Descoberta dos Pósitrons

Irene Curie (1897-1956), filha de Marie Curie, e seu marido Frederic Joliot (1900-1958) realizaram, no ano de 1934, experimentos de transmutação artificial, no quais bombardearam o alumínio ₁₃²⁷Al com partículas alfa (₂⁴α) e conseguiram obter um isótopo do fósforo (₁₅³⁰P) e um nêutron.

₁₃²⁷Al + ₂⁴α → ₁₅³⁰P + ₀¹n

O mais interessante, porém, foi que eles observaram que esse isótopo do fósforo era radioativo e que ele emitia uma partícula com massa igual à do elétron; no entanto, a sua carga era positiva. Eles viram também que, quando o bombardeamento de partículas alfa era interrompido, o alumínio deixava de emitir nêutrons, mas continuava a lançar pósitrons, do mesmo modo que as partículas alfa e beta são emitidas na radioatividade natural – indicando que realmente os pósitrons eram emitidos pelo fósforo e não pelo alumínio.

A essa nova partícula radioativa foi dado o nome de pósitron, ou partícula beta positiva, sendo representada por ₊₁⁰e ou β⁺, ou, ainda, ₊₁⁰β. Hoje se sabe que o pósitron é, na verdade, uma antipartícula beta negativa.

A reação nuclear desse processo estudado por Irene e Frederic é representada por:

₁₅³⁰P → ₊₁⁰e + ₁₄³⁰Si

Observe que quando o radioisótopo, que no caso é o fósforo, emite um pósitron, seu número atômico (Z = prótons) diminui uma unidade e seu número de massa (A = prótons + nêutrons) permanece inalterado. Veja mais dois exemplos:

₈¹⁵O→ ₊₁⁰e + ₇¹⁵O (Note que 15 = 0 + 15 e 8 = 1 + 7)

₆¹¹C → ₊₁⁰e + ₅¹¹B (Note que 11 = 0 + 11  e 6 = 1 + 5)

Os pósitrons são emitidos por radioisótopos que possuem elevado número de prótons.

A emissão de pósitrons é usada na medicina em diagnósticos por imagem cintilográfica, conhecida como pósitron emission tomografia (PET). Esse método diagnóstico estuda a medula óssea por meio da injeção do marcador radioativo e é útil principalmente na avaliação de processos inflamatório/infecciosos (osteomielite aguda). Esse marcador radioativo tem a capacidade de se agregar à matriz óssea proporcionalmente ao fluxo sanguíneo na região e à atividade metabólica. Com isso, realiza-se uma fotografia do corpo ou algumas imagens localizadas, quando há indicação.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Descoberta dos Pósitrons"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/descoberta-dos-positrons.htm. Acesso em 17 de outubro de 2021.