روش های اندازه گیری، در آزمایشگاه های فیزیک هسته ای و دیگر موسسه های تحقیقاتی، همواره اساس انجام آزمایش های مختلف در زمینه های گوناگون بوده است. این آزمایشگاهها دارای تجهیزات مدرن برای آشکار سازی و اندازه گیری تابش های آلفا، بتا و گامای تابشی از چشمه های گوناگون بوده و همچنین مجهز به سیستمهایی برای آشکارسازی، اندازه گیری و تحلیل تابش های هسته ای می باشند. آشکار سازهای نیمه رسانا و سوسوزن مانند ge(li) و nai(tl) همراه با وسایل الکترونیکی مورد نیاز برای انجام آزمایش ها مورد استفاده قرار می گیرند. برای تحلیل داده های تجربی، یک رایانه شخصی که نرم افزار تحلیل بر روی آن نصب شده است، مورد نیاز است. بیشتر تحقیقات فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای مربوط به آزمایش هایی با انرژی پایین می باشد. تحقیقات علمی فیزیک اتمی و هسته ای در محدوده ای گسترش یافته، که روش های مختلف تحلیل، مانندnmr, naa, pixe, xrf و طیف سنجی موسبائر را در رشته های مختلف علمی مورد مطالعه قرار داده اند و برای تحلیل کیفی و کمی عناصر گوناگون در صنعت، علوم زیستی، استخراج و ذوب فلزات باستان شناسی، هوا و فضا و اقتصاد و امنیت ملی مورد استفاده قرار گرفتند.

یکی از روشهای آزمایشگاهی طیف سنجی نابودی پوزیترون، طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون است که بر مبنای اندازه گیری طول عمر نابودی پوزیترون در محیط استوار است. طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون، به توزیع چگالی الکترونی محیط، به شدت حساس است. عیوبی با چگالی الکترونی کمتر، نظیر جابجا شدگی، جاهای خالی و خوشهها، منجر به طول عمرهای بیشتری میشود. از روش طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون، میتوان اطلاعاتی نظیر نوع و غلظت عیوب بلوری موجود در محیط را به دست آورد. در این پژوهش، نظریه طیف سنجی طول عمر نابودی مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس آرایشی از راه اندازی دستگاه طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون گزارش شده است. تفکیک پذیری زمانی سیستم در حدود 270 پیکوثانیه است. در نهایت طیف طول عمر برای نمونه آلومینیوم تجاری،تحلیل شده است.

نظریه ی تبادل مزونی بین نوکلئون ها، مبین این حقیقت است که در حیطه ی نیروی هسته ای قوی میدان گلوئونی و تبادل مزون ها عامل کنار هم قرار گرفتن نوکلئون ها در هسته می باشد. یکی از آزمایشات پراکندگی معمول در پدیده شناختی فیزیک هسته ای، مسئله پراکندگی بریک آپ نوکلئون-هسته ی سبک می باشد. مشاهده پذیرهای پراکندگی پروتون-دوترون کاونده ی حساسی برای بررسی اندرکنش نوکلئون-نوکلئون و اثرات نیروی سه نوکلئونی می باشند. در این پایان نامه، واکافتگی های برداری a_y و a_x برهم کنش بریک آپ پروتون-دوترون در یک پیکربندی خاص اندازه گیری و گزارش شده است. باریکه پروتون های فرودی با انرژی 190 مگاالکترون ولت با قطبش های بالا، پایین و بدون قطبش متناوباً بر هدف دوترونی فرود می آیند. آشکارساز بینا قادر به ثبت جهت حرکت و انرژی پروتون هایی است که در زوایای رو به جلو حرکت می کنند.

پدیده رادیولومینسانس ناشی از اندرکنش تابشهای یونیزه کننده با مواد فسفری است که آگاهی از اثرات آن با کشف اشعه ایکس در سال 1895 توسط ویلهلم کنراد رونتگن آغاز شد و تاکنون پژوهش های گسترده ای در این موضوع صورت گرفته است. این پدیده کاربردهای متعددی از جمله ساخت لامپ های کوچک، بدون مولد الکتریکی و دارای عمر طولانی، که از اهداف اصلی این بررسی می باشد، دارد. به منظور بررسی میزان نوردهی ناشی از تحت تابش قرار گرفتن مواد zns، zns(ag) ابتدا آنها را با استفاده از اتیل الکل به صورت خمیر در آورده و توسط یک کاردک برروی پلاستیک های cr-39 که قبلأ مورد تابش آلفا و خوردگی شیمیایی قرار گرفته بودند مالش داده شدند. سپس پلاستیک های محتوی zns، zns(ag) در یک تاریک خانه مورد تابش آلفا و بتا قرار گرفته و فوتون های ایجاد شده از این اندرکنش با استفاده از pmt شمارش گردیدند. همچنین به منظور بررسی میزان نوردهی بلور nai(tl) و بلورهای nai اندرکنش آلفا و بتا با آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده دلالت بر تولید فوتون های بیشتر برای تابش آلفا نسبت به تابش بتا را دارد. همچنین بازده تولید نور نمونه ها با افزایش زمان پرتودهی cr-39 قبل از پرکردن آنها با zns و zns (ag) کاهش می یابد. بازده تولید نور zns تحت تابش های آلفا و بتا نسبت به zns (ag) تحت تابش های آلفا و بتا کاهش یافته است، بعلاوه بازده تولید نور nai تحت تابش های آلفا و بتا نسبت به nai (tl) تحت تابش های یکسان کاهش یافته است. همچنین بازده تولید نور در بلور nai (tl) نسبت به zns (ag) تحت تابش مشابه کمتر می باشد. نتایج نشان گر این مطلب است که تعداد فوتون های تولید شده از نمونه های مورد بررسی، توسط چشم قابل رویت می باشند و با طراحی مناسب می توان به لامپهای نورزای هسته ای (قابل رویت با چشم غیر مسلح) کوچک و غیرالکترونیکی دست یافت.

طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون روشی با ارزش و غیر مخرب در زمینه مطالعه مواد است، که می تواند برای مطالعات حجمی و سطحی به کار رود. این روش مبتنی بر سه روش اندازه گیری؛ تعیین طول عمر، پهن شدگی دوپلر و همبستگی زاویه ای فوتون های نابودی است. از روش اندازه گیری طول عمر برای تعیین اندازه عیب مواد و از روش پهن شدگی دوپلر برای شناسایی محیط پیرامون عیب استفاده می شود. روش طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون می تواند اطلاعاتی در مورد چگالی الکترونی، غلطت عیب، نوع عیب و اتمهای اطراف عیب ارائه دهد. روش تعیین طول عمر مبتنی بر طول عمر نابودی پوزیترون در محیط استوار است. منبع پوزیترون در این آزمایش چشمه با فعالیت می باشد که با ورقه هایی از جنس استیل به ضخامت پوشانده شد. آشکارسازهای به کار گرفته شده در این کار تحقیقی، آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی سریع مدل 850 nt- با پاسخ زمانی نانو ثانیه استفاده شده است که قدرت تفکیک پذیری زمانی کل سیستم با چشمه حدود ps 2±215 به دست آمد. لازم به ذکر است که پایداری سیستم با چشمه کبالت در حین انجام آزمایش بررسی شد. شمارش جمع آوری شده برای هر نمونه به دست آمد. در نهایت نمونه های سیلیکونی نوع که تحت تابش الکترون با مقادیر تابشی متفاوت kgy3، kgy12وkgy30 با حداقل جریان ma2/0قرار گرفته، با برنامه های lt ,pascual با سه مولفه طول عمر تجزیه و تحلیل شد. که اولین مولفه طول عمر مربوط به نابودی پوزیترون درچشمه و حدودps 186 ، دومین مولفه طول عمر مربوط به نابودی پوزیترون در حجم نمونه و حدودps 218 و سومین مولفه طول عمر مربوط به نابودی پوزیترون در عیوب با مقادیر متفاوت به دست آمد.