Аннигиляционное излучение

Аннигиляционное излучение — это термин, используемый в гамма-спектроскопии для обозначения фотонного излучения, возникающего при частицы и ее античастицы столкновении и аннигиляции . Чаще всего это относится к фотонам с энергией 511 кэВ, рожденным электроном , взаимодействующим с позитроном . Эти фотоны часто называют гамма-лучами , несмотря на то, что они происходят за пределами ядра из-за неясных различий между типами фотонного излучения. Положительно заряженные электроны (позитроны) испускаются из ядра во время β+-распада. Позитрон проходит небольшое расстояние (несколько миллиметров), отдавая избыточную энергию, прежде чем соединится со свободным электроном. Масса е- и е+ полностью преобразуется в два фотона с энергией 511 кэВ каждый. Эти аннигиляционные фотоны испускаются в противоположных направлениях, на расстоянии 180° друг от друга. На этом основан ПЭТ- процесс, называемый подсчетом совпадений, в сканерах.

Спектр германиевого детектора, показывающий пик аннигиляционного излучения (под стрелкой). Обратите внимание на ширину пика по сравнению с пиками гамма-лучей радиоактивного распада, видимыми в спектре.

Аннигиляционное излучение не является моноэнергетическим, в отличие от гамма-лучей, образующихся при радиоактивном распаде . Механизм образования аннигиляционного излучения заключается в доплеровском уширении . Таким образом, аннигиляционный пик, создаваемый в спектре фотонов аннигиляционным излучением, имеет более высокую полную ширину на полувысоте (FWHM), чем гамма-лучи, генерируемые распадом в спектре. Разница более заметна при использовании детекторов с высоким разрешением, таких как детекторы из германия , чем при использовании детекторов с низким разрешением, таких как детекторы из йодида натрия .

Благодаря четко определенной энергии (511 кэВ) и характерной доплеровской форме аннигиляционное излучение часто может быть полезно при определении энергетической калибровки спектра гамма-лучей.