collinearity 非一直線性（non-collinearity） non-collinearity（非一直線性） により、崩壊位置と検出応答線 line of response (LOR) 応答線（line of response (LOR)） line of response (LOR)（応答線） は完全には一致しない。また一方または両方の光子がコンプトン散乱 Compton scattering コンプトン散乱（Compton scattering） Compton scattering（コンプトン散乱） すると誤った応答線 line of response (LOR) 応答線（line of response (LOR)） line of response (LOR)（応答線） になりうる。

まとめ

• 陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） は電離・励起で減速 deceleration 減速（deceleration） deceleration（減速） した後、電子と対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） する。
• 主な対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） では511 keV光子2個がほぼ反対方向へ出る。
• 陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 飛程 range (of radiation in matter)飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程）、非一直線性non-collinearity非一直線性（non-collinearity）non-collinearity（非一直線性）、散乱がPETPET（positron emission tomography）の位置精度を制限する。