Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

LOGO Pozitron annihilációs spektroszkópia Bolgár Melinda Kalmár Dániel.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "LOGO Pozitron annihilációs spektroszkópia Bolgár Melinda Kalmár Dániel."— Előadás másolata:

1 LOGO Pozitron annihilációs spektroszkópia Bolgár Melinda Kalmár Dániel

2 Előadás felépítése 1. Magfizikai alapok 2. Spektroszkópiai módszerek 3. Alkalmazások 2

3 A pozitron  Az elektron antirészecskéje:  Tömege az elektronéval azonos  Elektromos töltése +e  Spinje 1/2  Előfordulása:  Pozitív béta bomlás:  Kozmikus háttérsugárzás  Kölcsönhatás közeggel:  Pozitron annihiláció  Pozitrónium képződés 1. Magfizikai alapok 3

4 Pozitron annihiláció  Tömeg-energia ekvivalencia-elv:  Annihiláció:  Részecske-antirészecske kölcsönhatás  Pozitron+elektron→ 1-3 db foton, legnagyobb valószínűséggel 2 db  Fotonok összenergiája: 1,022 MeV  Impulzus-megmaradás: 180 ⁰  A pozitron az annihiláció előtt termalizálódik 1. Magfizikai alapok 4 Albert Einstein

5 Pozitrónium  Keletkezés feltétele:  Pozitron energiája az Ore-résben legyen  Ütközés elektronnal  Pozitrónium tulajdonságai:  Kémiai elem  Rövid élettartam, spontán bomlás  Para-Ps: eredő spin 0  Orto-Ps: eredő spin 1 1. Magfizikai alapok 5

6 Orto-Ps kölcsönhatása közeggel  Pick off kölcsönhatás :  Közegből felkap egy elektront  2γ annihiláció  Orto-para konverzió:  Paramágneses közeg  Spinátfordulás  2γ annihiláció  Kémiai reakció:  Addíció, szubsztitúció, redox reakció, stb.  2γ annihiláció 1. Magfizikai alapok 6

7 Pozitron annihilációs spektroszkópia PAS Doppler kiszélesedés mérése Élettartam-eloszlás mérése 2γ/3γ arány mérése Szögeloszlás mérése 7 2. Spektroszkópiai módszerek

8 2γ/3γ arány mérése  Referencia anyag: Al, nem képződik benne Ps  Al-ban 2γ:3γ= 372:1, kiszámolható  Ps keletkezés:  Orto/para Ps is lesz  Ebből orto 3γ-al bomlik spontán  Kölcsönhatás 3γ arányát csökkenti  Ps-inhibítorok jelenléte kimutatható  Detektálás:  Szcintillációs detektor  Koincidencia-áramkör 2. Spektroszkópiai módszerek 8

9 Doppler-kiszélesedés mérése  Energiaspektrum mérése  Félvezető detektor  Annihilációs csúcs: 511 keV  Természetes vonalszélesség+Doppler kiszélesedés  Csúcs félértékszélessége ~ részecskék annihiláció előtti kinetikus energiája  Vizsgálható: közeg elektronjainak impulzus-eloszlása  Szögeloszlás mérés  Az elve ugyanaz, mint a Doppler  Koincidencia detektálás 2. Spektroszkópiai módszerek 9

10 PALS  Pozitron annihilációs élettartam spektroszkópia  Leggyakrabban alkalmazott módszer  Sugárforrás: Na 22-es izotópja  Prompt foton: start  Annihilációs foton: stop  Spektrum:  Konstans háttér  Rövid élettartamú komponensek (p-Ps, szabad pozitron annihiáció)  Hosszú élettartamú komponensek (o-Ps) 2. Spektroszkópiai módszerek 10

11 Pozitron pórusos rendszerben Alkalmazások

12 Pozitron pórusos rendszerben Alkalmazások  „Pick-off” annihiláció a pórusfal egy elektonjával: Az annihiláció esélye arányos a pórusfallal való ütközés valószínűségével, ezáltal a Ps élettartama rövidül a pórusméret csökkenésével → 50 nm-nél kisebb pórusok méretének és méreteloszlásának meghatározása  „Pick-off” annihiláció a pórust feltöltő anyag egy elektronjával: Adszorpciós és pórusfeltöltődési folyamatok tanulmányozása  Kémiai reakcióval vagy spin átfordulással történő kioltódás e - akceptor vagy párosítatlan spinű e - jelenlétében: Felületi és katalitikus folyamatok vizsgálata

13 Pórusos anyagok vizsgálata  Előny:  Nem destruktív  Bármilyen alakú, zárt pórusokba is behatol (5 μm)  Ps élettartam – pórusméret összefüggés jól kalibrálható  Alkalmazás:  Gyakorlatilag bármilyen nano- és mikropórusos anyag pórusméret és pórusméret-eloszlásának meghatározására  Különböző tényezők pórusméretre gyakorolt hatásának vizsgálata 3. Alkalmazások 13

14 Adszorpciós folyamatok Alkalmazások  N-heptán adszorpció mezopórusos szilika mátrixban  A közepes élethosszú Ps-k élettartama ≈3,7ns, ami a folyékony heptánra jellemző  I 5 – magas  I 4 – közepes  I 3 - alacsony élethossz

15 Felületi hibahelyek Alkalmazások  Az e - sűrűség a hibahelyek felett kisebb  A pozitron a hibahelyekben csapdázódik → élethossz nő míg az e - -ban dúsabb helyeken lecsökken  Doppler kiszélesedés is csökken a hibahelyek hatására  Alkalmazás:  Fémek, ötvözetek, félvezetők, grafit felületek jellemzésére  Hidrogén fiziszorpció tanulmányozása

16 PET Alkalmazások  Pozitron emissziós tomográf  Orvosi képalkotó diagnosztika (funkcionális képalkotás)  F 18-as izotóp – 18 F-fluoro-dezoxi-glükóz  Metabolizmus vizsgálata

17 LOGO

18 Kérdések  1. o-Ps lehetséges kölcsönhatásai  2. Pórusos rendszerben mire alkalmazható a PAS?  3. Pozitron annihilációs spektroszkópia típusai 18


Letölteni ppt "LOGO Pozitron annihilációs spektroszkópia Bolgár Melinda Kalmár Dániel."

Hasonló előadás


Google Hirdetések