本公開涉及核譜學(xué)和核探測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種正電子湮沒壽命譜測量方法及正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

正電子壽命是指從正電子產(chǎn)生到正電子與電子發(fā)生湮沒所經(jīng)歷的時間，其大小與物質(zhì)中電子的密度分布有著直接聯(lián)系。當(dāng)物質(zhì)中有缺陷產(chǎn)生時，正電子在缺陷處的湮沒壽命明顯比在正常結(jié)構(gòu)中的湮沒壽命長，并且缺陷越大正電子壽命越長，因此，正電子壽命可以直接反映出物質(zhì)中的微結(jié)構(gòu)信息，尤其對物質(zhì)中的缺陷敏感。通過正電子壽命譜測量，能夠獲知物質(zhì)中缺陷的種類、尺寸等信息，另外，還能反映出缺陷的分布情況等。目前，正電子壽命譜測量作為一種無損且具有特殊優(yōu)勢的表征手段，在材料科學(xué)研究領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

在常規(guī)的正電子壽命譜測量中，通常以康普頓(kapton)膜密封的²²na作為正電子放射源，兩片相同的待測樣品放置于該正電子放射源兩側(cè)形成類似“三明治”的結(jié)構(gòu)，以保證正電子幾乎全部在待測樣品中湮沒。²²na在放出正電子的同時會伴隨放射出能量約為1.28mev的伽馬光子，將該伽馬光子作為正電子的壽命起始信號，將正電子與電子湮沒后同時產(chǎn)生的兩個能量約0.511mev的伽馬光子信號的任意一個作為終止信號，計算起始信號與終止信號的時間差即可得到正電子的壽命值，對壽命值進(jìn)行統(tǒng)計即可得到壽命譜。

如圖1所示，正電子壽命譜儀通常使用兩個baf2探測器分別作為起始探頭和終止探頭，經(jīng)過恒比定時微分甄別器(cfdd)的能量閾值選擇及恒比定時分別輸出1.29mev伽馬光子的時間信號和0.511mev伽馬光子的時間信號，兩信號的時間差(其中，終止信號延時輸出)經(jīng)過時幅轉(zhuǎn)換器(tac)轉(zhuǎn)換為幅值進(jìn)入多道分析器(mca)，利用終端(pc)上對應(yīng)的數(shù)據(jù)收集軟件進(jìn)行采譜即可得到正電子湮沒壽命圖。

然而，在常規(guī)的正電子壽命譜測量方法中，一個探測器既可以探測到放射源發(fā)射的1.28mev的伽馬光子，又可以探測到正電子湮沒產(chǎn)生的0.511mev的伽馬光子。因此，兩個探測器可能出現(xiàn)對同一信號重復(fù)探測的問題，探測到有效正電子湮沒事件的計數(shù)率較低。

需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的目的在于提供一種正電子湮沒壽命譜測量方法及正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或者多個問題。

根據(jù)本公開的一個方面，提供一種正電子湮沒壽命譜測量方法，包括：

接收第一探測信號和第二探測信號，并生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號和與第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號；

判斷所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在判斷出所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號滿足所述預(yù)設(shè)條件時，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差；

判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值以得到判斷結(jié)果，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜；其中，所述統(tǒng)計圖譜包含正向部分和負(fù)向部分；以及

將所述統(tǒng)計圖譜發(fā)送至圖譜處理單元，通過所述圖譜處理單元將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號和與第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號包括：

對第一探測信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以生成所述第一脈沖信號；以及

對第二探測信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以生成所述第二脈沖信號。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一探測信號由第一探測器探測第一伽馬光子而生成，以及所述第二脈沖信號由第二探測器探測第二伽馬光子而生成；

其中，所述第一探測器與所述第二探測器設(shè)于待測樣品的同側(cè)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)條件包括：

以所述第一脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到所述第二脈沖信號。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜包括：

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為所述第一幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的和以得到所述統(tǒng)計圖譜的正向部分；

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為第二幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的差以得到所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分。

根據(jù)本公開的一個方面，提供一種正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)，包括：

第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收第一探測信號并生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號；

第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收第二探測信號并生成與所述第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號；

符合單元，用于判斷所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在判斷出所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號滿足所述預(yù)設(shè)條件時，輸出一控制信號；

波形分析單元，用于響應(yīng)所述控制信號接收所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差，判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值以得到判斷結(jié)果，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜，并發(fā)送所述統(tǒng)計圖譜，其中，所述統(tǒng)計圖譜包含正向部分和負(fù)向部分；

圖譜處理單元，用于將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還包括：

第一探測器，用于在探測到第一伽馬光子時生成所述第一探測信號；

第二探測器，用于在探測到第二伽馬光子時生成所述第二探測信號；

其中，所述第一探測器與所述第二探測器設(shè)于待測樣品的同側(cè)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)條件包括：

以所述第一脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到所述第二脈沖信號。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜包括：

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為所述第一幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的和以得到所述統(tǒng)計圖譜的正向部分；

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為第二幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的差以得到所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還包括：

屏蔽裝置，設(shè)置在所述第一探測器與所述第二探測器之間。

波形分析單元，用于響應(yīng)所述控制信號接收所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差，判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值，并在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為所述第一幅值時，計算所述時間差與一預(yù)設(shè)偏移值的和以得到統(tǒng)計圖譜的正向部分，在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為第二幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的差以得到所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分，并發(fā)送所述統(tǒng)計圖譜；

圖譜處理單元，用于將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還包括：

第一探測器，用于在探測到第一伽馬光子時生成所述第一探測信號；

第二探測器，用于在探測到第二伽馬光子時生成所述第二探測信號；

其中，所述第一探測器與所述第二探測器設(shè)于待測樣品的同側(cè)。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)條件包括：

在一預(yù)設(shè)時間段2δt內(nèi)，接收到所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)條件包括：

以所述第一脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到所述第二脈沖信號。

在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還包括：

屏蔽裝置，設(shè)置在所述第一探測器與所述第二探測器之間。

在本公開的一些實(shí)施例所提供的技術(shù)方案中，通過判斷基于設(shè)置在待測樣品同側(cè)的兩個探測器探測正電子而生成的第一脈沖信號和第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在滿足該預(yù)設(shè)條件時對第一脈沖信號和第二脈沖信號進(jìn)行幅值分析、時間差計算等數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，以得到正電子湮沒壽命譜。借助于預(yù)設(shè)條件的判斷過程，可以充分利用探測器探測到的有效事件數(shù)，提高了探測效率，減少了正電子壽命譜的采集時間。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1示意性示出了根據(jù)一些技術(shù)的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)的方框圖；

圖2示意性示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量方法的流程圖；

圖3和圖4分別示出了本公開的示例性實(shí)施方式的滿足預(yù)設(shè)條件的兩種有效事件的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的未進(jìn)行波形分析處理的統(tǒng)計圖譜的示意圖；

圖6示意性示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的對波形進(jìn)行分析處理的流程圖；

圖7示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的對波形進(jìn)行分析處理后得到的統(tǒng)計圖譜的示意圖；

圖8示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜的示意圖；

圖9示意性示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)的方框圖；以及

圖10示意性示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的信號采集與分析板卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例；相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開將更加全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實(shí)施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對本公開的實(shí)施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以實(shí)踐本公開的技術(shù)方案而省略所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組元、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知技術(shù)方案以避免喧賓奪主而使得本公開的各方面變得模糊。

此外，附圖僅為本公開的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分，因而將省略對它們的重復(fù)描述。附圖中所示的一些方框圖是功能實(shí)體，不一定必須與物理或邏輯上獨(dú)立的實(shí)體相對應(yīng)?？梢圆捎密浖问絹韺?shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體，或在一個或多個硬件模塊或集成電路中實(shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體，或在不同網(wǎng)絡(luò)和/或處理器裝置和/或微控制器裝置中實(shí)現(xiàn)這些功能實(shí)體。

附圖中所示的流程圖僅是示例性說明，不是必須包括所有的步驟。例如，有的步驟還可以分解，而有的步驟可以合并或部分合并，因此實(shí)際執(zhí)行的順序有可能根據(jù)實(shí)際情況改變。

另外，本公開中所采用的術(shù)語“第一”、“第二”僅旨在起到區(qū)分要素的作用，而并不表示對要素的限定。

圖1示意性示出了本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量方法。參考圖1，所述正電子湮沒壽命譜測量方法可以包括以下步驟：

s10.接收第一探測信號和第二探測信號，并生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號和與第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號；

s20.判斷所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在判斷出所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號滿足所述預(yù)設(shè)條件時，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差；

s30.判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值以得到判斷結(jié)果，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜；其中，所述統(tǒng)計圖譜包含正向部分和負(fù)向部分；以及

s40.將所述統(tǒng)計圖譜發(fā)送至圖譜處理單元，通過所述圖譜處理單元將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

在本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量方法中，通過判斷基于設(shè)置在待測樣品同側(cè)的兩個探測器探測正電子而生成的第一脈沖信號和第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在滿足該預(yù)設(shè)條件時對第一脈沖信號和第二脈沖信號進(jìn)行幅值分析、時間差計算等數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，以得到正電子湮沒壽命譜。借助于預(yù)設(shè)條件的判斷過程，可以充分利用探測器探測到的有效事件數(shù)，提高了探測效率，減少了正電子壽命譜的采集時間。

接下來，將對本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量方法的各步驟進(jìn)行說明。

s10.接收第一探測信號和第二探測信號，并生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號和與第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號。

在本公開的示例性實(shí)施方式中，可以以康普頓膜密封的²²na作為正電子放射源，并且將兩片相同的待測樣品放置于該正電子放射源的兩側(cè)。

本公開可以采用第一探測器和第二探測器對正電子放射源發(fā)射出的伽馬光子進(jìn)行探測。其中，第一探測器和第二探測器可以均為baf2探測器。

另外，正電子放射源通常以4π立體角隨機(jī)產(chǎn)生并發(fā)射正電子，其中大部分正電子會在待測樣品中湮沒，少數(shù)正電子會在康普頓薄膜中湮沒，與正電子幾乎同時產(chǎn)生的能量約1.28mev的伽馬光子以及湮沒產(chǎn)生的能量約為0.511mev的伽馬光子也可以認(rèn)為是以4π立體角向外發(fā)射。因此，兩個探測器可以呈任意角度進(jìn)行擺放，但是正電子與電子湮沒后產(chǎn)生的一對伽馬光子會成約180度角的對立方向向外發(fā)射，為了避免在信號處理時引入一對0.511mev伽馬信號事件，在本公開的示例性實(shí)施方式中，第一探測器和第二探測器設(shè)置在正電子放射源的同側(cè)，兩個探測器的探頭可以彼此靠近且以一定角度分開以確保探測盡量多的正電子湮沒事件。

另外，第一探測器和第二探測器之間可以設(shè)置有屏蔽裝置，以確保第一探測器與第二探測器互不干擾。例如，該屏蔽裝置可以包括鉛塊。

當(dāng)?shù)谝惶綔y器探測到伽馬信號時，可以向本公開示例性說明的信號采集與分析板卡發(fā)送第一探測信號；類似地，當(dāng)?shù)诙綔y器探測到伽馬信號時，可以向該信號采集與分析卡板發(fā)送第二探測信號。

接下來，信號采集與分析板卡中的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接收由第一探測器發(fā)送的第一探測信號，并對第一探測信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以得到第一脈沖信號；類似地，信號采集與分析板卡中的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接收由第二探測器發(fā)送的第二探測信號，并對第二探測信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以得到第二脈沖信號。

此外，在信號采集與分析板卡中，可以通過觸發(fā)電平去除與本方案分析無關(guān)的噪聲信號，這些噪聲信號可能例如由探測器發(fā)送并經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了模數(shù)轉(zhuǎn)換。具體的，可以通過設(shè)置觸發(fā)電平以使得能夠屏蔽一預(yù)設(shè)幅值以下的信號，進(jìn)而使得滿足觸發(fā)閾值的第一脈沖信號和第二脈沖信號能夠被發(fā)送至信號采集與分析板卡中的符合單元，以進(jìn)行本公開的示例性實(shí)施方式的有效事件的判斷過程。

此外，還可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換器與符合單元之間設(shè)置一去噪裝置，該去噪裝置可以對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號進(jìn)行詳細(xì)地分析，并去除除滿足預(yù)設(shè)閾值條件之外的噪聲信號。

通過對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號進(jìn)行去噪處理，避免了與本公開內(nèi)容無關(guān)的信號的干擾。

s20.判斷所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在判斷出所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號滿足所述預(yù)設(shè)條件時，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差。

根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，預(yù)設(shè)條件可以包括：在一預(yù)設(shè)時間段2δt內(nèi)，接收到第一脈沖信號和第二脈沖信號。

根據(jù)本公開的另一些實(shí)施例，預(yù)設(shè)條件可以包括：以第一脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到第二脈沖信號。容易理解的是，預(yù)設(shè)條件還可包括：以第二脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到第一脈沖信號。其中，可以結(jié)合正電子湮沒壽命的歷史探測數(shù)據(jù)，例如將δt設(shè)定為約100ns。

在本公開的示例性實(shí)施方式中，滿足上述預(yù)設(shè)條件的第一脈沖信號和第二脈沖信號構(gòu)成一次本公開中所述的有效事件。

在步驟s20中，信號采集與分析板卡中的符合單元在接收到第一脈沖信號和第二脈沖信號時，符合單元可以根據(jù)上述預(yù)設(shè)條件篩選出構(gòu)成有效事件的第一脈沖信號和第二脈沖信號，避免了后續(xù)處理無效事件，提高了探測效率。另外，此處所述的無效事件可以例如是，第一探測器在探測到由于正電子產(chǎn)生而發(fā)射的能量約1.28mev的伽馬光子之后，在δt時間內(nèi)又探測到正電子湮沒而產(chǎn)生0.511mev的伽馬光子，此時，可以理解該正電子由產(chǎn)生到湮沒的兩個時間點(diǎn)均由第一探測器探測到，整個過程中，第二探測器未探測到伽馬光子。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易聯(lián)想到本公開的其他無效事件的情況，在此不再贅述。

符合單元在判斷出有效事件后，可以向信號采集與分析板卡中的波形分析單元發(fā)送一控制信號，使該波形分析單元可以分別從第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取第一脈沖信號和第二脈沖信號。并對第一脈沖信號和第二脈沖信號進(jìn)行分析處理。

圖3和圖4分別示出了本公開的示例性實(shí)施方式的滿足預(yù)設(shè)條件的兩種有效事件的示意圖。

參考圖3，符合單元接收到第一脈沖信號(幅值為1.28mev)后，在預(yù)設(shè)時間段δt內(nèi)，又探測到第二脈沖信號(幅值為0.511mev)。例如，可以將第一脈沖信號到來的時間點(diǎn)記為t1，將第二脈沖信號到來的時間點(diǎn)記為t2，可以計算出第二脈沖信號減去第一脈沖信號的時間差t，即，t＝t2-t1。

參考圖4，符合單元接收到第二脈沖信號(幅值為1.28mev)后，在預(yù)設(shè)時間段δt內(nèi)，又探測到第一脈沖信號(幅值為0.511mev)。此時，可以計算出第二脈沖信號減去第一脈沖信號的時間差t，即，t＝t2-t1。

顯然，在圖3所示的有效事件的情況下，時間差t為正值；在圖4所示的有效事件的情況下，時間差t為負(fù)值。

此外，可以根據(jù)圖3和圖4兩種有效事件計算出的時間差t獲得如圖5所示的統(tǒng)計圖譜。在這種情況下，無法將圖3所示的有效事件與圖4所示的有效事件分離開，鑒于此，本公開的步驟可以跳轉(zhuǎn)至步驟s30。

s30.判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值以得到判斷結(jié)果，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜；其中，所述統(tǒng)計圖譜包含正向部分和負(fù)向部分。

參考圖6對步驟s30進(jìn)行說明，圖6示意性示出了對圖5所示的統(tǒng)計圖譜的波形進(jìn)行分析處理的流程圖。

首先，波形分析單元可以判斷第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值，此處所述的第一幅值為1.28mev。

接下來，波形分析單元可以根據(jù)判斷結(jié)果并結(jié)合時間差t以及一預(yù)設(shè)偏移量t0得到分析處理后的統(tǒng)計圖譜，其中，可以將預(yù)設(shè)偏移量設(shè)定為t0大于5ns。

具體的，在判斷出第一脈沖信號的幅值為第一幅值時，波形分析單元可以計算時間差t與預(yù)設(shè)偏移量t0的和t+t0，以得到統(tǒng)計圖譜的正向部分；在判斷出第一脈沖信號的幅值不為第一幅值時，也就是說，在判斷出第一脈沖信號的幅值為第二幅值0.511mev時，波形分析單元可以計算時間差t與預(yù)設(shè)偏移量t0的差t-t0，以得到統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分。這樣處理的目的在于從示例性的圖譜(圖5所示)中分離兩種有效事件。

由此，可以得到如圖7示例性示出的統(tǒng)計圖譜。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是，還可以采用其他分析處理方法從圖5的圖譜中分離圖3和圖4所示的有效事件，例如，可以判斷第二脈沖信號的幅值是否為第一幅值，根據(jù)判斷結(jié)果獲得圖7所示的統(tǒng)計圖譜，等等。

s40.將所述統(tǒng)計圖譜發(fā)送至圖譜處理單元，通過所述圖譜處理單元將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

在本公開的示例性實(shí)施方式中，波形分析單元可以將得到如圖7示例性示出的統(tǒng)計圖譜發(fā)送至一圖譜處理單元，該圖譜處理單元可以集成在pc終端，也可以是單獨(dú)進(jìn)行圖譜處理的裝置，本示例性實(shí)施方式中對此不做特殊限定。

圖譜處理單元可以將接收到的統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，具體的，可以將負(fù)向部分沿橫坐標(biāo)為0對應(yīng)的縱軸對折，并將對折后的結(jié)果與統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

例如，在處理的過程中，首先，可以記錄負(fù)向部分所有點(diǎn)的坐標(biāo)。并將負(fù)向部分所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)取絕對值，接下來，與正向部分的橫坐標(biāo)對應(yīng)，將負(fù)向部分所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)與正向部分的縱坐標(biāo)疊加，以得到例如圖8所示的正電子湮沒壽命譜。

應(yīng)當(dāng)注意，盡管在附圖中以特定順序描述了本公開中方法的各個步驟，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些步驟，或是必須執(zhí)行全部所示的步驟才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。附加的或備選的，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，以及/或者將一個步驟分解為多個步驟執(zhí)行等。

進(jìn)一步的，本示例實(shí)施方式中還提供了一種正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)。

圖9示意性示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)的方框圖。參考圖9，根據(jù)本公開的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)可以包括：第一探測器、第二探測器、信號采集與分析板卡和pc終端，另外，本公開的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還可以包括為第一探測器和第二探測器供電的高壓電源hv。

參考圖10，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施方式的信號采集與分析板卡可以包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2、符合單元和波形分析單元。

下面將對圖9和圖10所示的正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)的各組成部分進(jìn)行說明，其中：

第一探測器，可以用于在探測到第一伽馬光子時生成第一探測信號；

第二探測器，可以用于在探測到第二伽馬光子時生成第二探測信號；

第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1，可以用于接收第一探測信號并生成與所述第一探測信號對應(yīng)的第一脈沖信號；

第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2，可以用于接收第二探測信號并生成與所述第二探測信號對應(yīng)的第二脈沖信號；

符合單元，可以用于判斷所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號是否滿足預(yù)設(shè)條件，并在判斷出所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號滿足所述預(yù)設(shè)條件時，輸出一控制信號；

波形分析單元，可以用于響應(yīng)所述控制信號接收所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號，計算所述第二脈沖信號減去所述第一脈沖信號的時間差，判斷所述第一脈沖信號的幅值是否為第一幅值以得到判斷結(jié)果，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜，并發(fā)送所述統(tǒng)計圖譜，其中，所述統(tǒng)計圖譜包含正向部分和負(fù)向部分；

圖譜處理單元，可以集成在pc中，圖譜處理單元可以用于將所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分對稱反轉(zhuǎn)，并將對稱反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與所述統(tǒng)計圖譜的正向部分疊加，以得到正電子湮沒壽命譜。

此外，還可以通過觸發(fā)電平對第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc1和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc2輸出的信號進(jìn)行去噪處理。具體的，可以通過設(shè)置觸發(fā)電平以使得能夠屏蔽一預(yù)設(shè)幅值以下的噪聲信號，進(jìn)而使得滿足觸發(fā)閾值的第一脈沖信號和第二脈沖信號能夠被發(fā)送至信號采集與分析板卡中的符合單元，以進(jìn)行本公開的示例性實(shí)施方式的有效事件的判斷過程。

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，所述預(yù)設(shè)條件包括：

以所述第一脈沖信號為基準(zhǔn)，在前后δt時間內(nèi)接收到所述第二脈沖信號。

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，根據(jù)所述判斷結(jié)果并結(jié)合所述時間差和一預(yù)設(shè)偏移量獲得統(tǒng)計圖譜包括：

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為所述第一幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的和以得到所述統(tǒng)計圖譜的正向部分；

在判斷出所述第一脈沖信號的幅值為第二幅值時，計算所述時間差與所述預(yù)設(shè)偏移值的差以得到所述統(tǒng)計圖譜的負(fù)向部分。

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，所述正電子湮沒壽命譜測量系統(tǒng)還包括：

屏蔽裝置，設(shè)置在所述第一探測器與所述第二探測器之間。

具體實(shí)現(xiàn)正電子湮沒壽命譜測量的功能步驟與上述方法發(fā)明實(shí)施方式中相同，因此在此不再贅述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其他實(shí)施例。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本公開的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限。