一种新型正电子湮没谱仪及其测量方法

摘要

本发明实施例公开了一种新型正电子湮没谱仪及其测量方法。所述正电子湮没谱仪包括放射源、准直器、探测器模块和图像获取处理单元，其中所述放射源产生正电子；所述准直器设置在所述探测器模块的前端；所述探测器模块具体包括闪烁体、光学组件和条纹管单元；所述图像获取处理单元读取所述条纹管单元所记录的空间信息，根据该空间信息获取入射到所述探测器模块的γ射线的位置和幅度信息，分别获取起始信号和两个终止信号γ射线的位置和幅度信息，进而获得所述放射源所产生正电子的湮没寿命信息和γ射线的能量信息。利用该正电子湮没谱仪就能够同时实现高动量分辨和高时间分辨正电子湮没信息的符合测量，且在动量分辨、时间分辨以及测试速度等方面都有显著提高。

主权项

一种正电子湮没谱仪的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：利用正电子湮没谱仪中固定位置的第一探测器模块记录1.28MeVγ射线的空间信息，并利用固定位置的第二探测器模块记录一个0.511MeVγ射线的空间信息，且所述第一探测器模块和第二探测器模块垂直放置；所述正电子湮没谱仪中还包括角度可调的第三探测器模块，该第三探测器模块设置在与所述第二探测器模块相对的方向，并与所述第二探测器模块有一定的夹角θ；将所述第三探测器模块由转臂带动绕样品旋转，在不同的角度θ停留，并记录另一个0.511MeVγ射线的衰减信息，与所述第二探测器模块的测量符合后再与所述第一探测器模块的测量符合；在同时满足符合条件的情况下，所述正电子湮没谱仪记录所述第二探测器模块和所述第三探测器模块之间的角度信息，以及二者与所述第一探测器模块之间的时间差，并由此得到放射源产生的正电子在样品中的湮没寿命和缺陷周围的湮没动量信息；其中，所述测量方法所用到的正电子湮没谱仪包括放射源、准直器、探测器模块和图像获取处理单元，其中：所述放射源产生正电子时释放出一个能量为1.28MeV的瞬发γ射线作为寿命谱的起始信号，所产生的正电子入射到样品中慢化、扩散并最终湮没产生能量为0.511MeV±δ的两个γ射线作为寿命谱的终止信号；所述准直器设置在所述探测器模块的前端，两种能量的γ射线通过所述准直器长而窄的狭缝到达探测器模块；所述探测器模块具体包括闪烁体、光学组件和条纹管单元，其中：所述闪烁体将入射的γ射线转换成闪烁光，该闪烁光是以4π角发射的，且一部分闪烁光经所述光学组件调制后进入所述条纹管单元；所述条纹管单元接收所述闪烁光，并将所述闪烁光的时间信息转化记录为空间信息；所述图像获取处理单元读取所述条纹管单元所记录的空间信息，根据该空间信息获取入射到所述探测器模块的γ射线的位置和幅度信息，分别获取起始信号和两个终止信号γ射线的位置和幅度信息，进而获得所述放射源所产生正电子的湮没寿命信息和γ射线的能量信息。