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《實(shí)驗(yàn)報(bào)告—正電子在物質(zhì)中的湮壽命測(cè)量》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、正電子在物質(zhì)中的湮沒壽命測(cè)量吳香奕I,譚力斌I,周健欣I（1四川大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川成都610065）摘要：電子在物質(zhì)中的E行時(shí)間和距離與物質(zhì)材料內(nèi)部的電子密度，空間結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。正電子和電子與材料的相互作用的機(jī)理相同，但正電子在損失完能最后會(huì)與材料內(nèi)的電子發(fā)生湮沒,產(chǎn)生特殊能量光子使得其在材料中的飛行時(shí)間更易測(cè)量。所以為了探測(cè)材料內(nèi)部的電子密度和空間結(jié)構(gòu)，通過研究正電了在其物質(zhì)屮的湮沒壽命，可以給出相應(yīng)的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)采用即a放射源來提供正電子，用閃爍體探測(cè)器探測(cè)到22Na放射源放出正電子的極短時(shí)間內(nèi)放出的1.28MeV的光子為
2、壽命起點(diǎn)，正電子湮沒產(chǎn)牛的0.511MeV的光子為壽命終點(diǎn)，利用快符合電路系統(tǒng)測(cè)量湮沒壽命，以此推測(cè)材料的電子密度和空間結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：正電子;湮沒;壽命中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ATheMeasurementofPositronAnnihilationLifetimeinspecificmaterialWuXiangyi,TanWanbin,ZhouJianxin（SchoolofPhysics,SichuanUniversity,Chengdu,610065）Abstract:Positronlifetimeanalysisprovid
3、eaneffectiveandsensitivewayforstudyofsolids'constructionsanddistributionsofelectrons.Thisexperimentuse22Natoprovidepositronandusescintillationdetectorstodetectphotoswithspecificenergies?Whenthedetectorfindthephotoin1.28MeV,weseethismomentasthestartofthepositronlifetime?W
4、henthedetectorfindthephotoin0.51IMeV,wetakethismomentastheendofthepositronlifetime?Thoughthemeasurementsystemandthemultichannelpulseanalysis,theexperimentgivesthepositronlifetimespectrum,toanalyzethesample'sconstructionsanddistributionsofelectrons.KeyWords:Positron;Annih
5、ilation;Lifetime正電子澡沒技術(shù)主要用于正電子無損檢測(cè)技術(shù)，它的發(fā)展是建立在物理學(xué)和材料學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上的，它能給出材料中缺陷的位置、種類和數(shù)量等信息，比常用的宏觀或細(xì)觀損傷判據(jù)更靈敏，可方便、快速及高靈敏探測(cè)兩維缺陷分布，是研究材料缺陷和結(jié)構(gòu)的重要手段，因而對(duì)設(shè)備的維護(hù)和安全具冇重要的意義。在工程中的應(yīng)用也越來越廣泛。它對(duì)樣品的種類幾乎沒有什么限制,可以是金屬、半導(dǎo)體，或是絕緣體、化合物、高分子材料；可以是單晶、多晶、納米晶、非晶態(tài)或液品。只要是與材料的電子密度、電了動(dòng)量密度冇關(guān)的問題，原則匕都町以川正電子湮沒的方法進(jìn)行
6、研究。它所研究的樣站一般不需要特殊制備，其制樣方法簡(jiǎn)便易行。正電子溼沒技術(shù)對(duì)材料小原子尺度的缺陷和各種相變非常靈敏。如今正電子湮沒技術(shù)作為一種新型的應(yīng)用核分析技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、天文等領(lǐng)域。1正電子和正電子與物質(zhì)的相互作用1.1正電子正電子是輕子，只參與電磁相互作用。許多屬性和電子對(duì)稱。正電子與電子質(zhì)量相等，帶單位止電荷，占旋為l/2h,磁矩與電子磁矩人小相等，方向相反。產(chǎn)生方式：（1）能最大于1.02MeV的光子與物質(zhì)發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)。（2）放射性元素的B'衰變（3）核反應(yīng)1.2正電子與物質(zhì)的相互作用由放
7、射性元素的衰變特性可知，正電子來自放射性元素的衰變，即：0十（bcay在正電子淹沒實(shí)驗(yàn)中的正電子一般采用22Na放射性同位索的3+衰變得到。（1）自山湮沒：指正電子慢化后以自山態(tài)與電了發(fā)生湮沒，放出兩個(gè)方向相反的0.511MeV的射線，有1/372的幾率放出3個(gè)光子，極小的兒率放出1個(gè)或4個(gè)光子。根據(jù)狄拉克推導(dǎo)的雙光子湮沒截面的非相對(duì)論極限，得出正電子的湮沒壽命由正電了所在處的電了密度決定，這就是利用正電子湮沒研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的主耍依據(jù)。湮沒放出的兩個(gè)光子之間的夾角取決于與正電子發(fā)住澡沒的電子的動(dòng)量。根據(jù)溼沒光子的角分布可以研究電子的動(dòng)
8、量分布和測(cè)定金屬的費(fèi)米能。（2）生成電子偶素后湮沒：在某些介質(zhì)中，正電子和電了會(huì)形成類似氫原了結(jié)構(gòu)的束縛態(tài)，稱為電子偶素（縮寫為Ps）。Ps分為p-Ps和o-Ps兩種，仲態(tài)電了偶素p-Ps壽命為0.125n
