پوزیترون‏های کند شده اهمیت زیادی در علوم مختلف از جمله بسیاری از شاخه‏های فیزیک، مواد، پزشکی، شیمی و غیره دارند. دستیابی به این گونه پوزیترون‏ها نیازمند به کندکننده‏ای است که پوزیترون‏های پر سرعت در آن انرژی خود را کم نموده و قبل از نابودی بتوانند از سطح آن گذار نمایند. کندکننده تنگستن به علت کاربرد آسان، بازدهی قابل قبول، تابع کار پوزیترونی منفی و پایداری خاصیت کندکنندگی‏اش در شرایط خلا و همچنین مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر کندکننده‏ها، در حال حاضر در تمام دنیا بسیار پرکاربرد می‏باشد. در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از روش‏های مختلفی از جمله نازک نمودن ورقه‏های تنگستن به روش خوردگی شیمیایی و تابکاری ورقه‏ها در دماهای بالا به کمک جریان الکتریکی، کیفیت این کندکننده‏ها بهبود یابد. نتایج تجربی و داده‏های تحقیق با طراحی و راه‏اندازی چیدمان اندازه‏گیری جدیدی که کم‏هزینه‏تر از سیستم‏های پیشنهاد شده در مقالات می‏باشد، به دست آمده است. نتایج تجربی حاصل شده برای تمام کندکننده‏ها قبل و بعد از تغییرات، رسم و با یکدیگر مقایسه شده است. در ابتدای آزمایش با ایجاد خلا به میزان mbar2-10 4/3 به افزایش 562 نابودی همزمانی در داخل هدف منجر شد که حکایت از افزایش برد همین تعداد پوزیترون در خلا بود. در مراحل بعدی با کم نمودن ضخامت ورقه کندکننده به میزان 10 و تغییر در طراحی چشمه، تعداد نابودی‏های همزمانی مقدار140عدد افزایش داشت که می‏توان این امر را ناشی از انجام خوردگی‏شیمیایی روی ورقه‏ها و همچنین مفید بودن تغییر در چشمه مورد نظر دانست. همچنین پس از قرار دادن کندکننده 17 تابکاری شده، بر خلاف افزایش در ضخامت نسبت به کندکننده 15، مقدار نابودی همزمانی باز هم افزایش و در مقایسه با حالت قبلی 77 عدد نابودی بیشتر را نشان داد که حکایت از تاثیر خوب تابکاری بر کندکننده دارد.

سوسوزنی یکی از روش های مهمی است که برای آشکارسازی تابش یوننده به کار می رود. طیف سنج های بسیاری در تصویر برداری پزشکی، فیزیک هسته ای و ذرات، آزمون های غیر مخرب، پراش پرتو ایکس و غیره بااین روش کار می کنند. به طوری که مزیت عمده این روش جامعیت آن است، و این نشان از اهمیت و ضرورت تحقیقات وسیع در زمینه شناخت ترکیبات سوسوزنی جدید دارد. در این پایان نامه خاصیت سوسوزنی برخی ترکیبات آلی و نمک فلزی، هنگامی که در ساختار سیلیکاژل قرار می گیرند، به صورت تجربی بررسی شده است. این سیلیکاژل ها از هیدرولیز تترا اتیل اورتوسیلیکات، و با استفاده از آب به عنوان عامل هیدرولیز و اسید کلریدریک به عنوان کاتالیزور بدست آمده اند. سعی نکردیم سیلیسیم دی اکساید را در ساختار سیلیکاژل جاسازی کنیم، چون این ترکیب در فرایند تشکیل ژل تولید می شود. برای بررسی خاصیت سوسوزنی هر یک از ترکیبات، طیف های جذبی و گسیلی و متعاقباً طیف های ارتفاع تپ آنها گزارش شده اند. با بررسی تعدادی ترکیب آلی در ساختار سیلیکاژل برای آنها سوسوزنی مشاهده نشد. هنگامی که به محلول همین ترکیبات آلی در ساختار سیلیکا اندکی نمک یدید سدیم اضافه کردیم موجب سوسوزنی این نمونه ها شد که با مطالعه و تحقیق بیشتر و فراهم نمودن شرایط فیزیکی ایده آل برای سیلیکاژل های ساخته شده می توان این نتایج را بهبود بخشید.

طیف سنجی نابودی پوزیترون یکی از ابزار تحقیقاتی شناخته شده برای مطالعه عیوب موجود در مواد است. در این روش، از باریکه های پوزیترون تک انرژی به جای چشمه های پوزیترون، استفاده می شود. در این پژوهش، ما یک دستگاه انتقال پوزیترون کند را شبیه سازی و طراحی کردیم. پس از بررسی مزایا و معایب روش های مختلف انتقال پوزیترون کند و امکانات موجود، سیستم انتقال مغناطیسی از نوع خمیده را برای این منظور انتخاب کردیم. این دستگاه شامل چشمه پوزیترون (_^22)na با شدت 2 میلی کوری، عدسی های الکتریکی متمرکز کننده و پیچه های حامل جریان برای هدایت باریکه در مسیر مناسب است. جزئیات فنی لنزهای الکتریکی و پیچه های مغناطیسی به کار رفته با استفاده از از نرم افزار cst particle studio شبیه سازی شده است. محفظه های خلا و لوله ی انتقال باریکه با نرم افزار solidworks 2011 طراحی شده است. اتاقک های خلأ به گونه ای طراحی شدند که در ابتدا تمامی شرایط لازم برای انجام آزمایش پهن شدگی دوپلری را دارا باشند و با اعمال تغییراتی امکان آزمایش طیف سنجی طول عمر پوزیترون را در آینده فراهم کند. برای تولید خلأ mbar ?10?^(-6) از یک پمپ روتاری و توربو استفاده کردیم که به صورت هماهنگ با یکدیگر کار می کنند.

روش طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون، روش جدیدی است که پژوهشگران در حال مطالعه، کشف کاربردهای جدید و تکمیل و بهبود آن هستند. این روش یکی از روش های طیف سنجی پوزیترون است. روش های طیف سنجی همواره برای بررسی ساختار مواد مختلف مورد توجه بوده اند. از کاربردهای مهم این روش می توان به تخمین میزان تاثیر تشعشعات پرتوزا بر روی ساختار موادی که در معرض این گونه تابش ها قرار گرفته اند اشاره نمود. در این پژوهش از دستگاه طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون، با تفکیک پذیری زمانی حدود 356 پیکو ثانیه استفاده شده است. نمونه های سیلیکونی نوع nوp رشد یافته به روش سی زورالسکی تحت تابش گامای ناشی از چشمه co60 واقع در سازمان انرژی اتمی ایران قرار گرفته اند. نمونه ها به ترتیب تحت تابش با دوزهای 12، 75و175 کیلوگری قرار گرفته اند. طیف های طول عمر نابودی پوزیترون در نمونه هاتوسط نرم افزار پاسکوال برازش شده اند. تحلیل طول عمر نابودی پوزیترون در نمونه های تابش خورده، بیانگر این واقعیت است که دوز های 12،75و175 کیلو گری از تابش گاما برای ایجاد عیب در نمونه سیلیکونی کافی نیستند.