二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统技术方案

本公开是关于一种二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统，涉及核谱学和核探测技术领域。该方法对待测样品中的湮没事例，分别探测了正电子湮没时反向产生两个湮没伽马光子的第一停止时间和第二停止时间，再分别与放射源衰变产生起始伽马光子的起始时间计算得到第一寿命值、第二寿命值，并对第一寿命值、第二寿命值进行二维统计，获得了正电子在待测样品中湮没的二维正电子湮没寿命谱。该方法对一次湮没事例产生的两个湮没伽马光子进行统计，能够有效排除背底计数，进而提高寿命谱的峰谷比，且能够提升对湮没事例中湮没伽马光子信息的利用率，从而提升测量的时间分辨率。从而提升测量的时间分辨率。从而提升测量的时间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统


[0001]本公开涉及核谱学和核探测
，具体而言，涉及一种二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统。

技术介绍

[0002]正电子湮没寿命谱(Positron Annihilation Lifetime Spectrum,PALS)测量是一种通过测量正电子在物质中的湮没寿命表征物质缺陷的种类和数目的测量方法。其中，放射源在衰变释放正电子时会伴随发射特定能量的起始γ光子，正电子在发生湮没时会反向产生特定能量的两个湮没γ光子，从而在测量中可以探测起始γ光子、湮没γ光子的能量信号，并根据能量信号之间的时间差获得正电子从产生到湮没的湮没寿命。
[0003]目前在正电子湮没寿命谱测量中，通常采用两个探测器分别探测一个起始γ光子的能量信号的发生时间作为正电子产生的起始时间，并探测一个湮没γ光子的发生时间作为正电子产生的停止时间，再根据起始时间、停止时间统计正电子的湮没寿命。
[0004]峰谷比是衡量正电子湮没寿命谱测量精度的重要指标。但是，上述方案的测量中可能存在难以区分部分背底计数，使其获得的正电子湮没寿命谱峰谷比有待提高。而且探测一个湮没伽马光子的发生时间作为停止时间也存在对湮没伽马光子信息利用率低的问题，使得上述方案中测量的时间分辨率也有待提高。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开的目的在于提供一种二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统，该方法在测量过程中于待测样品相对的第一侧、第二侧分别探测正电子湮没反向产生的两个湮没伽马光子，能够有效排除测量中的背底计数，进一步提高峰谷比；并且更充分地利用湮没伽马光子信息，提升测量的时间分辨率，从而提高正电子湮没寿命谱测量精度。
[0007]根据本公开的第一方面，提供了一种二维正电子湮没寿命谱测量方法，该方法可以包括：
[0008]探测放射源衰变产生第一能量信号的起始时间，第一能量信号的能量阈值根据放射源衰变产生的起始伽马光子的能量设置；
[0009]探测待测样品的第一侧产生第二能量信号的第一停止时间，并探测待测样品的第二侧产生第三能量信号的第二停止时间，第二能量信号、第三能量信号的能量阈值根据正电子湮没产生的湮没伽马光子的能量设置，第一侧与第二侧相对；
[0010]在第一停止时间符合第一记录条件的情况下，根据起始时间与第一停止时间计算获得第一寿命值；
[0011]在第二停止时间符合第二记录条件的情况下，根据起始时间与第二停止时间计算获得第二寿命值；
[0012]在获得第一寿命值、第二寿命值的情况下，对第一寿命值、第二寿命值进行二维统计，获得二维正电子湮没寿命谱。
[0013]可选地，第一记录条件包括起始时间、第一停止时间在第一预设时间窗内获得。
[0014]可选地，第二记录条件包括起始时间、第二停止时间在第二预设时间窗内获得。
[0015]可选地，在获得第一寿命值、第二寿命值的情况下，对第一寿命值、第二寿命值进行二维统计，获得二维正电子湮没寿命谱，包括：
[0016]在获得第一寿命值、第二寿命值的情况下，以第一寿命值为横轴、第二寿命值为纵轴进行二维统计；
[0017]在第一寿命值、第二寿命值的差值小于预设时间差的情况下，根据第一寿命值、第二寿命值获得二维正电子湮没寿命谱。
[0018]可选地，第一停止时间对应第一时间分辨率，第二停止时间对应第二时间分辨率，第一时间分辨率与第二时间分辨率的比值小于
[0019]根据本公开的第二方面，提供了一种二维正电子湮没寿命谱测量系统，该系统可以包括：
[0020]起始时间记录模块，用于探测放射源衰变产生第一能量信号的起始时间，第一能量信号的能量阈值根据放射源衰变产生的起始伽马光子的能量设置；
[0021]第一停止时间记录模块，用于探测待测样品的第一侧产生第二能量信号的第一停止时间，第二能量信号的能量阈值根据正电子湮没产生的湮没伽马光子的能量设置；
[0022]第二停止时间记录模块，用于探测待测样品的第二侧产生第三能量信号的第二停止时间，第三能量信号的能量阈值根据正电子湮没产生的湮没伽马光子的能量设置，第一侧与第二侧相对；
[0023]寿命值计算模块，用于在第一停止时间符合第一记录条件的情况下，根据起始时间与第一停止时间计算获得第一寿命值；
[0024]寿命值计算模块，还用于在第二停止时间符合第二记录条件的情况下，根据起始时间与第二停止时间计算获得第二寿命值；
[0025]二维寿命谱统计模块，用于在获得第一寿命值、第二寿命值的情况下，对第一寿命值、第二寿命值进行二维统计，获得二维正电子湮没寿命谱。
[0026]可选地，第一停止时间记录模块，包括：
[0027]第一停止探测器，用于探测待测样品第一侧的第二能量信号；
[0028]第一时间提取单元，用于在第二能量信号达到0.511MeV的情况下，提取第二能量信号的发生时间获得第一停止时间；
[0029]可选地，第二停止时间记录模块，包括：
[0030]第二停止探测器，用于探测待测样品第二侧的第三能量信号；
[0031]第二时间提取单元，用于在第三能量信号达到0.511MeV的情况下，提取第三能量信号的发生时间获得第二停止时间。
[0032]可选地，第一停止时间记录模块对应第一时间分辨率，第二停止时间记录模块对应第二时间分辨率，第一时间分辨率与第二时间分辨率的比值小于
[0033]可选地，二维寿命谱统计模块，包括：
[0034]寿命值统计单元，用于在获得第一寿命值、第二寿命值的情况下，以第一寿命值为横轴、第二寿命值为纵轴进行二维统计；
[0035]寿命值提取单元，用于在第一寿命值、第二寿命值的差值小于预设时间差的情况下，根据第一寿命值、第二寿命值获得二维正电子湮没寿命谱。
[0036]可选地，第一记录条件包括起始时间、第一停止时间在第一预设时间窗内获得。
[0037]可选地，第二记录条件包括起始时间、第二停止时间在第二预设时间窗内获得。
[0038]可选地，起始时间记录模块，包括：
[0039]起始探测器，用于探测放射源的第一能量信号；
[0040]第三时间提取单元，用于在第一能量信号达到1.28MeV的情况下，提取第一能量信号的发生时间获得起始时间。
[0041]根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的方法。
[0042]根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备，包括：
[0043]处理器；以及
[0044]存储器，用于存储处理器的可执行指令；
[0045]其中，处理器配置为经由执行可执行指令来实现上述第一方面的方法。
[0046]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维正电子湮没寿命谱测量方法，其特征在于，所述方法包括：探测放射源衰变产生第一能量信号的起始时间，所述第一能量信号的能量阈值根据所述放射源衰变产生的起始伽马光子的能量设置；探测待测样品的第一侧产生第二能量信号的第一停止时间，并探测所述待测样品的第二侧产生第三能量信号的第二停止时间，所述第二能量信号、所述第三能量信号的能量阈值根据正电子湮没产生的湮没伽马光子的能量设置，所述第一侧与所述第二侧相对；在所述第一停止时间符合第一记录条件的情况下，根据所述起始时间与所述第一停止时间计算获得第一寿命值；在所述第二停止时间符合第二记录条件的情况下，根据所述起始时间与所述第二停止时间计算获得第二寿命值；在获得所述第一寿命值、所述第二寿命值的情况下，对所述第一寿命值、所述第二寿命值进行二维统计，获得二维正电子湮没寿命谱。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一记录条件包括：所述起始时间、所述第一停止时间在第一预设时间窗内获得；所述第二记录条件包括：所述起始时间、所述第二停止时间在第二预设时间窗内获得。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在获得所述第一寿命值、所述第二寿命值的情况下，对所述第一寿命值、所述第二寿命值进行二维统计，获得二维正电子湮没寿命谱，包括：在获得所述第一寿命值、所述第二寿命值的情况下，以所述第一寿命值为横轴、所述第二寿命值为纵轴进行二维统计；在所述第一寿命值、所述第二寿命值的差值小于预设时间差的情况下，根据所述第一寿命值、所述第二寿命值获得所述二维正电子湮没寿命谱。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一停止时间对应第一时间分辨率，所述第二停止时间对应第二时间分辨率，所述第一时间分辨率与所述第二时间分辨率的比值小于√3。5.一种二维正电子湮没寿命谱测量系统，其特征在于，所述系统包括：起始时间记录模块，用于探测放射源衰变产生第一能量信号的起始时间，所述第一能量信号的能量阈值根据所述放射源衰变产生的起始伽马光子的能量设置；第一停止时间记录模块，用于探测待测样品的第一侧产生第二能量信号的第一停止时间，所述第二能量信号的能量阈值根据正电子湮没产生的湮没伽马光子的能量设置；第二停止时间记录模块，用于探测所述待测样品的第二侧产生第三能量信号的第二停止时间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红强，刘福雁，况鹏，曹兴忠，王宝义，于啸天，卞忠伟，王英杰，章志明，魏龙，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：