正電子湮沒譜學(xué)作為研究材料微觀結(jié)構(gòu)的重要手段,具有靈敏度高、對(duì)被檢樣品無損傷等優(yōu)勢。隨著正電子科學(xué)的發(fā)展,正電子湮沒壽命譜儀、正電子湮沒輻射角關(guān)聯(lián)譜儀、多譜勒展寬譜儀等對(duì)不同的正電子湮沒參數(shù)進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,其中正電子湮沒壽命譜儀是實(shí)驗(yàn)中最基本的技術(shù)之一。常用的正電子湮沒壽命譜儀有使用核儀器模塊（Nuclear Instrument Module,NIM）的傳統(tǒng)譜儀和基于高速采樣的數(shù)字式譜儀兩種類型。不管是傳統(tǒng)譜儀還是數(shù)字式譜儀,都采用一路接收start信號(hào)另一路接收stop信號(hào)的方法,限制了符合計(jì)數(shù)率的提升。另外,這兩種類型的譜儀還存在成本高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。為了提高正電子壽命譜儀的符合計(jì)數(shù)率,本文設(shè)計(jì)了一種多通道符合的數(shù)字式正電子壽命譜儀。通過改進(jìn)譜儀的定時(shí)甄別電路和觸發(fā)電路,并對(duì)各種組合情況下start和stop通道測得的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn),以修正各通道之間的延時(shí)差,使四個(gè)通道之間的結(jié)構(gòu)盡可能對(duì)稱。電子學(xué)系統(tǒng)各通道均能接收start信號(hào)與stop信號(hào),理論上最大可以將符合計(jì)數(shù)率提高12倍。本文使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter,ADC）和... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２正電子從產(chǎn)生到在介質(zhì)中湮沒的過程??

?第１章緒論???Ｅ０?＝?ｍ０ｃ２?（１．３）??其中ｍ〇是電子／正電子的靜止質(zhì)量，ｃ是光速，可以求出堙沒后發(fā)出的每個(gè)光子??的能量為５１１?ｋｅＶ，等于電子／正電子的靜止能量［７］。正電子從產(chǎn)生到在介質(zhì)中湮??沒的過程如圖１．２所示（網(wǎng)絡(luò)圖片）。??２２Ｎａ??ｅ＋Ｑｕｅｌｌｅ?２７?ＭｅＶ?／Ｔｈｅｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ??〇?ｑＪｑ?０＾０?？??ｒ￣＾〇〇〇＾％）ｐ??Ｙ〇５ｌｉ?ＭｅＶ?ｏ?ｏ?ｏ?ｏｊ＂ｏ?ｏ?Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ??〇?〇?０＾?〇?〇??Ｏ?Ｏ?０＾０?＇０?０？ｙ〇５１１Ｍ？Ｖ??Ｔｒａｐｐｉｎｇ?ａｎｄ?Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ??圖１．２正電子從產(chǎn)生到在介質(zhì)中湮沒的過程??如果正負(fù)電子對(duì)在堙沒時(shí)存在初始動(dòng)量，那么湮沒后兩個(gè)Ｙ光子的發(fā)射角度??會(huì)偏離１８０°，并且每個(gè)光子的能量也可能不是５１１?ｋｅＶ，通過測量夾角和能量??展寬，可以測得粒子對(duì)的初始動(dòng)量。這兩種測量方法分別是角關(guān)聯(lián)測量和多普勒??譜展寬測量。??１．１．３正電子湮沒參數(shù)??正電子湮沒的主要參數(shù)有正電子湮沒壽命、正電子湮沒幅射角關(guān)聯(lián)以及正電??子湮沒多普勒展寬，如圖１．３所示（網(wǎng)絡(luò)圖片）：??Ｂｉｒｔｈ?－＾－ｒａｙ??１．２７?ＭｅＶ／?ＬＪ??ｆ?Ａｔ?Ｉ＾Ｊ??ｊ?ＰＳ５ｉｔｒ９ｎ?ｌｉｆｅｉｉｍｙ?Ａｎｇｕｌａｒ?ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ??／?ｒｆｉ??ｐｏｓｉｔｒｏｎ?ｓｏｕｒｃｅ?＾?Ｖ??？?？??２２－Ｎａ?／?Ｊ??／／?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?（１００?ｎｍ）??１００?ｐｒｏ??Ｔｈｅｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ?／??（１?Ｐｓ）?／?Ｄｏｐｐｌｅｒ?

?第１章緒論???ｉｏａ?；．?Ｖ．．．．．．．．．．．？??????????ｉ〇４ｊ；?／?＼?Ｈ＝１８０?ｐｓ??Ｉ?ｆ?：?＼＼？＝４〇〇ｐｓ??１。２?丨?＊?，??１０°?——－??．．．．．．－?????－?－?二??一－—－．．．．．．??０１２３４５６７８??Ｔｉｍｅ?（ｎｓ）??圖１．４典型的正電子壽命譜圖??２．正電子湮沒幅射角關(guān)聯(lián)??正電子在發(fā)生煙沒前，動(dòng)量幾乎為零。正負(fù)電子存在的初始動(dòng)量主要由材料??中的電子貢獻(xiàn)，實(shí)際上固體中的電子的動(dòng)量往往有幾個(gè)ｅＶＰ］。根據(jù)動(dòng)量守恒定??律，初始動(dòng)量不為零的正負(fù)電子對(duì)發(fā)生湮沒時(shí)，兩個(gè)Ｙ射線射出的方向偏離直線??一個(gè)角度０。通過測量角關(guān)聯(lián)０可以得出與湮沒的電子的動(dòng)量ＰＴ，如式１．８所示。??ＰＴ?＝?ｍ０ｃＯ?（１．９）??通過測量ｅ角可以獲得雙光子湮沒的角關(guān)聯(lián)譜。對(duì)角關(guān)聯(lián)譜進(jìn)行分析，我們??能得到固體中電子的動(dòng)量分布。角關(guān)聯(lián)譜在研宄固體材料電子的能態(tài)結(jié)構(gòu)和能級(jí)??中有著重要的作用。??３．正電子湮沒多普勒展寬??由于多普勒效應(yīng)，湮沒對(duì)具有初始動(dòng)量時(shí)，湮沒產(chǎn)生的Ｙ射線的能量會(huì)發(fā)生??多普勒移動(dòng)。假定正負(fù)電子對(duì)湮沒時(shí)的動(dòng)量在ｘ方向的分量為Ｐｘ，則可以求出其??在ｘ方向的速度分量＼＝弋／２％。根據(jù)多譜勒頻移公式，如果己知一運(yùn)動(dòng)光源在??ｘ方向的頻率Ｖ，則可求出其頻移＾為：??．?ＶＸＶ，??Ａｖ?＝——－?（１．１０）??Ｃ??使用普朗克能量公式求出湮沒產(chǎn)生的ｙ射線的能量Ｅｙ＝ｈｖ，可以推導(dǎo)出多普勒展??寬ＡＥ為：??ＡＥ?＝?ｈＡｖ?＝?＝?Ｅｙ?ｘ－＾－?＝?


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