Φασματόμετρο χρόνου ζωής εξαΰλωσης ποζιτρονίων

Η τεχνική της φασματοσκοπίας χρόνου ζωής εξαΰλωσης ποζιτρονίων χρησιμοποιείται για την μελέτη ατελειών ανοιχτού όγκου στα υλικά. Ποζιτρόνια τα οποία παράγονται από μια ραδιενεργή πηγή Νατρίου (²²Na) εισέρχονται στο υλικό και θερμοποιούνται (χάνουν τμήμα της κινητικής τους ενέργειας) μέσω σκεδάσεων. Οι ατέλειες όπως τα κενά, οι εξαρθρώσεις και τα συμπλέγματα κενών λειτουργούν ως “παγίδες” για τα θερμοποιημένα ποζιτρόνια λόγω της έλλειψης των θετικά φορτισμένων πυρήνων στις θέσεις αυτές (Εικ. 1). Ως συνέπεια της μειωμένης ηλεκτρονιακής πυκνότητας στις θέσεις αυτές ο χρόνος ζωής των “παγιδευμένων” ποζιτρονίων αυξάνεται συναρτήσει του μεγέθους και του τύπου της ατέλειας.

Ο χρόνος ζωής ενός ποζιτρονίου υπολογίζεται μέσω της καταμέτρησης του χρονικού διαστήματος που μεσολαβεί ανάμεσα στην εκπομπή ενός φωτονίου β⁺-διάσπασης στην πηγή του ²²Na και στην εκπομπή του φωτονίου ενέργειας 511 keV το οποίο προκύπτει κατά την εξαΰλωση του ποζιτρονίου στο εσωτερικό του υλικού. Η συσκευή η οποία χρησιμοποιείται απεικονίζεται στην Εικ. 2.