Позитрон Исследовательскую работу выполнили студенты: Кирпичёв Юрий Ледяхов

Позитрон Исследовательскую работу выполнили студенты: Кирпичёв Юрий Ледяхов Алексей Савченко Юрий Тремасова Валерия

Позитрон

Открытие Уравнение Шредингера Уравнение Клейна-Гордона

Открытие Оказалось, что волновая функция должна быть не комплексным числом, как ранее, а набором из четырех комплексных чисел Плотность вероятности Уравнение Клейна–Гордона:

Источники позитронов Позитроны могут быть получены: в одном из видов радиоактивного распада (позитронная эмиссия) при взаимодействии фотонов с энергией больше 1,022 МэВ с веществом. Последний процесс называется «рождением пар», ибо при его осуществлении фотон, взаимодействуя с электромагнитным полем ядра, образует одновременно электрон и позитрон

Источники позитронов Схема -распада радиоактивного источника позитронов эмиссия позитронов

Источники позитронов A - нормировочная константа; F(Z,E) - функция Ферми, учитывающая взаимодействие вылетающих из атомного ядра позитронов с самим ядром; Z - заряд атомного ядра; E - кинетическая энергия позитронов; E - энергия -распада (верхняя граница -спектра) -спектр E  /3

Взаимодействие с веществом Основные типы взаимодействий: Ионизационные потери Радиационные потери Образование каскадных ливней Излучение Вавилова-Черенкова

Взаимодействие с веществом Ионизационное торможение Формула Блоха для подсчёта потерь: mе - масса электрона (mес2 = 511 кэВ - энергия покоя электрона); с - скорость света; v - скорость частицы; β = v/c ; n - плотность электронов в веществе мишени; E- кинетическая энергия электрона;

Взаимодействие с веществом Радиационное торможение Ионизационные потери позитронов преобладают в области относительно небольших энергий. С ростом энергии электрона E растут радиационные потери.

Взаимодействие с веществом Графики удельных ионизационных и радиационных потерь

Взаимодействие с веществом Фомула для рассчёта критической энергии: К = (dE/dx)рад/(dE/dx)иониз = 1.25.10-3ZE E выражается в мегаэлектронвольтах Z - средний заряд ядер атомов среды.

Взаимодействие с веществом

Взаимодействие с веществом Для позитронов вводится эффективный пробег, определяемый минимальной толщиной вещества, измеряемой в направлении исходной скорости пучка и соответствующий полному поглощению позитронов

Взаимодействие с веществом

Взаимодействие с веществом Каскадные ливни

Деткторы ПОзитронов В зависимости от принципа действия и используемых веществ, детекторы можно подразделять на несколько типов: Ионизационные Полупроводниковые Пропорциональные Сцинтиляционные

Детекторы позитронов СХЕМА ИОНИЗАЦИОННОЙ КАМЕРЫ

Детекторы позитронов ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Детекторы позитронов Пропорциональный счетчик.

Детекторы позитронов Сцинтиляционный счетчик

Измерение времени жизни позитронов в веществе Для измерения времени жизни позитронов в веществе используется радиоактивный нуклид, например 22Na (с периодом полураспада Т1/2 = 2,6 года).

Суть метода определения времени жизни позитронов заключается в измерении скорости счета запаздывающих совпадений между ядерным γ-квантом с энергией 1,28 МэВ (старт - начало отсчета времени) перехода 22Na → 22Ne + e+ + γ и одним из γ-квантов с энергией 0,511 МэВ, испущенных при аннигиляции позитрона (стоп-сигнал). Позитрон и ядерный γ-квант испускаются практически одновременно (интервал времени не больше 10-11 с). Таким образом, регистрация ядерного γ-кванта служит сигналом попадания позитрона в среду, а аннигиляционный γ-квант свидетельствует о его гибели.

Схема установки для определения времени жизни позитронов

Измерение параметров временных аннигиляционных спектров (средних времен жизни τi и интенсивностей Ii) дает возможность судить о природе позитронных состояний, механизме аннигиляции позитронов в среде и тем самым о свойствах самой среды.

Внешний вид установки для определения времени жизни позитронов