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。

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["PET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PETの位置精度を制限する。