基于多路模数转换卡的可重构正电子寿命谱仪

发布时间：2021-06-05 05:38

　　正电子是电子的反粒子,正负电子湮没谱学是研究材料纳米尺度微观缺陷的重要工具。常见的实验方法包括正电子湮没寿命谱、正电子湮没符合多普勒展宽谱、正电子湮没光子角关联谱、正电子湮没寿命-动量关联谱、慢正电子束流技术等,其中正电子湮没寿命谱是最基本、最常用的技术之一。根据数据采集方式的区别,一般有传统（常规）寿命谱仪和数字化寿命谱仪两种类型。本论文基于常规寿命谱仪的核电子学插件,以及通用多路模数转换采集卡（相当于可编程多路多道分析器）,搭建了一台可重构正电子寿命谱仪,通过设计各种在线数据处理算法,实现了寿命谱仪在功能与性能上的提升。本论文的工作还包括编写寿命谱模拟程序、构建相应的数学模型,以蒙卡模拟研究寿命谱畸变对解谱结果的影响,并通过极限参数模拟得到了一些对实验有重要借鉴意义且无法从实验中直接获得的结论。本论文借助寿命-能量同步测量技术,实现了探测器能窗的软件精确设置,研究了能窗设置对寿命谱解谱结果的影响,从而找到兼顾测试精度与效率的合理能窗设置方案,同时讨论了解谱时的一些注意事项。本工作从原理上对寿命谱畸变进行分析,构建出相应的能量沉积与定时模型,并以模拟寿命谱、Geant4能量沉积模拟进... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１安德森观察到的薄铅板对正电子径迹的影响??

正电子湮没谱学（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ?Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ?Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＰＡＳ）就是基于以上思??路，从２０世纪中叶发展起来的学科。它相当于为材料研宄提供了一种纳米尺度??的“显微镜”，与其它材料表征手段各有所长、相得益彰。图１．２展示了正电子湮??３??

ｄｃ￣ｃｘａｔｏｔｉｏｎ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｇｒｏｕｎｄ?ｓｔｏｌｅ??图１．３?２２Ｎａ衰变纲图??常规正电子寿命谱仪的基本结构如图１．４所示，样品包裹放射源置于中央，??两个探测器为光电倍增管（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｔｕｂｅ，ＰＭＴ）稱合闪烁体，以高压直流??电源（ＨＶ）供电，用于探测ｙ光子并提供时间、能量信息％?ＰＭＴ的阳极输出??脉冲前沿宽度为纳秒量级，而正电子在材料中的寿命一般只有几百皮秒，因此需??要以丨旦比定时顿别器（ｃｏｎｓｔａｎｔｆｒａｃｔｉｏｎｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ，ＣＴＯ）消除时间游动，保证??时间测量精度。ＣＦＤ模块同时提供阈值甄别功能，为两个探测器分别设置能窗。??吋幅转换器（ｔｉｍｅ－ｔｏ－ａｍｐｌｉｔｕｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＴＡＣ）将终止、起始信号的吋间差转变??为幅度脉冲


本文编号：3211547