Chụp PET: canh giờ chất phát xạ positron

So sánh đường phân rã của ¹⁸F, ¹¹C, ⁶⁸Ga và ¹⁵O, xem vì sao bệnh viện ghép cyclotron với phòng phóng xạ hoá, và theo dõi quá trình huỷ positron tạo sáng ảnh chụp.

Mục tiêu

Gắn chu kì bán rã của mỗi chất với khâu logistics, áp dụng $N/N_0 = (1/2)^{t/T_{1/2}}$ để lên lịch chụp, và giải thích tín hiệu $\beta^+$ → $2\gamma$.

Dụng cụ và hoá chất

Bàn thí nghiệm ảo: đường phân rã của bốn chất phát positron cùng sơ đồ huỷ $\ce{e+ + e- -> 2\gamma}$ (mỗi tia 511 keV).

Giải thích

Hạt nhân giàu proton như $\ce{^{18}F}$ phân rã qua phát xạ $\beta^+$: $\ce{p -> n + e+ + ν_e}$. Positron bay chừng một milimet, gặp electron và huỷ thành hai photon 511 keV phát ra ngược chiều nhau; vòng detector bắt đồng thời cả hai vẽ nên một đường qua điểm huỷ, và hàng triệu đường như vậy tái dựng bản đồ chất phát xạ. Hoạt độ tuân theo $A = A_0(1/2)^{t/T_{1/2}}$ nên chu kì bán rã quyết định toàn bộ logistics: ¹⁵O đòi cyclotron tại chỗ, ¹¹C hợp tổng hợp nhanh, ⁶⁸Ga lấy từ generator ⁶⁸Ge, còn ¹⁸F (110 phút) có thể vận chuyển tới bệnh viện vùng.

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.