양전자(Positron)를 확보하는 방법

 

[방사성 붕괴에 의한 방법]

• 양전자는 방사성 동위원소의 양전자 방출 붕괴( β⁺ 붕괴) 과정에서 자연적으로 발생할 수 있음.
• 양성자를 포함한 방사성 동위원소(예를 들어 플루오린-18 등)가 붕괴하면,
  양성자 하나와 중성자로 변환되면서 양전자와 중성미자가 방출됨
• 이 상태의 양전자는 비교적 저에너지 상태로 방출되며 포획이 용이함.
• 이 방법은 양전자 방출 단층촬영(PET)에서 활용됨.

 

[우주선과 물질의 상호작용]

• 우주에서 지구로 날아온 우주선(cosmic rays)이 대기 중의 입자와 충돌할 때 양전자 생성되는 경우가 있음.
• 높은 에너지의 우주선이 대기 중의 원자핵과 충돌하여 양전자-전자 쌍생성 과정이 일어남.

 

[입자 가속기를 통한 생성]

• 입자 가속기를 이용해 고에너지 입자 충돌을 일으키면,
  그 과정에서 양전자-전자 쌍이 동시에 생성되는 경우가 있음.
• 이는 양전자를 대량으로 생산하고 확보하는 가장 일반적인 방법임.
• 양전자와 전자가 결합하여 형성되는 중성입자인 포지트로늄(positronium)도 생성되는 경우가 있음.

 

[레이저 플라즈마를 통한 생성]

• 초강력 레이저 빔을 금속 타겟에 조사하면 고에너지 플라즈마가 형성되고,
  이 과정에 양전자-전자 쌍생성이 발생하는 경우가 있음.

 

[정전기 포획 장치]

• 양전자가 생성한 후에는 정전기 포획 장치(Penning Trap)를 이용하여 안정적으로 보관가능함.

Penning Trap