SU1755143A1 - Способ исследовани дефектности твердых тел - Google Patents

Abstract

Использование: исследование дефектов твердых тел с помощью позитронов. Сущность изобретени : при регистрации совпадений  дерных и аннигил ционных гамма-квантов выбирают мертвое врем  в диапазоне (0,05 - 1,0)1мэкс, где 1макс- врем , соответствующее максимуму зависимости отношени  веро тностей регистрации случайного и полезного совпадений от времени после регистрации предыдущего совпадени . 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к исследованию и контролю твердых тел с помощью ионизирующих излучений, точнее к методу спектроскопии времени жизни позитронов,

Известен способ контрол  дефектной структуры твердых тел путем измерени  времени жизни позитронов. Согласно способу образцы облучают позитронами, испускаемыми радиоизотопным источником. Гамма-излучение регистрируетс  с помощью двух сцинтилл ционных детекторов. Схемы амплитудно-временной селекции обеспечивают выделение совпадающих в заданном временном интервале  дерного и аннигил ционного гамма-квантов. В случае, если зарегистрированные кванты относ тс  к одному акту распада изотопа, то такое совпадение несет информацию о времени жизни позитронов т . Если зарегистрированные кванты относ тс  к актам распада разных  дер, то такое совпадение  вл етс  случайным. Измерение временного интервала между указанными гамма-квантами осуществл етс  путем преобразовани  временного интервала в амплитуду импульса с помощью врем -амплитудного конвертора (ВАК) и регистрации распределени  амплитуд импульсов с помощью многоканального анализатора импульсов МАА. Полученное распределение обрабатываетс  на ЭВМ и определ етс  врем  жизни позитронов, характеризующее дефектность образца.

Согласно известному способу дл  измерени  обычно используютс  источники позитронов активностью 0,5 - 1,0 МБк 2. Регистрируемые при этом спектры характеризуютс  отношением пик/фон случайных совпадений (ф. с, с.) 103 - QA. Скорость набора информации с источником такой активности обычно составл ет 30 - 60 , а врем  набора одного спектра со статистикой 10б составл ет несколько часов. Это делает эксперимент длительным и исключа1сл

t

а

ел Ј

CJ

ет использование метода дл  исследовани  кинетики изменени  дефектной структуры.

Увеличение активности источника приводит к увеличению скорости набора информации , однако при этом значительно возрастает величина ф. с. с., что снижает точность измерений, Поэтому практически источники позитронов активностью более 1 МБк не используютс .

Цель изобретени  - увеличение точности измерений за счет снижени  ф.с.с,, либо повышение быстродействи  при заданной точности измерений. л

Поставленна  цель достигаетс  путем оптимизации мертвого времени при преобразовании врем -амплитуда, Така  оптимизаци  возможна благодар  тому, что значени  плотности функции веро тности истинных и случайных совпадений по-разному завис т от времени, прошедшего после регистрации предыдущего совпадени , т. е. мертвого Еремени регистрации совпадений . Расчеты показывают, что при данной активности наибольшее отношение пик/ф.с.с имеет место, когда мертвое врем  преобразовани  врем -амплитуда to составл ет 2/пс, где пс - скорость совпадений при малом мертвом времени, При этом следует учитывать, что увеличение мертвого времени от величины to 10 мкс, характерной дл  собственно регистрирующей аппаратуры , до величины 10 см, определ емой приведенным выше соотношением, приводит к значительному уменьшению числа регистрируемых совпадений в единицу времени, т. е. к снижению экспрессности измерений. Поэтому конкретна  величина мертвого времени выбираетс  из компромиссных соображений между величиной ф.с.с. и, соответственно, точностью измерени  с одной стороны, и экспрессностью измерени  с другой.

Оптимизаци  мертвого времени согласно предлагаемому способу позвол ет использовать источники позитронов повышенной активности и проводить измерени  за врем  5 мин. Это позвол ет рас- ширить область применени  метода измерени  времени жизни позитронов дл  исследовани  кинетики протекани  р да процессов.

П р и м е р . В качестве примера измер лось врем  жизни позитронов в образцах деформированного жепзза ( пс). Измерени  проводились на спектрометре с разрешением FWHM 320 пс источниками активностью 0,4 МБк и 5 МБк. Мертвое врем  при регистрации совпадений составл ло to 10 мкс (физическое мертвое врем ,

прототип), а также 50, 100 и 200 мкс. Все спектры имели статистику N 2 105.

Измер лось отношение пик/фон случайных совпадений, а также полна  скорость совпадений (сигнал + ф.с.с), котора  мало отличаетс  от скорости набора информации пс. После обработки спектров на ЭВМ определ лось врем  жизни позитронов в упом нутом образце (оно одинаково

дл  всех спектров т- 165 пс), а также ошибка его определени  of.

Полученные данные приведены втаблице. Видно, что увеличение мертвого времени приводит к улучшению отношени 

пик/ф.с.с. и некоторому уменьшению скорости совпадений. Важно, однако, отметить , что проведение измерений с источником высокой активности 6 5 МБк без оптимизации мертвого времени (to 10

мкс, прототип) практически лишено смысла. Оптимизаци  согласно предлагаемому способу позвол ет проводить такие измерени  со скоростью набора информации, на пор док превышающей характерную дл 

прототипа, и с точностью, достаточной дл  решени  р да задач. В частности, таким образом по вл етс  возможность изучать кинетику протекани  некоторых процессов, что  вл етс  новым применением метода

времени жизни позитронов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ исследовани  дефектности твердых тел, заключающийс  в облучении образца позитронами, регистрации и выделении совпадающих в заданном временном интервале  дерных и аннигил ционных гамма-квантов, преобразовании временного интервала между указанными гамма- квантами в импульсы, амплитуда которых

   пропорциональна длительности этого интервала , регистрации импульсов с помощью многоканального амплитудного анализатора и определении по полученному спектру задержанных совпадений времени жизни

   позитронов как меры дефектности образца, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности измерений за счет снижени  фона случайных совпадений и/или повышени  быстродействи  при заданной

   точности за счет использовани  источников с повышенной активностью, регистрацию совпадений  дерных и аннигил ционных гамма-квантов осуществл ют с мертвым временем to в диапазоне между 0,05 tMaKc и

   1макс, где tMaxc - врем , соответствующее максимуму зависимости отношени  веро тностей регистрации случайного и полезного совпадений от времени после регистрации предыдущего совпадени ,