Alfa částicový rentgenový spektrometr - Alpha particle X-ray spectrometer

APXS je také zkratka pro AP ache e X ten S ion tool, rozšíření pro webové servery Apache .
X-částicový rentgenový spektrometr (vlevo nahoře) , APXS v zadní části roveru Mars Pathfinder Sojourner (vpravo nahoře) , rentgenový spektrometr alfa částic MSL Curiosity s pravítkem (dole) .

Alfa částice rentgenový spektrometr ( apxs ) je spektrometr , který analyzuje chemický prvek složení vzorku z rozptýlených částic alfa , a fluorescenční rentgenové paprsky po vzorek se ozařuje alfa částic a rentgenového záření z radioaktivních zdrojů. Tato metoda analýzy elementárního složení vzorku se nejčastěji používá při vesmírných misích, které vyžadují nízkou hmotnost, malou velikost a minimální spotřebu energie. Jiné metody (např. Hmotnostní spektrometrie ) jsou rychlejší a nevyžadují použití radioaktivních materiálů, ale vyžadují větší zařízení s vyššími požadavky na výkon. Variantou je rentgenový spektrometr alfa protonů , například na misi Pathfinder , který také detekuje protony .

V průběhu let bylo létáno několik upravených verzí tohoto typu přístroje, jako je APS (bez rentgenového spektrometru) nebo APXS: Surveyor 5-7 , Mars Pathfinder , Mars 96 , Mars Exploration Rover , Phobos , Mars Science Laboratory a Philae přistávač komet . Zařízení APS/APXS budou součástí několika nadcházejících misí, včetně lunárního roveru Chandrayaan-2 .

Prameny

V APXS se používá několik forem záření. Zahrnují alfa částice , protony a rentgenové paprsky . Alfa částice, protony a rentgenové paprsky jsou emitovány během radioaktivního rozpadu nestabilních atomů. Společným zdrojem alfa částic je curium-244 . Vyzařuje částice s energií 5,8 MeV . Při rozpadu plutonia-240 jsou emitovány rentgenové paprsky 14 a 18 keV . The Mars Exploration Rover "Athena užitečného zatížení využívá curium-244 se zdrojem síly zhruba 30 millicuries (1,1  GBq ).

Částice alfa

Sojourner provádí měření APXS na Yogi Rock .

Některé částice alfa definované energie jsou zpětně rozptýleny do detektoru, pokud se srazí s atomovým jádrem. Fyzikální zákony pro Rutherfordův zpětný rozptyl v úhlu blízkém 180 ° jsou zachování energie a zachování lineární hybnosti . To umožňuje vypočítat hmotnost jádra zasaženého alfa částicí.

Lehké prvky absorbují více energie částice alfa, zatímco částice alfa jsou odraženy těžkými jádry téměř se stejnou energií. Energetické spektrum rozptýlené částice alfa vykazuje vrcholy od 25% do téměř 100% počátečních částic alfa. Toto spektrum umožňuje určit složení vzorku, zejména u lehčích prvků. Nízká míra zpětného rozptylu vyžaduje prodloužené ozařování, přibližně 10 hodin.

Protony

Některé částice alfa jsou absorbovány atomovými jádry. Proces [alfa, proton] produkuje protony definované energie, které jsou detekovány. Touto metodou lze detekovat sodík , hořčík , křemík , hliník a síru . Tato metoda byla použita pouze v Mars Pathfinder APXS. U rover Mars Exploration Rovers byl protonový detektor nahrazen druhým senzorem alfa částic. Říká se mu tedy také rentgenový spektrometr alfa částic.

rentgen

Částice alfa jsou také schopné vysunout elektrony z vnitřního obalu (K- a L-obalu) atomu. Tato volná místa jsou vyplněna elektrony z vnějších obalů, což má za následek vyzařování charakteristického rentgenového záření. Tento proces se nazývá rentgenová emise vyvolaná částicemi a je relativně snadno detekovatelný a má svou nejlepší citlivost a rozlišení pro těžší prvky.

Specifické nástroje

Galerie

Reference

externí odkazy