Pósitrons


Irene Curie e seu marido Frederic Joliot fizeram, em 1934, experiências de transformação artificial, onde bombardearam a molécula de alumínio (Al) com partículas α e obtiveram um isótopo de fósforo (P) e um nêutron.
Al2712 + α  P5015 + n
O mais interessante do experimento, contudo, foi que eles notaram que esse isótopo de fósforo tinha radiação e que ele emanava uma partícula com massa semelhante a do elétron; contudo, ele tinha carga positiva. Eles observaram também que, quando se interrompia o bombardeamento de partículas α, o alumínio parava de lançar nêutrons, porém continuava a emitir pósitrons, da mesma maneira que as partículas beta e alfa são lançadas na radioatividade natural, mostrando que de fato os pósitrons eram lançados pelo fósforo e não pelo átomo de alumínio.

positrons

Para esse novo elemento radioativo foi dado a denominação de pósitron, ou elemento beta positivo, sendo demonstrado por +10e ou +10β, ou, ainda, β+. Atualmente sabe-se que o pósitron é, na realidade, uma anti-partícula beta negativa.
A reação atômica desse procedimento analisado por Frederic e Irene é demonstrada por:
P3015  +10e + Si3014
É possível reparar que quando o fósforo, ou radioisótopo, lança um pósitron, seu numero atômico reduz uma unidade e seu numero de massa continua o mesmo.
Ex:
O158  +10e + O157 (observe que 8 = 1 + 7 e 15 = 0 + 15)
C116  +10e + B115 (observe que 6 = 1 + 5 e 11 = 0 + 11)
Os pósitrons são lançados por radioisótopos que apresentam grande quantidade de prótons.
A liberação de pósitrons é utilizada na medicina em análise por imagem cintilográfica, denominada como pósitron emission tomografia (PET). Esse processo diagnóstico analisa a medula óssea através da injeção do registro radioativo e é válido especialmente na análise de procedimentos infeccioso-inflamatórios.
Esses registros radioativos têm a habilidade de se unir a base óssea de forma equilibrada ao curso sanguíneo na área e a ação metabólica. A partir disso, efetua-se uma fotografia do corpo ou certar imagens posicionadas, quando existe indicação.

Formação dos pósitrons

Um elétron é alimentado positivamente quando um próton existente no núcleo morre no interior de um nêutron. Dessa forma, um pósitron é lançado do núcleo quando um próton se colide com um nêutron.
O isótopo de potássio K-40 é julgado como um lançador de pósitrons.
K4019  40Ar18 + 0e+1
Resultados da reação: isótopo de Argônio (Ar-40) e pósitron +10e.
A melhor expressão para explicar um pósitron é antimatéria? Se um pósitron se chocar com um elétron, os dois elementos se destruíram e acontecerá uma emissão de energia, isto é, seria como se não existissem.

Tomografia por emissão de pósitrons (PET)

PET é uma sigla em inglês que quer dizer tomografia por emissão de pósitrons. Refere-se a um diagnóstico de imagem da medicina atômica que proporciona a execução do mapeamento de ações metabólicas de diferentes sistemas do corpo humano.
Hoje em dia, as siglas PET-Scan e PET-CT apresentam a mesma definição, uma vez que faz muitos anos que não é produzido o material do PET simples. No Brasil, quase todos os equipamentos de PET são equivalente ao do PET-CT.
Esse exame é realizado inserindo glicose junto com um elemento químico, usualmente radioativo. Imediatamente após a aplicação desse composto, são feitas as imagens.
O equipamento de PET-CT/Scan assimila os indícios radioativos lançados pelo flúor-18, reproduzindo-os em imagens, marcando, dessa maneira, os lugares onde esse açúcar se encontra, revelando o metabolismo da glicose. O material usado nesse exame cria imagens tridimensionais na região, mais claras do que os outros exames usados na medicina atômica.
O metabolismo da glicose é muito importante, pois a maioria das células neoplásicas usa um numero relevantemente maior desse açúcar como origem de energia, quando em paridade com as demais células normais.
O PET-CT pode ser usado para pesquisas de neoplasias, problemas cardíacos e neurológicos:
– PET oncológico: inseri através da veia o 2-[F18]-fluoro-2-deoxi-glicose, denominado FDG, onde o flúor-18 é o elemento radioativo e a glicose o elemento químico. Essa substancia é conduzida para dentro das células; contudo, não sofre total metabolização, e sim, uma mudança em formato contínuo dentro das mesmas. Dessa forma, esse composto pode ser usado na identificação de células com grande ingestão de glicose e que, como resultado, possuem muitos carregadores na membrana, como acontece em células cancerígenas de crescimento acelerado. Usa-se o PET-CT para identificar tumores na mama, pulmão, linfomas, cólon, dentre outras, assim como no reconhecimento de lugares metastáticos. Esse modelo de exame inclui 90% dos Pets feitos atualmente.
– PET neurológico: usa-se o oxigênio-15, quando tem o propósito de estudar a perfusão do sangue e a ação de diferentes regiões do cérebro.
– PET cardíaco: gerencia-se o FDG-F18 para detectar regiões de fibrose e de isquemia.