Introduction でも説明したように，陽電子は物質中に入射すると電子と対消滅して，主に2本のγ線を放出します． 1本のγ線のエネルギーはアインシュタインの式E=mc²より511keVとなりますが，実際には電子は運動量を持っているため，消滅γ線はドップラー効果の影響を受けます． 衝突時のエネルギー保存や運動量保存則からドップラー効果の影響は(1)式で与えられ，消滅相手である電子の運動量が大きいほど，ドップラー効果の影響[�僞_γ]が生じ， 放射されるγ線が511 keVからよりずれた値になることを示しています．

E_γ =m₀c²±ΔE_γ =m₀c²±cp_L/2     (1)

 Fig.1 に陽電子が物質に入射したときの振る舞いを示しました．材料中に欠陥が無い場合(a)では，正の電荷を持った陽電子は原子核からクーロン反発力を受けるため，陽電子は格子間位置に存在し，電子と対消滅します．一方で，物質中に空孔(b)や空隙(c)が存在すると， 陽電子は欠陥に捕獲され，電子と対消滅します．このとき，欠陥に捕獲された陽電子は，(a)のケースと比較して，価電子(運動量が低い電子)と衝突する確率が増えるため，放射されるγ線はドップラー効果の影響を受けにくく，�僞_γが小さくなり511 keVに近い値のγ線を放出します． このように，欠陥濃度や欠陥サイズによって，消滅γ線のエネルギー分布が異なるため，エネルギー分布の鋭さ( sharpness parameter )を決めることで，物質中の欠陥の議論が可能となります．