Способ регистрации мессбауэровского спектра

 

Изобретение относится к ядерно-физическим исследованиям на основе эффекта Мессбауэра и может быть использовано для изучения физико-химических свойств вещества. Целью изобретения является уменьшение искажений при регистрации мессбауэровского спектра и обеспечение его регистрации при произвольном законе модуляции энергии гамма-излучения. При регистрации спектра, заключающегося в задании доплеровского смещения энергии гамма-излучния при взаимном перемещении источника излучения и поглотителя, детектировании излучения, связанного с резонансным взаимодействием излучения источника с ядрами поглотителя, амплитудной селекции электрических импульсов, соответствующих энергии резонансного взаимодействия, и записи логической информации о количестве выделенных электрических импульсов в запоминающем устройстве с распределением ее по ячейкам памяти в зависимости от скорости взаимного перемещения источника излучения и поглотителя, измеряют мгновенное значение скорости относительного перемещения источника излучения и поглотителя в момент выделения электрического импульса. Затем преобразуют значение скорости в код, которому ставят в соответствие номер ячейки памяти для записи логической единицы, соответствующей факту выделения электрического импульса, и номер ячейки памяти для записи информации о времени между фактами выделения электрических импульсов при данном коде. При этом общее время накопления логической информации о фактах выделения электрических импульсов для каждой ячейки памяти фиксируют за все время регистрации мессбауэровского спектра. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 N 24 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ.П НТ СССР (21) 434851 2/31 -25 (22) 24.12.87 (46) 15.03.90. Бюл. Р 10 (71) Институт аналитического приборостроения Научно-технического объединения АН СССР (72) В.В.Куприянов (53) 539 ° 143.43(088.8) (56) Томов Т. и др. Мессбауэровский спектрометр. ПТЭ, 1967, Р 5, с. 138-142.

Иркаев С.M. и др. Ядерный гамма резонанс. M.: МГУ, 1970, с. 98-153. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ МЕССБАУЭРОВСКОГО СПЕКТРА (57) Изобретение относится к ядернофизическим исследованиям на основе эффекта Мессбауэра и может быть использовано для изучения физико-химических свойств вещества. Целью изобретения является уменьшение искажений при регистрации мессбауэровского спектра и обеспечение его регистрации при произвольном законе модуляции энергии гамма-излучения. При регистрации спектра, заключающегося в задании доплеровского смещения энергии гамма-излучения при взаимном перемещении источника излучения и. поглотителя, детектировании излучения, Изобретение относится к ядернофизическим исследованиям на основе эффекта Мессбауэра и может быть использовано для изучения физико-химических свойств вещества.

Цель изобретения — уменьшение искажений при регистрации мессбауэровс„„SU„„1550390 А1

2 связанного с резонансным взаимодействием излучения источника с ядрами поглотителя, амплитудной селекции электрических импульсов, соответствующих энергии резонансного взаимодействия, и записи логической информации о количестве выделенньйэлектрических импульсов в запоминающем устройстве с распределением ее по ячейкам памяти в зависимости от скорости взаимного перемещения источника излучения и поглотителя, измеряют мгновенное значение скорости относительного перемещения источника излучения и поглотители в момент выделения электрического импульса. Затем преобразуют значение скорости в код, которому ставят в соответствие номер ячейки памяти для записи логической единицы, соответствующей факту выделения электрического импульса, и номер ячейки памяти для записи информации о времени между фАктами выделения электрических импульсов при данном коде. При этом общее время накопления логической информации о фактах выделения электрических импульсов для каждой ячейки памяти фиксируют за все время регистрации мессбауэровского спектра. 6 ил. кого спектра и обеспечение его регистрации при произвольном закбне модуляции энергии гамма-излучения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — график зависимости скорости.v от времени t; на фиг.3—

1550390 график распределения моментов регистрации гамма-квантов во времени; на фиг. 4 — гистограмма зависимости распределения частоты появления ко5 дов скорости от кода скорости m, на фиг. 5 — график зависимости фактов детектирования и от адреса ячейки памяти N; на фиг. 6 — график распредеЛения числа таймерных импульсов по ячейкам адреса памяти N< общего времени детектирования, Возможный вариант устройства для осуществления способа (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, вырабатывающий электрический аналог закона модуляции и таймерные метки, подключенный к нему доплеровский модулятор

2, имеющий датчик 3 скорости, на подвижной части доплеровского модулятора 2 укреплен источник 4 излучения, поглотитель 5, установленный непод,вижно относительно корпуса доплеровского модулятора, детектор 6 гаммаизлучения, соединенный с блоком 7 25 усиления и амплитудной селекции. Выход блока 7 усиления и амплитудной селекции подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, управляющему входу счет-30 ного устройства 9. Измерительный вход АЦП соединен с выходом датчика

3 скорости, а выход кода АЦП подключен к ЭВМ 10. Счетный вход счетного устройства 9 соединен с выходом тай- 35 мерных меток задающего генератора 1, а выход кода времени подключен к

ЭВМ 10.

Способ регистрации мессбауэровского спектра осуществляется следующим 40 образом.

С момента запуска программы регистрации спектра в ЭВМ разрешается при- . ем выходных кодов АЦП и счетного устройства в память ЭВМ. С помощью за- 45 дающего генератора 1 и доплеровского модулятора 2 источник 4 излучения приводится в движение по закону, определяемому сигналом генератора. При этом осуществляется модуляция энергии гамма-излучения в зависимости от -скорости (фиг. 2, где пунктирной кривой изображена функция скорости, задаваемой генератором 1, и сплошной кривой — функция скорости при воздействии внешних возмущений1. Дпя про55 стоты понимания рассмотрен случай геометрии пропускания (фиг. 1).Гаммакванты, попадая в детектор 6 гаммаизлучения, преобразуются в электрические импульсы, поступающие на вход блока 7 усиления и амплитудной селекции, где выделяются по амплитуде импульсы, соответствующие энергии резонансного взаимодействия (фиг. 3).

Каждый выделенный и нормированный по амплитуде и длительности импульс поступает на управляющие входы АЦП

8 и счетного устройства 9. При этом по переднему фронту этого импульса

АЦП 8 вырабатывает код m, (фиг.4) мгновенного значения скорости, поступающего с датчика 3 скорости на измерительный вход АЦП 8 (фиг. 2 и 3, момент времени t ). Ha фиг. 4 отложены значения кода скорости, количество К кодов m,,зафиксированных за ( все время регистрации спектра. По коду скорости, передаваемому в 3ВМ

10, определяется адрес ячейки памяти

N запоминающего устройства, в которую записывается логическая единица, соответствующая факту детектирования гамма-кванта (фиг. 5, где N— адрес ячейки памяти, а n — количество факторов детектирования).

Таким образом, каждому коду АЦП соответствуют мгновенное значение скорости перемещения источника излучения в момент детектирования гамма-кванта и номер ячейки памяти ЭВМ. Одновременно по переднему фронту импульса, соответствующего факту детектирования счетное устройство 9 выдает код времени (фиг. 6, где Ny — адрес ячейки памяти для записи общего времени детектирования, n — количество таймерных импульсов, соответствующих времени). По заднему фронту этого импульса счетное устройство 9 сбрасывается в нуль, В этом случае измеряется временной интервал между моментами детектирования резонансных гамма-квантов. Причем, с момента подачи команды начала регистрации мессбауэровского спектра до момента детектирования

1-ro резонансного гамма кванта счетное устройство блокируется по счетному входу и разблокируется с момента выделения импульса. Поэтому выходной

С код данного интервала времени равен нулю. Последующие коды интервалов времени записываются в память ЭВМ, В разделе памяти ЭВМ, отведенном для записи временных интервалов, адреса ячеек также определяются кодом

АЦП. Запись информации о временных

1550390 6 интервалах в этом разделе памяти осуществляется по следующему алгоритму. код временного интервала между импульсами, соответствующими фактам

5 детектирования резонансных гамма-квантов, записывается во все ячейки памяти, адреса которых предшествовали адресу ячейки памяти в данный момент.

Этим обеспечивается измерение общего времени накопления информации в каждой ячейке памяти, отведенной для регистрации факта детектирования резонансных гамма-квантов.

Если с момента подачи команды начала регистрации спектра зафиксирован факт детектирования гамма-кванта, при скорости v; (фиг. 2) которой отвечает код m; (фиг. 4),то логическая единица записывается в раздел памяти, отведенный для регистрации фактов детектирования гамма-квантов, по адресу

Ni а так как интервал времени до момента t;, в который был зафиксирован факт детектирования, не:измеряется, то выходной код счетного устройства равен "0", В то же время коду m; не предшествует никакой код адреса ячейки. Поэтому запись информации о времени не осуществляется. Затем в моментЗ0

t1+, зафиксирован факт детектирования следующего гамма-кванта. При этом мгновенно е значение скоро сти — ч; чему соответствуют код m;+, и адрес ячейки N, +<, куда записывается логическая единица. При этом код интервала времени между моментами С; и t„>, записывается в разделе памяти, отведенном для записи временных интервалов B ячейку по адресу Ny.и т д, 40 т.е. интервал времени между моментами ;+„, и ; и детектирования и-1 и n-ro гамма-квантов при мгновенных значениях скоростей ч„,,и ч„ записывается в ячейки памяти по адресам от 4

N, до Иц; „,1, т. е, по всем предшествующим адресам. Младший разряд АЦП в .этом случае определяет значение

Дч, для которого адрес ячейки один.

Таким образом, в процессе регистрации мессбауэровского спектра в одном разделе памяти накапливается информация о фактах детектирования резонансных гамма-квантов по адресам соответствующим мгновенным значениям скоростей v;+gv для каждого из гамма-квантов. В другом разделе памяти накапливается информация об общем времени накопления по этим адресам, т.е., если в N.; — é ячейке памнти раздела памяти, отведенной для регистрации фактов детектирования, записано число п, обозначающее ! Э число гамма-квантов, зафиксированных при скорости ч;+hv, то в N ячейке памяти в разделе памяти, отведенной для фиксации времени, записано число п равное суммарному времени Т от момента фиксации 1-го импульса до момента фиксации и-го импульса в N -й ячейке. !

Rory быть реализованы три режима регистрации мессбауэровского спектра: по заданному количеству фактов детектирования резонансных гамма-квантов; по заданному времени детектирования; по общему времени регистрации спектра.

При первом режиме мессбауэровский спектр регистрируется до тех пор, пока в каждой ячейке памяти раздела памяти, отведенной для информации о факте детектирования гамма-квантов, для которых назван адрес, не будет набрано одно и то же число. В этом случае в соответствующих ячеиках памяти раздела памяти, отведенных для фиксации времени, будут числа (время), отображающие временную зависимость функции вероятности резонансного взаимодействия от скорости.

Второй режим аналогичен первому, но фиксируется одно и тоже время для всех ячеек памяти раздела памяти, отведенных для времени.

В третьем режиме осуществляется регистрация фактов детектирования гамма-квантов и времени для каждой ячейки памяти при произвольном общем времени регистрации. Отношение количества фактов детектирования для каждой ячейки памяти к соответствующему ему времени также отражает вероятность резонансного взаимодействия от скорости.

В предлагаемом способе время преобразования мгновенного значения скорости в код — величина постоянная, определяется быстродействием

АЦП, которое может достигать десятков наносекунд, что исключает мертвое время и искажение спектра в зависимости от скорости.

Формула изобретения

Способ регистрации мессбауэровского спектра, заключающийся в доп1550390

Составитель В. Филиппов

Редактор И.Касарда Техред А.Кравчук,.

Корректор Э.Лончакова

Заказ 267 Тираж 487 Подписное /

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 леровской модуляции энергии гаммаизлучения при относительном перемещении источника излучения и поглотителя, детектировании излучения, связанного с резонансным взаимодействием излучения источника с ядрами поглотителя и преобразовании его в электрические импульсы, амплитудной селекции электрических импульсов, соответствующих энергии резонансного взаимодействия, и записи логической ииформации о количестве выделенных электрических импульсов в запомина åì устройстве с распределением ее пО ячейкам памяти в зависимости от скорости относительного перемещения источника излучения и поглотителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений при регистрации мессбауэровского спектра и обеспечения его регистрации при произвольном законе модуляции энергии гамма-излучения, измеряют мгновенное

5 значение скорости относительного перемещения источника излучения и поглотителя в момент выделения электрического импульса, преобразуют значение скорости в код, которому ставят в соответствие номер ячейки памяти для записи логической единицы, соответствующей факту выделения электрического импульса, и номер ячейки памяти. для записи информации о времени между фактами выделения электрических импульсов при данном коде, причем общее время накопления логической информации о фактах выделения электрических импульсов для каждой ячейки памяти фиксируют за время регистрации мессбауэровского спектра.