Spektrometry anihilacji pozytonów

Spektrometr czasu życia pozytonów typu fast-fast ze scyntylatorami BaF2 i fotopowielaczami XP2020Q o czasowej zdolności rozdzielczej 260 ps.

Do pomiarów używane jest źródło 22Na o aktywności 30 μCi zamknięte w folii kaptonowej o grubości 7 μm. Pomiary na tym spektrometrze umożliwiają detekcję wakancji ich skupisk oraz dyslokacji w próbkach metalicznych. Dla próbek z materiałów polimerowych aparatura ta pozwala wyznaczyć promień objętości swobodnych a dla porowatych promień ich porów, także zamkniętych. Niezbędne oprogramowanie pozwalające na dekonwolucje otrzymanych widm czasowych jest także dostępne w pracowni.

Spektrometr poszerzenia dopplerowskiego z koaksjalnym detektorem Hp Ge o zdolności rozdzielczej FWHM 1.44 keV interpolowanej dla energii 511 keV.

Spektrometr ten w założeniu pozwala mierzyć udział elektronów z niskimi pędami w procesie anihilacji pozytonów. Zmiany w udziale tych elektronów z reguły skorelowane są ze zmianami strukturalnymi i obecnością defektów typu wakancja w badanych próbkach. Pomiar tzw. parametru S linii anihilacyjnej jest standardową procedurą na tym stanowisku. Niemniej stanowisko to zostało rozbudowane i dektor germanowy może pracować w koincydencji z detektorem scyntylacyjnym NaJ(Tl) co pozawala przeprowadzać pomiary z obniżonym tłem. Stosunek piku do tła wynosi 1000:1 dla źródła 22Na i 5000:1 dla źródła 68Ge. Takie pomiary mogą być wykorzystane do prac nad fizyką oddziaływania pozytonów z elektronami rdzenia atomowego a także do badania samego rdzenia atomowego.

Ława anihilacyjna.

Pozwala na pomiary zależności temperaturowych wysokości piku krzywej korelacji kątowych kwantów anihilacyjnych w zakresie temperatur 20 - 300°C. Pomiary na tej aparaturze pozwalają śledzić zmiany koncentracji defektów typu wakancji i ich skupisk zachodzące pod wpływem temperatury. Możliwe są tu pomiary zarówno procesów tworzenia wakancji jak i ich zaniku lub anihilacji w procesach takich jak zdrowienie lub rekrystalizacja materiałów. Aparatura ta wykorzystywana jest także do śledzenia procesów oddziaływania wakacji z atomami domieszek w metalach i stopach niskotopliwych.

Spektrometr do pomiaru profilu implantacji pozytonów.

W oparciu o detektor germanowy HpGe zestawiono układ pomiarowy pozwalający śledzić głębokościowy rozkład pozytonów emitowanych ze źródeł radioaktywnych. Zdolność rozdzielcza tej aparatury jest ok. 50 μm i pozwala ona z dokładnością kilku procent wyznaczyć współczynnik absorpcji liniowej pozytonów w różnych materiałach. Obecnie stosowane jest źródło 22Na o aktywności ok. 0.1 μCi i źródło 68Ge o aktywności ok. 0.2 μCi. Z powodzeniem użyto tę aparaturę do pomiaru rozkładu głębokościowego defektów typu wakancja generowanych podczas mechanicznej obróbki powierzchni. Wykorzystano tu śledzenie zmiany kształtu linii anihilacyjnej wraz z głębokością na której anihilują pozytony.

Zdjęcia

Lokalizacja urządzenia:

Pracownia Anihilacji Pozytonów - Zakład Badań Strukturalnych (NZ31)