正电子湮没光谱在未来材料缺陷研究中的应用

材料中的缺陷是不可避免的，需要谨慎处理。 他们在从矿石中提取、金属成型工艺和在役公用事业期间拥有自己的库存。新金属成型技术的发现无疑减少了材料中的缺陷数量，并使在役部件的使用寿命更长、更可靠且令人满意。 另一方面，在役部件的完整性在很大程度上依赖于无损技术测量，以避免灾难性故障并确保人类安全。

正电子湮没光谱 (PAS)在用于组件诊断测试的各种方法中归类为不可破坏技术。使用这些技术进行了广泛的分析，包括材料的光学特性、液相和微乳液系统中铀的光化学、胶束表征、聚集体、半导体纳米材料和聚合物等。PAS是非破坏性技术 不会破坏被检查的组件，因此可以再次使用。PAS与多普勒展宽、正电子寿命湮没光谱、巧合多普勒展宽、光散射和光化学方法等技术相辅相成。

正电子是电子的反粒子，只是它们的电荷不同，但与它的孪晶具有相同的质量。当电子遇到正电子时，它们会完全湮灭，将它们的质量完全转化为γ射线形式的能量。正电子与电子（Ps）结合后可获得奇异原子的形状。该正电子类似于氢原子，不同之处仅在于用正电子代替质子。正电子的寿命是湮灭点电子密度的强函数。如今，用于固态实验的正电子可以通过人工放射性核素元素（如²²Na₁₁和⁵⁸Co₂₇等）获得。其他一些可用的正电子源是当高能电子通常在 MeV 量级涉及高能成对产生时轫致辐射过程中的伽马射线辐射相互作用。在固态物理学中，正电子因非弹性碰撞而减速，并在不到10-12秒内热化，最后在该位置与电子一起扩散和湮灭。正电子对开放体积缺陷高度敏感。当正电子被困在尺寸在亚纳米范围内的开放体积缺陷位点（即：位错、空位和空位聚集体）中时，一个有吸引力的潜力开始形成。这种存在潜力的合理原因是在这种缺陷中没有排斥的带正电的核。PAS 中空位检测的灵敏度从10^-7/at开始。正电子通过晶格结构扩散大约100 nm 并探测大量原子直到其湮灭，这一事实证明了这种巨大的敏感性。

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