一种常见的现象:正电子湮没
Arutoria 2021-8-24原创 科创茶话核技术与仪器
关键词
湮灭正电子能谱仪中子活化

正电子是基本粒子之一,带正电荷,质量和电子相等,是电子的反粒子,于1929年被预言存在,于1932年8月2日被正式发现;

当一正电子进入物质后,与其中的电子、原子或离子发生非弹性散射损失能量热化,运行1~3mm的距离,随后与电子碰撞发生湮没,向相反方向发射两个511kev的光子,此过程称为正电子湮没(Positron Annihilation)又称正电子湮灭;

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正电子湮没是一种较为常见的现象,例如在各种正电子发射源中可以使用γ能谱仪探测到正电子湮灭产生的湮灭辐射峰(Annihilation Radiation Peak);

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楼主在之前的文章【基于中子活化的γ能谱分析 - 科创】https://kechuang.org/t/86739 中已经提到过正电子湮灭这一现象并进行了湮灭辐射的探测,考虑到此现象较为常见,只草草几笔带过;但近期“正电子辐射体”、“正电子湮灭”却被人视作发现新大陆一般四处展示,楼主对此表示十分诧异。

测量511kev的湮灭辐射峰确实可以在一定程度上证明正电子的产生,因此我们不妨来进一步完善基于中子活化的湮灭辐射能谱测量;

本次实验以天然铜(69.15%Cu63、30.85%Cu65)作靶,在中子场中辐照6个Cu64的半衰期(约76h),预计照射后活度可达到Cu64饱和活度的90%以上

目标产物核为Cu64,T1/2=12.701hr,β+(19.3%)→Ni64,β-(39.6%)→Zn64,EC(41.1%)→Ni64

目标核反应为Cu63(n,γ)Cu64,σ=4.5b

积分3000s、background subtracted

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从谱图中可以明显的观测到位于511kev处的湮灭辐射峰,来自于Cu64 β+衰变发射的正电子;

反之,511kev的γ射线也可以被放入核素库,成为识别正电子发射核素的依据之一 

例如海关部门常用的手持能谱仪identifinder就在nuclide library中加入了511kev这一项;

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Screenshot_20210728-224953_WPS Office.jpg

正电子湮没主要应用于医学方面,如正电子断层扫描(PET),PET分子探针与靶分子作用发生湮没现象释放湮灭辐射,通过符合探测器的探测即可显示出活体组织分子图像、功能代谢图像以及基因转变图像。

正电子的发现使人类走出了认识反物质的第一步,为五十年代反质子、反中子的发现以及对反物质的研究与认识做出了一定的铺垫;因此正电子湮没这一现象虽常见,但具有着重要的意义

[修改于 2 个月前 - 2021-08-24 10:58:32]

twz562
2个月4天前
1楼

中子活化这一块还是偏冷门的,最起码也得搞个Am-Be源


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Arutoria作者
2个月4天前
2楼
引用twz562发表于1楼的内容
中子活化这一块还是偏冷门的,最起码也得搞个Am-Be源

层主在回复中做出这样的发言,想必是并未对中子活化进行深入的了解,也如层主所说:体现了中子活化在国内爱好者群体中的冷门性。

倘若层主多去了解一下Jon Rosenstiel和Mark Rowley等人的工作,也不会将目光局限在一些通量未必比IEC高却十分危险且可控性差的同位素放射源上,张口即源,属于是格局小了。

此外层主的发言可能违反了论坛的规定,还望层主详读“关于限制放射性同位素和非同位素核装置的通知”https://kechuang.org/t/86688一文。

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twz562
2个月4天前
3楼
引用Arutoria发表于2楼的内容
层主在回复中做出这样的发言,想必是并未对中子活化进行深入的了解,也如层主所说:体现了中子活化在国内爱...

对于这 二位,完全不认识 sticker

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thallium2012
1个月26天前
4楼

最后一张图 有U238 和U233 的选项 为什么没有235的选项呢

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