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正電子發射，又稱β+衰變，是一種放射性衰變的方式，屬於β衰變的一種。在這種衰變反應中，一個質子轉化成中子，同時釋放出一個正電子和一個電微中子。[1]
能發生正電子發射而放出正電子的同位素有碳-11、鉀-40、氮-13、氧-15、氟-18和碘-121等。例如，以下的方程式表示了從碳-11到硼-11的正電子發射，同時放出正電子和電子微中子：
![{\displaystyle \mathrm {^{11}_{\ 6}C\ {\xrightarrow[{20.38\ m}]{}}\ _{\ 5}^{11}B\ +e^{+}\ +v_{e}\ +0.96MeV} }](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/80d9ca7953d7b3b8f583000a440f323a31ba0060)
質子和中子是由更小的基本粒子夸克構成的。最常見的兩種夸克是上夸克（帶+2/3個元電荷）和下夸克（帶-1/3個元電荷）。夸克三個一組結合起來就構成質子和中子。因此，帶一個正電荷的質子由兩個上夸克和一個下夸克構成。而不帶電的中子由一個上夸克和兩個下夸克構成。通過弱相互作用，上夸克還能改變味而轉化成下夸克，這就會導致β輻射。正電子發射就是因為一個上夸克轉化成下夸克而造成的。[2]
能發生正電子發射的原子核也可能發生電子俘獲。對於低能量衰變，電子俘獲在能量上佔據2mec2 = 1.022 MeV的優勢，因為終態少了一個電子而不是多了一個正電子。隨着衰變的能量升高，分支係數也會升高。然而，如果能量的差別小於2mec2，正電子發射將不能發生，此時只有電子俘獲能進行。特定的同位素（例如鈹-7,7
Be
）在銀河宇宙射線中是穩定的，因為電子被射線電離，此時的衰變能量對於正電子發射太少了。
這些同位素可用於一種稱作正電子發射斷層掃描的醫學影像技術。注意放出的能量取決於衰變的同位素種類，0.96 MeV的數據只適用於同位素碳-11的衰變。在質量更大的同位素中，質子轉換成中子產生的能量小於2me，因此不會自發地進行正電子發射。
用於斷層掃描的半衰期很短的正電子發射同位素11
C
、13
N
、15
O
和18
F
通常由天然核反應或人工用質子轟擊富集的靶獲得。[3][4]
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