专利简讯

用于正电子湮没寿命谱仪的探测器【公开日】2006.02.22【分类号】G01N23/22I【公开号】CN1737550【申请号】CN200510099897.9【申请日】2005.09.09【申请人】中国科学院高能物理研究所【文摘】一种用于正电子湮没寿命谱仪的探测器,该正电子湮没寿命谱仪包括起始道探测器和停止道探测器,与常规的正电子寿命谱仪起始道与停止道采用相同的探测器不同,本探测器采用了与起始道探测器不同的停止道探测器,在停止道探测器的闪烁体中央,有一圆形井,放置测量样品与22Na正电子放射源。本仪器为湮没光子能量全吸收型正电子湮没寿命谱仪,可以获得优于…     

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。     

用于正电子湮没寿命谱仪的探测器

一种用于正电子湮没寿命谱仪的探测器，该正电子湮没寿命谱仪包括起始道探测器和停止道探测器，与常规的正电子寿命谱仪起始道与停止道采用相同的探测器不同，本探测器采用了与起始道探测器不同的停止道探测器，在停止道探测器的闪烁体中央，有一圆形井，放置测量样品与22^Na正电子放射源。     

基于起始信号触发判选的正电子湮没寿命测量方法

正电子湮没寿命测量作为一种典型的核物理时间测量方法,其最为关键的两个性能参数是时间分辨率和符合计数率。决定时间分辨率的主要因素是探测器中闪烁晶体及光电转换器件的时间响应,而符合计数率不仅取决于探测器的探测效率,还取决于电子学系统对时间信号的判选方法。本文提出并设计了一种能够有效提高正电子湮没寿命符合测量计数率的方法。该方法通过对两探测器信号中的起始信号成分进行逻辑"或"运算产生外触发信号,利用高速数字化采集设备在此触发信号的触发下实现对有效事例的高效判选。其中任意一个探测器既可作为起始探测器也可作为终止探测器,有效提高了谱仪对探测器信号的利用率。实验表明:该方法在不影响时间分辨率和正电子湮没寿命谱与其峰谷比前提下,可获得更高效的符合计数率。     

正电子湮没寿命测量中干扰信号对谱仪和测量结果的影响

正电子湮没信号的精准采集与关联符合技术是寿命谱灵敏表征材料微观缺陷的基础。测量环境中放射性射线对正电子湮没信号采集的影响,制约着寿命谱方法在复杂辐射背景中应用,特别是在核结构材料中子辐照损伤研究中,中子活化诱发的放射性核素形成的γ射线本底,将影响正电子寿命谱仪的测量结果。为探究γ本底对正电子湮没寿命测量的影响规律,本文基于⁶⁰Co、¹³⁷Cs源设计了辐射背景仿真实验,结果显示：⁶⁰Co源产生的双高能γ射线是影响寿命谱形状及湮没寿命的主要因素;通过对比高、低两种典型活度比(⁶⁰Co/²²Na为3.3和1.9)下的测量结果,并经活化反应堆压力容器钢样品放射性本底真实情况检验,结果发现：在低活度比下,辐射本底导致的偶然符合概率增大,寿命谱峰谷比显著变差;在高活度比下,除偶然符合外,信号错误符合概率急剧增加,谱形明显畸变且寿命值迅速减小。基于本文辐射背景放射源模拟方法及干扰γ的影响规律,可进一步探索正电子湮没寿命测量中γ本底排除的新技术和新方法。     

硅橡胶中的正电子湮没寿命谱分析

硅橡胶是一种特种橡胶材料,用途十分广泛。我们用正电子湮没寿命谱方法对硅橡胶材料进行了测量分析。经过分析,第一寿命τ_1看作为自由正电子湮没和p-Ps自湮没的结果;第二寿命τ_2为正电子处在生胶大分子缠绕、交叠处和高温硫化胶交联处湮没的结果,第三寿命τ_2应为样品中形成的o-Ps的Pick-off湮没的结果。正电子在硅橡胶中的寿命参数与硅橡胶的分子量、交联密度、大分子链的缠绕交叠等情况紧密相关。     

正电子湮没寿命谱的多指数函数拟合方法

在本文中推导了多指数函数模型在正电子湮没寿命谱拟合中的可用性。并编制了可在小型计算机(PDP-11/04)上使用的通用计算机程序(EXPFIT)以备正电子湮没寿命测量的在线分析。在使用中已初步证明此程序是有效和方便的。为处理复杂的正电子寿命谱,本程序可提供三种非线性最小二乘拟合方法。同时,文中还涉及了拟合过程的误差,如何选取参数初值和拟合起点等问题的讨论。     

GDB-49型光电倍增管在正电子寿命测量中的应用

正电子湮没是近十几年发展起来的一种新实验技术。它通过探测正电子与电子的湮没辐射来研究物质的微观结构。由于正电子在凝聚态物质中的寿命仅在100—500ps之间,因此对正电子时间谱仪的时间分辨率要求较高。目前国际上能得到的商品仪器的时间分辨率(FWHM)约300ps。在时间谱仪中,当恒比定时甄别器确定以后,探头往往是影响时间分辨率的关键部件。目前进口的时间谱仪中有相当一部分是CANBERRA公司生产的产品,该谱仪探头效率低且时间分辨率大多在350ps左右。因此,探讨用国产元件组装探头,将为改造引进设备和自制时间谱仪提供经验。     

金属与合金的高温正电子湮没特性测量

回顾了正电子湮没热平衡测量的主要研究工作，讨论了β＾＋－γ正电子寿命谱测量装置的原理和应用，并介绍了β＾＋－γ寿命谱仪的发展过程及今后的发展趋势。     

正电子湮没寿命谱和多普勒展宽谱的自动获取和处理技术

本文介绍的正电子湮没寿命谱和正电子湮没多普勒展宽谱的数据自动获取和处理技术使Can-berra S-40或S-35型多道分析器与IBM-PC/XT微型计算机之间实现了相互通讯及全套的解谱数据处理和原始数据存盘、计算结果存盘及列表绘图等自动获取和处理数据的工作。使IBM-PC/XT微型计算机用于正电子湮没寿命谱仪或多普勒展宽谱仪的在线处理工作得以实现。     

用GDB-49型光电倍增管组装正电子寿命谱仪探头

正电子寿命谱仪是正电子湮没实验的基本装置,探头是影响谱仪时间分辨率的关键部牛之一。目前国内正在工作的二十余台寿命谱仪中,进口设备占绝大多数。故探讨用国产光电倍增管及塑料闪烁体组装性能良好的探头具有现实意义,也为自建寿命谱仪提供合用的方案。     

贮氢合金正电子湮没和扰动角关联研究

本工作用正电子湮没和扰动角关联方法研究Pd0.75Ag0.25和LaNi4.25Al0.75两种贮氢合金。在77～295K温区和0～0.35氢浓度范围用正电子湮没寿命测量方法研究了Pd0.75Ag0.25Hx样品。实验测量的正电子湮没寿命谱用两个寿命成份表征。短寿命成份τ1是自由正电子湮没寿命,不随温度和氢     

用正电子湮没方法测定铌酸钾晶体的色心浓度

铌酸钾(简称KN)晶体是一种优良的非线性光学材料。它不仅在激光技术应用上有广阔的前景,而且对晶体缺陷、结构相变等基础理论研究亦可提供丰富的信息。 制得的KN晶体常会呈现不同的颜色,认为这种颜色是色心引起的,建议用退火方法消除之。现在缺少一种简便的测量KN晶体色心浓度的方法。我们用正电子湮没方法测量了:①无色、淡蓝、蓝色(化学成份相同)三种KN晶体的寿命谱;②同一块KN晶体退火(1000℃,10小时)前、后的正电子湮没谱。③同一块KN晶体辐照前、后的正电子湮没谱(辐照处理条件是,X光管电流200mA,功率12kW,辐照时间80min),测量结果如下。     

LaCl3:Ce3+闪烁体正电子湮没寿命谱仪

对国内最新研制出的LaCl3：Ce^3＋闪烁晶体时间特性进行了测试,用该种晶体尝试组建了正电子湮没寿命谱仪,时间分辨率达到了350ps。由于LaCl3：Ce^3＋探头在具有快速时间响应特性的同时还具有较高的能量分辨率,用该探头组建正电子湮没寿命谱仪将具有许多潜在的优势。     

纯铝中氢致缺陷的正电子湮没和透射电镜研究

用正电子湮没技术和透射电镜研究了退火和变形纯铝中的氢致缺陷。光学显微镜和透射电镜观察结果表明充氢可以在退火铝中引入气泡、位错等．纯度较低的样品比较容易形成氢致缺陷．说明铝中杂质是氢致缺陷的成核中心。正电子湮没结果表明．随着充氮量的增加．退火铝的平均正电子寿命无显著变化．变形铝的平均正电子湮没寿命有所缩短：这一结果从实验上证实了充入铝中的氢以质子形式填充于缺陷中。屏蔽了缺陷对正电子的吸引或使缺陷内的正电子寿命下降．从而降低了正电子寿命方法对缺陷的敏感性．     

甲氧基苄叉丁基苯胺液晶相变正电子湮没研究——分子自旋模型解释相变初探

本文通过对甲氧基苄叉丁基苯胺液晶相变的研究来解释这种液晶相变机理—分子自旋模 型。液晶相变测量采用正电子湮没寿命谱仪,从本实验看这种方法比示差量热法优越,其敏感参量τ_2,I_2能很好地反映液晶分子的状态。     

中子辐照硅的正电子湮没研究

采用正电子湮没方法研究了１．４５×１０＾２０ｎ／ｃｍ＾２和３．１０×１０＾１７ｎ／ｃｍ＾２快中子辐照高纯单晶硅的辐射损伤及其退火效应。在３４３－１０７３Ｋ温度范围内测量了正电子湮没寿命随退火温度的变化。实验观察到氧－空位对和在高中子剂量辐照的Ｓｉ中发现的双空位复合成四空位。正电子湮没短寿命成分τ１是晶格正电子寿命和氧－空位对捕获的正电子寿命的加权平均值，而长寿命成分τ２是双空位或四空位捕获的正电子     

纳米材料与C60的正电子湮没研究

综述了纳米材料与Ｃ６０的主要结构特征，良好的物理性能以及使用正电子湮没方法的一些研究工作，如研究纳米材料的界面结构，热稳定性和压力效应，测量Ｃ６０的正电子寿命，指出了用正电子湮没研究这两类材料的意义及目前存在的一些问题。     

β+-γ符合正电子湮没寿命谱仪的研制

以正电子直接触发闪烁体作为起始时间信号,设计并建立了三探头符合β＾＋－γ正电子寿命谱仪。谱仪时间分辨率ＦＷＨＭ＝２５５ｐｓ,并已应用到实际测量工作中。     

磁场对水作用机理的正电子湮没研究

用正电子湮没寿命谱仪对经过磁场处理的水样品进行了对照测量。分析结果表明，磁场能使水的氧原子的部分Ｋ壳电子向核靠近。水的稳定的３－分子集团结构可以维持水对磁化效应的记忆。