Positronutsläpp är en biprodukt av en typ av radioaktivt sönderfall som kallas beta plus sönderfall. I processen av beta plus sönderfall, utlöser en instabil balans av neutroner och protoner i kärnan av en atom omvandlingen av en överflödig proton till en neutron. Under omvandlingsprocessen släpps flera ytterligare partiklar, inklusive en positron, ut. Positronen är en speciell typ av partikel som kallas beta-partikel eftersom den är en biprodukt av beta-sönderfall.
Denna process av beta plus sönderfall sker slumpmässigt hela tiden i element med potential att uppleva denna typ av radioaktivt sönderfall och energin att omvandla en proton till en tyngre neutron. Förutom att producera en neutron, resulterar beta plus sönderfall i produktionen av en neutrino och en positron. Positronen är antimateriens motsvarighet till elektronen, vilket betyder att när positroner och elektroner kolliderar, förintas de och genererar gammastrålar. Denna egenskap är viktig för forskare som utnyttjar positronemission i sitt arbete.
Radioaktivt sönderfall gör att egenskaperna hos en atom förändras, eftersom balansen mellan protoner och neutroner i kärnan skiftar. Denna process förklarar varför ett element kan existera i flera former som kallas isotoper, där varje isotop har en annan balans av protoner och neutroner. Många isotoper är instabila, upplever snabbt sönderfall och sänder ut radioaktiva partiklar i processen. Denna process förklarar också den ojämna fördelningen av element på jorden, eftersom instabila element förfaller till mer stabila former över tiden, vilket leder till en högre koncentration av stabila element.
Det medicinska samfundet använder positronemission för en typ av medicinsk avbildningsstudie som kallas positronemissionstomografi (PET). I denna studie introduceras isotoper som är kända för att producera positronemissioner till kroppen och följs när de rör sig genom kroppen och producerar gammastrålar. Isotoper med kort halveringstid som inte orsakar skador på kroppen väljs så att PET-skanningen inte ska vara farlig, och bildstudien kan kombineras med andra avbildningstekniker som magnetisk resonanstomografi för att få en komplett bild av vad som pågår inuti en patients kropp.
PET-skanningar tillåter läkare att avbilda kroppens funktioner, kanske framför allt i hjärnan. Skanningen är inte invasiv, ger ett tilltalande alternativ till kirurgi för att se insidan av kroppen, och det kan ge en hel del användbar information. Sådana skanningar används i medicinsk diagnos och inom medicinsk forskning, där positronemissionstomografi av hjärnan är särskilt populär för forskare inom neurologi som är intresserade av hjärnans funktioner.