正电子寿命谱测量中双功能程序PLRF的设计

在正电子寿命谱测量中,要处理的数据有两类——分辨函数及寿命谱数据。由于二者同属非线性函数的拟合问题,故可归于同一程序中解决。本程序就是利用最小二乘原理观点而设计的。处理分辨函数是先用二次曲线拟合原始数据,而后用单高斯线型对原始数据进一步拟合,从而得到仪器的分辨率等重要参数。处理寿命谱是按多指数拟合。其初值的给出有两种形式,一种是由程序用剥皮法求得初值;另一种是人为输入初值,并可根据计算过程偏差的变化,方便地对输入初值进行调整。     

利用标准样品的寿命谱确定谱仪分辨函数的方法

本文叙述了当谱仪的时间分辨函数可以用单高斯曲线近似时,利用仅含一个寿命成份的标准样品寿命谱的分析确定寿命谱仪在正电子条件下分辨函数的方法。     

一种小型正电子寿命谱分解程序(CYHLS)

该程序将正电子寿命谱看作是一至多个指数衰减函数与仪器分辨函数的卷积,使用最小二乘法进行拟合,从而可将寿命谱分解成一或多个寿命成份,并得到各成份的寿命值τ_1,和相对强度I_j,以及正电子湮没的平均寿命τ_(mean)。与POSITRONFIT程序相比,它们的拟合结果是一致的,拟合方差可达到1～3左右。该程序在微处理机上就可运行,且计算结果与初值的选择无关,使用方便。     

多指数函数拟合计算正电子湮没寿命谱程序

本文提供一个消除仪器的时间分辨函数影响作多指数函数拟合计算正电子湮没寿命谱程序(NFIX ED),其源程序是美国乔治亚大学徐孝华教授赠送的。这个程序只有一个主程序,无子程序,结构简单,适合用小型计算机处理数据。程序流程中,根据不固定或固定(寿命和强度)成分的需要分十二种情况进行处理,由指示变量(J_6)来选择,变化灵活,效果显著。又使用解行列式的方法求修正参变量,进行迭代运算,避免了解方程的复杂程序设计。用此程序要注意以下几点:     

45钢热处理的正电子寿命谱分析

本文测定了45钢试样从820℃淬火并经200℃、400℃、600℃和740℃保温1小时后炉冷的正电子寿命谱。实验在一般的快慢符合正电子谱仪上进行。~(22)Na放射源的强度约为20μCi,仪器分辨率300ps左右,总计数约3×10~5。寿命谱的数据处理在微型计算机上进行,程序在单高斯函数拟合分辨函数的基础上作了近似处理,所得结果如图1所示。由图1可见,对于淬火试样,τ_1和τ_2的数值比减接近,I_2>I_1。随着回火温度的增加,τ_1减少I_1增加,τ_2增加I_2减少,这与回火温度增加位错密度和点阵静畸变减少以及空位集中形成空位团相关。     

低碳钢淬火组织与正电子寿命谱的关系

本文利用正电子对金属微观结构的敏感性,测定了在不同淬火条件下低碳钢的正电子寿命谱,分析了在A_(c3)以上不同温度加热淬火时,正电子寿命与淬火温度和组织的关系。实验在快慢符合正电子谱仪上进行,用~(60)Co测得的仪器时间分辨率约300ps,道宽44ps,源强约20μCi,谱搜集时间1×10~4秒,总计数3×10~5左右。用微机进行了数据处理,程序按最小二乘迭代法拟合实验谱,并在单高斯函数拟合分辨函数的基础上作了近似处理。配合定量金相法,分析了在两相区却热淬火时,铁素体与马氏体混合组织对正电子寿命的影响(图1—3)。按     

正电子寿命谱仪时间分辨率计算机程序介绍

在正电子寿命谱的测量中,常用~(60)Co源的瞬发符合分辨曲线以监测谱仪的时间分辨率。本文介绍一种用三个高斯曲线拟合分辨曲线计算仪器分辨率的计算机程序(根据需要可改为N高斯拟合曲线的计算机程序)。程序用BASIC语言编成,用小容量微处理机即可进行计算。     

正电子湮没寿命测量统计精度研究

正电子湮没寿命与正电子所在位置的电子密度密切相关,因此能反映材料内部原子尺度的微观结构信息,是研究材料缺陷的灵敏探针。正电子湮没寿命可利用时间符合谱仪进行测量,而寿命谱仪的时间分辨函数一般在200-300 ps之间,因此在实际测量中得到的正电子寿命的精确程度是人们广泛关注的问题。本文通过对几种典型样品进行长时间重复测量,并通过改变谱仪的工作状态,研究了各种因素如谱仪的分辨函数、寿命谱总计数、样品中寿命成分个数及各寿命之间的间隔对所分析出的正电子寿命值的影响。研究发现,在谱仪保持状态稳定的情况下,寿命谱的统计测量计数为100万左右时,对于单晶Si中的单个正电子寿命(218 ps),经过重复测量得到的标准偏差小于0.5 ps。对于存在三个寿命分量的高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate),PMMA)中,其平均寿命的标准偏差也小于1 ps,其中长寿命成分?3(1.83 ns)的标准偏差仅为0.016 ns。研究还表明,谱仪时间分辩函数的大小对正电子寿命测量值的影响很小。我们的结果证明正电子寿命测量具有较高的统计精度,能准确反映材料中微观结构细小的变化。     

中子三轴谱仪分辨函数的模拟计算

阐述了中子三轴谱仪的工作原理，利用MCSTAS程序模拟计算了分辨函数，分别计算了在弹性散射下能量分辨率、钒样品散射实验的转移能量的扫描和不同转移能量下的分辨函数形态。分析了实验中测量位置的选取与分辨椭圆状态的关系。结果表明，模拟计算能快速地计算出分辨函数形态。     

多指数曲线拟合分解正电子湮灭寿命谱的方法

多指数曲线拟合是最小二乘拟合分析正电子湮灭寿命谱的方法之一。它与最小二乘褶积拟合法不同,数学模型中不考虑谱仪分辨函数的影响。对分析寿命谱的一些实际问题,文献中很少有具体的介绍。 作者在处理非晶态合金和聚四氟乙烯等样品寿命谱的实践中,探寻了解决几个实际问题的方法。这些方法和据此编制的程序(ALSPA)经使用,证明是可行的。     

正电子湮没寿命谱指数函数拟合程序

本文提供一个从正电子湮没寿命谱中消除时间分辨函数的影响作指数函数拟合的方法。用剥皮法给出参数初值和拟合数据的起始点,使所用高斯-牛顿法中的迭代过程迅速而准确地达到收敛。编制的计算程序(PLSEF)经使用证明效果是好的。     

正电子寿命谱数据处理可靠性的验算

我们用S.J.Tao提出的最小二乘法拟合多指数曲线的计算方法来分解实验测得的正电子湮没寿命谱。由于测试仪器有一定的分辨率,因而实际测到的计数F_i(t)与真实的强度N_i(t)之间有差异。这种差异在寿命谱的起始部分表现得十分强烈(见图1)。 在我们的实验中,仪器分辨率为260ps,道宽为43.5ps,一般从t～330ps以后,按2或3组分拟合分解寿命谱。在不使用“去卷积”方法扣除分辨函数的影响时,舍去起始的7～8个实验点。     

正电子湮没寿命谱的一种特殊拟合方法

在多寿命成分的情况下,当不存在长寿命成分时,首先利用实测分辨函数对实测寿命谱加以去卷积处理求得本征寿命谱,然后对多指数成分的本征谱进行一种特殊的线性化处理,从而求得各指数成分的参数。     

核反应实验数据的在线粒子鉴别获取

采用分辨函数运算法及查表法编制了一套在线粒子鉴别获取程序。在查表法中提出并采用了光笔点制表法,适用于ΔE-E,E-t(飞行时间)等情况。阐述了程序的流程框图,编制方法,实验方法、步骤及结果。最后讨论了在线粒子鉴别获取程序的两个主要问题——粒子质量分辨及计数漏失问题。     

正电子湮灭寿命谱仪及其调整

我们初步建立了正电子寿命测量的实验条件。为了谱仪正常工作和取得较好的时间分辨率,我们对仪器的工作状态做了调整。这里,我们主要介绍自己在谱仪时间分辨调试方面的一些做法。     

正电子湮没辐射多普勒加宽的去卷积谱

在用Ge(Li)谱仪对正电子湮没多普勒加宽谱进行测定时,由于谱仪自身的分辨函数宽度与多普勒加宽谱线的木征宽度相比不能忽略,因此,为了得到加宽谱的本征分布,需要对实测谱进行去卷积处理。 若设仪器的能量分辨函数为R(x),待测的未知原函数为W(x),实测函数为F(x),则这三个函数之间应满足如下的积分方程:     

正电子寿命差分分布的实验测定与模拟计算

在通常的正电子寿命测量中,由于分辨函数不能完全确定和正电子在样品外的湮没所引进的虚假分量造成了较大的系统误差。因此,Aldi等提出了差分方法,即直接比较两个有微小变化的寿命谱,从而估计正电子平均寿命之差,但在实际测量中,存在着困难。本文在这个基础上,以测量非晶态材料(Fe_(67)Co_(18)Si_1B_(14))退火后正电子寿命的变化为例,较详细地描述了作者所用的差分方法测量过程,并讨论了差分方法的基础和确定发生了变化因素的困难,提出模拟计算的方法,得到如下结论:     

LiF:Ni~(2+)晶体的正电子寿命谱

本文研究了掺Ni~(2+)的LiF晶体的正电子湮没特性。寿命谱测量使用快-慢符合正电子寿命谱仪,其双高斯分辨函数的参数为:半高宽度W_1=242ps,W_2=399ps;相对强度I_1=61.4％,I_2=38.6％;中心相对位移29ps。晶体由上海光学仪器研究所提供,用火焰原子吸收光谱仪测定Ni的含量。每个寿命谱总计数不少于9×10~5。测试的环境温度T=23±0.5℃。采用Posi-tronfit程序以三寿命成份拟合实验数据。结果(见表)表明,第三个成份的寿命和强度基本上不随样品变化(τ_3=(1.0±0.3)ns,I_3=(2.0±0.5)％),可以归结为源的影响;而另两个成份随     

康普顿轮廓中的退卷积方法

在康普顿轮廓研究的数据处理中，我们先后用迭代法，快速富利叶变换法，逆矩阵法，富利分析广义最小二乘法等退积方法消除仪器分辨函数的影响。利用后者得到更满意的结果。     

"预聚束器-斩波器"结构对慢正电子束流束团化的影响模拟

慢正电子湮没寿命谱测量是一种灵敏度高且可以无损探测材料微观缺陷的重要分析方法,束流束团化系统是实现该技术的核心部件,主要用来产生满足寿命测量时间分辨的束团并提供正电子产生的时间信号。本文选用Parmela程序,基于"预聚束器-斩波器"束团化系统,模拟计算了不同束流参数对150 ps(半高宽)束团化结果的影响并与"斩波器-预聚束器"束团化系统的计算结果做了对比,结果表明:提高束流能量、降低束流能散以及缩小束斑尺寸有利于提高束团化效率。数据显示:当束流能量≥500 eV、能散≤5 eV、束斑≤12 mm,"预聚束-斩波器"束团化系统的正电子利用率≥20%、聚束效率≥85%;且在相同束流参数下,"预聚束器-斩波器"束团化系统的正电子利用率要优于"斩波器-预聚束器"。