Способ исследования дефектности твердых тел

 

Использование: исследование дефектов твердых тел с помощью позитронов. Сущность изобретения: при регистрации совпадений ядерных и аннигиляционных гамма-квантов выбирают мертвое время в диапазоне (0,05 - 1,0)1мэкс, где 1максвремя, соответствующее максимуму зависимости отношения вероятностей регистрации случайного и полезного совпадений от времени после регистрации предыдущего совпадения. 1 табл.

, Ы,, 1755143 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю 6 01 N 23/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к исследованию вала между указанными гамма-квантами и контролю твердых тел с помощью ионйзи- . осуществляется путем йреобразования врерующих излучений, точнее к методу спект- менного интервала s амплйтуду импульса с роскопии времени жизни позитронов. помощью время-амплитудного конвертора

Известен способ контроля дефектной (ВАК) и регистрации распределения амплиструктуры твердых тел путем измерения . туд импульсов с помощьв многоканального времени жйзни позитронов. Согласно спо- анализатора импульсов МАА. Полученное сабу образцы облучают поэитронами, испу- распределение обрабатывается на ЭВМ и (Я скаемыми радиоизотопным йсточником. определяется время жизни позитронов, ха- (Я

Гамма-излучение регистрируется с rio- рактериэующее дефектность образца, а мощью двух сцинтилляционных детекторов. ф

Схемы амплитудно-временной селекции Согласно известному способу для измеобеспечйвают выделение совпадающих в рения обычно используются источники позаданном временном интервале ядерного и эитронов активностьа 0,5 — 1,0 МБк (2). аннигиляционного гамма-квантов. В случае, Регистрируемые при этом спектры характе- а если-зарегистрированные кванты отйосятся ризуются отношением пик/фон случайных к одному акту распада изотопа, то такое совпадений (ф. с, с.) 10 — 10 . Скорость э 4 совпадение несет информацию о времени . набора информации с источником такой ак-1 жизни позитронов T. Если эарегистриро- тивности обычно составляет 30 — 60 с, а ванные кванты относятся к актам распада - время набора одного спектра со статистиразных ядер, то такое совпадение являеТся кой 10 составляет несколько часов, Это

6 случайным, Измерение временного интер- делает эксперимент длительным и исключа1 (21) 4809985/25 (22) 20.02.90 (46) 15.08.92. Бюл. N 30 (71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии им. И. П. Барди-. на (72) А. Н. Жихарев (56) 1.Positron Annlhllation. World Scfent.

РоЬ!. Со., 1985, р. 140.

2.Валуев Н. П; Жихарев А. H. Методы и техника измерения времени жизни-йозитронов. Обзор ПТЭ, 1986, М 2, с. 9 — 10.:

2 (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФЕКТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Использование; исследование дефектов твердых тел с помощью -пбзитронов. Сущность изобретения: при регистрации совпадений ядерных .и аннигиляционных гамма-квантов выбирают мертвое время в диапазоне (0,05 —. 1,0)1макс, где 1макс — время, соответствующее максимуму. зависимости отношения вероятностей регистрации случайного и полезного совпадений от времени после регистрации предыдущего совпадения. 1 табл.

1755143 ет использование метода для исследования кинетики измейения дефектной структуры.

Чвеличение 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 используются, Цель изобретения — увеличение точности измерений за счет снижения ф.с.с„либо повышение быстродействия при заданной точности измерений.

Поставленная цель достигается путем оптимизации мертвога времени при преобразовании время-амплитуда, Такая оптимизация возмо>кна благодаря тому, что значейия плотности функции вероятности истинных и случайных совпадений по-разному зависят от времени, прошедшего после регистрации предыдущего савпадения, т, е. мертвого времени регистрацйи совпа.дений. Расчеты показывают, что при данной активности наибольшее отйашение пик/ф,с,с. имеет место, когда мертвое время преобразования время-амплитуда to составляет 2/пс, где пс — скорость совпадений при малом мертвом времени. При этом следует учитывать, чта увеличение мертвого времени от величины to 10 мкс, характерной для собственно регистрирующей аппаратуры, до величины 10 см, определяемой прйведенным выше соотношением, приводит к значительному уменьшению числа регистрируемых совпадений в единицу

-времени, т. е. к снижению экспрессности измерений, Поэтому конкретная величина мертвого времени выбирается из компромиссных соображений между величиной ф.с.с. и, соответствейно, точностью измерения с одной стороны, и экспрессностью измерения с другой.

Оптимизация мертвого времени согласно предлагаемому способу позволяет использовать источники позитронов повышенной активности и проводить измерения за время 5 мин. Эта позволяет расширить область применения метода

" измерения времени жизни позитронов для исследования кинетики протекания ряда процессов.Пример . В качестве 1римера изме" рялось время жизни позитронов в образцах деформированного железа (т -165 пс). Измерения проводились на спектрометре с разрешением FWHM = 320 пс источниками активностью 0,4 МБк и 5 МБк. Мертвое время при регистрации совпадений составляло

to = 10 мкс ("физическое" мертвое время, прототип), а также 50, 100 и 200 мкс. Все спектры имели статистику N = 2 10 .

Измерялось отношение пик/фон случайных совпадений, а также полная скоро5 сть совпадений (сигнал + ф.c,с), которая мало отличается от скорости набора информации пс. После обработки спектров на

ЗВМ определялось время жизни позитронов в упомянутом образце (оно одинаково

10 для всех спектров t= 165 пс), а также ошиб. ка его определения ог.

Полученныеданные приведены втаблице.

Видно, что увеличение мертвого времени приводит к улучшению отношения пик/ф.с.с. и некоторому уменьшению скорости совпадений. Важно, однако, отметить, что проведение измерений с источником высокой активности.0 = 5 МБк без оптимизации мертвого времени (to = 10

20 мкс, прототип) практически лишено смысла.

Оптимизация согласно предлагаемому способу позволяет проводить такие измерения со скоростью набора информации, на порядок превышающей характерную для

25 прототипа, и с точностью, достаточной для решения ряда задач. В частности, таким образом появляется возможность изучать кинетику протекания некоторых процессов, что является новым применением метода времени жизни позитронов..

Формула изобретения

Способ исследования дефектности твердых тел, заключающийся в облучении образца пазитронами, регистрации и выдеЗ5 лении совпадающих в заданном времен-. ном интервале ядерных и аннигиляционных гамма-квантов, преобразовании временного интервала между указанными гаммаквантами в импульсы, амплитуда которых

40 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, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений за счет снижения фона случайных совпадений и/или повышения быстродействия при заданной

50 точности за счет использования источников с повышенной активностью, регистрацию совпадений ядерных и аннигиляционных гамма-квантов осуществляют с мертвым временем to в диапазоне между 0,05 тм с и тмакс, где тмакс время, соответствующее максимуму зависимости отношения вероятностей регистрации случайного и полезнога совпадений от времени после регистрации предыдущего совпадения, 1755143

Составитель А.Жихарев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректо T.Ïàëèé

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2887 Тираж Подписное . 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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