Kwalifikacja: MED.08 - Świadczenie usług medycznych w zakresie diagnostyki obrazowej, elektromedycznej i radioterapii

Na ilustracji pokazano klasyczny schemat zjawiska fotoelektrycznego: foton o energii hν pada na elektron związany w atomie, przekazuje mu energię, pokonuje on energię wiązania E_w i opuszcza atom jako elektron swobodny z pewną energią kinetyczną. Błędne odpowiedzi wynikają zwykle z mylenia różnych oddziaływań promieniowania z materią, które na pierwszy rzut oka wyglądają podobnie, ale fizycznie są czymś innym i mają inne znaczenie w radiologii. Anihilacja to proces charakterystyczny dla pozytonów, czyli dodatnich elektronów. Pozyton po wyhamowaniu w tkankach zderza się z elektronem i obie cząstki ulegają unicestwieniu, powstają dwa fotony γ o energii 511 keV lecące w przeciwnych kierunkach. To jest fundament działania PET w medycynie nuklearnej. Na rysunku nie ma ani pozytonu, ani pary fotonów 511 keV, więc nie jest to anihilacja. Emisja fotonu kojarzy się z sytuacją odwrotną: atom lub jądro w stanie wzbudzonym oddaje nadmiar energii emitując foton, np. promieniowanie charakterystyczne lub gamma po rozpędzie izotopu. Tutaj widzimy raczej pochłonięcie fotonu przez elektron, a nie jego emisję. Można się pomylić, bo w opisie pojawia się kwant γ, ale kierunek zjawiska jest dokładnie odwrotny. Tworzenie par to z kolei proces, w którym wysokoenergetyczny foton w pobliżu jądra zamienia się w parę: elektron i pozyton. Jest to możliwe dopiero powyżej progu 1,022 MeV, a na schemacie nie ma pozytonu, tylko jeden elektron wylatujący z atomu, co jasno wskazuje na efekt fotoelektryczny. Typowym błędem jest patrzenie tylko na obecność fotonu i elektronu, bez zwrócenia uwagi na bilans cząstek i energii. Z mojego doświadczenia wynika, że uczniowie często wrzucają wszystkie interakcje foton–materia do jednego worka. W praktyce radiologicznej rozróżnienie zjawiska fotoelektrycznego, Comptona, tworzenia par czy anihilacji jest bardzo ważne: decyduje o kontraście obrazu, dozymetrii, doborze materiałów osłonnych i interpretacji badań medycyny nuklearnej. Dlatego warto za każdym razem spokojnie przeanalizować, czy foton jest pochłaniany, rozpraszany, czy zamienia się w inne cząstki i jakie są produkty końcowe reakcji.