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Die von den Radionukliden ausgesandten Positronen stoßen im Gewebe sehr schnell auf ihre Antiteilichen, die Elektronen. Ein Elektron und ein Positron vernichten sich gegenseitig. Durch diese Teilchenvernichtung werden zwei Photonen erzeugt, die in entgegengesetzte Richtungen auseinander fliegen.
Um diese Photonen zu messen, hat man für PET einen Detektorring konstruiert. Registrieren zwei gegenüberliegende Detektoren zur gleichen Zeit ein Signal, kann ein Computer den Ursprung der Photonen und somit auch den in der Nähe liegenden Ort der Strahlungsquelle ausfindig machen.
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