【摘要】 正电子湮灭(PAS)是一种核现象,基于爱因斯坦著名的质能等效方程,该方程在数学上表示为能量 (E)等于质量 (m)乘以光速 (c)的平方,即E=mc2。
正电子湮灭(PAS)是一种核现象,基于爱因斯坦著名的质能等效方程,该方程在数学上表示为能量 (E)等于质量 (m)乘以光速 (c)的平方,即E=mc2。当电子 (e-)在正面碰撞中与传入的高能正电子 (e+)相互作用时,该过程开始,它们完全湮灭并释放出1.002 MeV 的总能量,这对应于电子和正电子的组合静止质量。湮灭能量以光子的形式释放。在这个过程中产生的光子总数完全取决于电子和正电子湮灭的方式。
e-+e+→gamma quanta (γ)
这个湮灭的量子 (γ)给出了关于跃迁前正负电子对状态的概念。由于系统的总能量必须守恒,因此湮灭过程会在几乎180度时产生两个能量相等的光子,每个光子的能量为 0.511 MeV(0.511*2 = 1.022 MeV)。当一个已经进入固体材料的正电子已经被电子热化、扩散和湮灭时,反应会进一步发展。湮没率与材料中湮没位置的电子密度成正比。
湮没率α ne
在更精确的形式中,湮没率 (RA) 是
RA-σ υne= ro2cne
σ:湮没截面,υ:正电子速度,ne:电子密度,ro:经典电子半径,c:光速。从表达式中可以发现,湮没率与正电子速度υ无关,与电子密度成正比。 如果进入的正电子与结合能约为6.8 eV的氢原子非常相似的电子形成稳定状态,也会发生另一个有趣的特征。这被称为正电子(Ps),它也会湮灭。Ps通常存在于金属氧化物、分子材料、分子液体和气体中,但在金属中仍然不存在,它的湮灭使人们对其宿主介质有了一个认识。
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