Materialforschung mit Positronen: Von der Doppler-Spektroskopie zur

Inhalt
1 Einleitung........................................................................................................................... 1
2 Positronen als Fehlstellensonden....................................................................................... 5
2.1 Positronenquellen ........................................................................................................ 6
2.1.1 Langlebige + -Strahler ..................................................................................... 6
2.1.2 Kurzlebige + -Strahler durch Aktivierung....................................................... 7
2.1.3 Konversion von -Strahlung über Paarbildung ................................................ 8
2.2 Wechselwirkung von Positronen mit Materie ........................................................... 11
2.2.1 Oberflächeneffekte......................................................................................... 11
2.2.2 Energieverlust und Thermalisation ................................................................ 12
2.2.3 Reichweite von Positronen in Materie ........................................................... 13
2.2.4 Diffusion......................................................................................................... 16
2.2.5 Einfang in Defekte ......................................................................................... 16
2.2.6 Annihilation.................................................................................................... 18
2.3 Lebensdauer-Spektroskopie....................................................................................... 20
2.3.1 Klassische Sandwich-Geometrie: - Koinzidenz.......................................... 20
2.3.2 Neue Szintillatoren......................................................................................... 21
2.3.3--Koinzidenz............................................................................................... 22
2.4 Doppler-Spektroskopie .............................................................................................. 24
2.4.1 Der 2-Gamma Zerfall..................................................................................... 24
2.4.2 Positronium .................................................................................................... 27
2.5 Aufbereitung der Doppler-Daten............................................................................... 29
2.5.1 Stabilisierung.................................................................................................. 29
2.5.2 Untergrundreduktion zur Auswertung der Linienform .................................. 31
2.5.3 Energieauflösung bei 511 keV ....................................................................... 34
2.6 Die chemische Umgebung der Fehlstelle .................................................................. 35
2.6.1 Koinzidenzmessungen.................................................................................... 36
2.6.2 Hochimpulsanalyse ........................................................................................ 44
2.6.3 Untersuchung von Ausscheidungen in einer Al-Cu-Mg Legierung............... 52
3 Positronen-Mikrosonden.................................................................................................. 61
3.1 Ein Überblick aktueller Projekte................................................................................ 61
3.2 Die Bonner Positronen-Mikrosonde (BPM).............................................................. 63
3.2.1 Funktionsweise der BPM ............................................................................... 63
3.2.2 Eine miniaturisierte Positronenquelle ............................................................ 66
3.2.3 Strahljustage und optische Strahlverkleinerung............................................. 69
4 Plastizität und Materialermüdung.................................................................................... 73
4.1 Nachweis der Plastizität mit Positronen .................................................................... 74
4.2 Abbildung von Deformationszonen – Ein Überblick ................................................ 78
4.2.1 Zerstörende Methoden.................................................................................... 78
4.2.2 Zerstörungsfreie Methoden ............................................................................ 81
4.2.3 Ein kurzer Vergleich der Methoden............................................................... 87
4.3 Abbildung von Deformationszonen mit Positronen .................................................. 89
4.3.1 Die plastische Zone vor einer Rißspitze......................................................... 89