基于快闪烁体与数字电子学的正电子湮没寿命谱学

正电子湮没寿命谱学（PALS）是一种广泛用于材料科学研究的非破坏性放射技术。PALS通常依赖于模拟符合测量装置，并可估算所研究材料样品中的正电子寿命。材料中空位对 Positronium（电子偶素）的捕获会导致寿命增加。在这项工作中，我们开发并优化了一套使用有机闪烁体、快数字化仪和先进脉冲处理算法的PALS实验装置。我们测试了三对不同的有机闪烁探测器：EJ-309液体、新开发的EJ-276塑料和BC-418塑料，并分别优化了每对的数据处理参数。我们的高通量数据分析方法基于单脉冲插值和恒比甄别（CFD）算法。基于BC-418探测器的装置实现了198.3 ± 0.8 ps的最佳时间分辨率。我们使用该优化装置分析了两块单晶石英样品，得到的寿命分别为156 ± 9 ps和366 ± 22 ps，与该材料的特征时间常数吻合良好。所提出的实验装置实现了优异的时间分辨率，使得通过区分电子偶素单重态或三重态的寿命来准确表征材料空位成为可能。所优化的数据处理算法适用于所有对快定时有重要意义的应用，如核医学和辐射成像。