Alfa parçacığı X-ışını spektrometresi - Alpha particle X-ray spectrometer

APXS ayrıca Apache web sunucuları için bir uzantı olan AP ache e X ten S ion aracının kısaltmasıdır .
Alfa parçacığı X-ışını spektrometresi (sol üstte) , Mars Pathfinder Sojourner gezgininin arkasında APXS (sağ üstte) , MSL Curiosity'nin cetvelli alfa parçacığı X-ışını spektrometresi (altta) .

Bir alfa parçacığı X-ışını spektrometresi ( apsx ) a, spektrometre dağınık bir numunenin kimyasal element bileşiminin analiz alfa parçacıkları ve floresan X-ray numuneden sonra radyoaktif kaynaklardan alfa parçacıkları ve X-ışınları ile ışımaya tabi tutulur. Bir numunenin temel bileşimini analiz etmenin bu yöntemi, çoğunlukla düşük ağırlık, küçük boyut ve minimum güç tüketimi gerektiren uzay görevlerinde kullanılır. Diğer yöntemler (örneğin kütle spektrometrisi ) daha hızlıdır ve radyoaktif malzemelerin kullanımını gerektirmez, ancak daha fazla güç gereksinimi olan daha büyük ekipman gerektirir. Bir varyasyon, aynı zamanda protonları da algılayan Pathfinder görevinde olduğu gibi alfa proton X-ışını spektrometresidir .

Yıllar boyunca, APS (X-ışını spektrometresi olmadan) veya APXS gibi bu tür enstrümanın birkaç değiştirilmiş versiyonu uçtu: Surveyor 5-7 , Mars Pathfinder , Mars 96 , Mars Keşif Rover , Phobos , Mars Bilim Laboratuvarı ve Philae kuyruklu yıldız inişçisi . APS/APXS cihazları, Chandrayaan-2 ay roverı da dahil olmak üzere yaklaşan birçok göreve dahil edilecek .

Kaynaklar

APXS'de çeşitli radyasyon biçimleri kullanılmaktadır. Alfa parçacıkları , protonlar ve X-ışınları içerirler . Kararsız atomların radyoaktif bozunması sırasında alfa parçacıkları, protonlar ve X ışınları yayılır. Alfa parçacıklarının yaygın bir kaynağı curium-244'tür . 5,8 MeV enerjili parçacıklar yayar . Plütonyum-240'ın bozunması sırasında 14 ve 18 keV X-ışınları yayılır . Mars Keşif Rovers 'Athena yükü yaklaşık 30 kaynağı gücü ile curium-244 kullanır miliküri (1.1  GBq ).

Alfa parçacıkları

Sojourner , Yogi Rock'ın APXS ölçümünü alıyor.

Tanımlanmış bir enerjiye sahip bazı alfa parçacıkları, bir atom çekirdeği ile çarpışırlarsa dedektöre geri saçılır. Rutherford'un 180°'ye yakın bir açıyla geri saçılmasının fiziksel yasaları , enerjinin korunumu ve lineer momentumun korunumudur . Bu, alfa parçacığının çarptığı çekirdeğin kütlesini hesaplamayı mümkün kılar.

Hafif elementler alfa parçacığının daha fazla enerjisini emerken, alfa parçacıkları neredeyse aynı enerjiyle ağır çekirdekler tarafından yansıtılır. Saçılan alfa parçacığının enerji spektrumu, ilk alfa parçacıklarının %25'inden yaklaşık %100'üne kadar tepeler gösterir. Bu spektrum, özellikle daha hafif elementler için numunenin bileşimini belirlemeyi mümkün kılar. Düşük geri saçılma oranı, yaklaşık 10 saat gibi uzun süreli ışınlamayı gerekli kılar.

protonlar

Alfa parçacıklarının bir kısmı atom çekirdeği tarafından emilir. [alfa,proton] işlemi, tespit edilen tanımlanmış bir enerjinin protonlarını üretir. Sodyum , magnezyum , silikon , alüminyum ve kükürt bu yöntemle tespit edilebilir. Bu yöntem yalnızca Mars Pathfinder APXS'de kullanıldı. İçin Mars Keşif avareleri proton detektörü, ikinci bir alfa taneciği, algılayıcı ile değiştirildi. Bu yüzden alfa parçacık X-ışını spektrometresi olarak da adlandırılır.

Röntgen

Alfa parçacıkları ayrıca bir atomun iç kabuğundan (K- ve L-kabuğu) elektronları çıkarabilir. Bu boşluklar, karakteristik bir X-ışını emisyonu ile sonuçlanan dış kabuklardan elektronlar tarafından doldurulur. Bu süreç partikül kaynaklı X-ışını emisyonu olarak adlandırılır ve tespit edilmesi nispeten kolaydır ve daha ağır elementler için en iyi hassasiyet ve çözünürlüğe sahiptir.

Spesifik enstrümanlar

Galeri

Referanslar

Dış bağlantılar