Откуда берётся позитрон

Калий нужен клеткам для работы нервов и мышц, поэтому он постоянно присутствует в организме. Почти весь калий — стабильный, но среди его атомов встречается радиоактивный изотоп калий-40. Он распадается несколькими путями; один из них — крайне редкий вариант, при котором ядро испускает позитрон, частицу с теми же массой и величиной заряда, что у электрона, но с положительным зарядом.

Это не значит, что калий-40 «решает» выпустить антиматерию. Радиоактивный распад происходит самопроизвольно, а разные варианты распада имеют разную вероятность. Позитронная ветвь — лишь малая доля превращений.

Короткая встреча и исчезновение

Позитрон не летит по телу далеко. Пройдя небольшое расстояние в ткани, он встречает обычный электрон. При их аннигиляции обе частицы превращаются в энергию, которая уносится фотонами — частицами света высокой энергии, называемыми гамма-квантами. Это превращение материи и антиматерии происходит не как взрыв: энергия отдельного события очень мала.

Похожий процесс используют в ПЭТ-сканировании: введённое пациенту вещество испускает позитроны, а прибор регистрирует гамма-кванты от их аннигиляции, чтобы построить изображение. Но в организме без сканирования такие редкие события просто часть естественного радиоактивного фона. Антиматерия здесь возникает поштучно и почти сразу исчезает, не накапливаясь в тканях.