Automated data acquisition and analysis system for positron annihilation spectroscopy - Umer, Muhammad Adil (My University, 2019)
Çalışma alanımızda başarılı bir araştırma gercekleştirmemiz, veri toplama modüllerinin, donanımsal uyum içinde bulunmalarıyla birlikte veri analizi stratejisine dayanır. Bu deney çok yüksek sayıda modül ve veri yollarıyla kurulmuş olmasa da ciddi bir düzeyde gözetime ihtiyaç duyar.Bu çalışmada detaylandırılan sistem, C # .NET uygulaması ve bazı komut istemleri tarafından desteklenen National Instruments™ LabVIEW'da tasarlanmış bir yazılım uygulaması tarafından izlenir ve kontrol edilmektedir. Yazılım çözümü tamamen Windows© platformuna yöneliktir. Sistemin fiziki yapısı; sıcaklık kontrolü sağlayan bir sirkülatör, HPGe ve baryum florür sintilatörleri, “gecikme”, zaman-genlik dönüştürücüsü ve diferansiyel diskriminatör modüllerinden oluşmaktadır.Bu çalışmanın sonunda oluşturulan sistem, herhangi bir örnek materyalin ayrı ayrı veya birlikte DBAR ve PALS analizi için otomatik rutinleri çalıştırmak için kullanılabilir. Doppler Genişleme Yokolma Radyasyonu (DBAR) ve Pozitron Yokolma Ömür Spektroskopisi (PALS) teknikleri, gama ışınları ile etkileşen elektron ve pozitronların yok edilmesine dayanır. Pozitron, malzeme ile etkileşime girdikten sonra hızla termal bir dengeye ulaşır, yokolmadan önce, bir elektronu yakalar ve kısa bir ömrü olan pozitronyum oluşur. Bunun kısa bir süre sonrasında meydana gelen electron-pozitron yokolması Doppler kaymasını sergiler, bunun nedeni pozitronyumun momentumudur. Bu yöntem, yayılan gama ışınlarının enerjilerinin, elektronların momentum dağılımına bağlı olmasından dolayı malzeme analizinde kullanılabilir. PALS, malzemenin içyapısı hakkında fikir oluşumunu, pozitronların malzemeyle etkileşim soncundan yokolmaları için geçen süreyi kullanarak sağlar – yokolma, malzemenin kusurlarıyla doğru orantılı bir şekilde gecikir çünkü pozitronun etkileşebileceği elektrona ulaşması daha uzun sürer.

Our field of interest requires a hardware-coordination between acquisition modules and a data analysis strategy to successfully conduct research. Though our experiments do not include a huge number of modules and acquisition channels, the amount of monitoring it requires is huge. The system detailed in this study is monitored and controlled by a software application designed in National Instruments™ LabVIEW, which is supported by a C#.NET application and some command line scripts. The software solution is entirely targeted to Windows© platform. The tangible part of the system consists of a circulator for temperature management, HPGe and Barium Fluoride scintillators, a “delay” module Time-to-Amplitude Converter (TAC), and Differential Discriminators. The system formed at the end of this study can be used to run automated routines for DBAR and PALS analysis of any given sample material, separately or together. Doppler Broadening Annihilation Radiation (DBAR) and Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS) techniques are based on annihilation of positrons and electrons upon interaction, emitting gamma rays. The positron would quickly reach a thermal equilibrium upon interaction with the material, before annihilation, and ‘catch’ an electron to annihilate with; forming a short living positronium. The annihilation occurring shortly afterwards would be Doppler-shifted, reason being the momentum of the formed positronium. This can be used in material analysis as the energies of emitted gamma rays would depend on the momentum distribution of electrons. PALS helps form the idea of internal structure of a material using the time it takes for the positron to annihilate after interacting with the material – annihilation would be delayed as much as the material is defected, as it would take longer for the positron to interact with an electron.
Keywords: Data Analysis; Fizik; PALS; Physics; Pozitron Yokolma Spektroskopisi; Signal Processing; Sinyal İşleme; Veri Analizi Positron Annihilation Spectroscopy