อ่าน 4 นาที
เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา
เครื่อง สเปกโตรมิเตอร์เอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟา ( APXS ) เป็น เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ ที่วิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างจาก อนุภาคอัลฟา ที่กระเจิง และ รังสี เอ็กซ์ฟลูออเรสเซนต์...
เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา
- APXS เป็นตัวย่อของApache e X ten S ion tool ซึ่งเป็นส่วนเสริมสำหรับเว็บเซิร์ฟเวอร์Apache
เครื่องสเปกโตรมิเตอร์เอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟา ( APXS ) เป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ที่วิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างจากอนุภาคอัลฟา ที่กระเจิง และรังสี เอ็กซ์ฟลูออเรสเซนต์ หลังจากที่ตัวอย่างได้รับรังสีจากอนุภาคอัลฟาและรังสีเอ็กซ์จากแหล่งกำเนิดรังสี[ 1 ]วิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างนี้มักใช้ในภารกิจอวกาศ ซึ่งต้องการน้ำหนักเบา ขนาดเล็ก และใช้พลังงานน้อยที่สุด วิธีการอื่นๆ (เช่นสเปกโตรเมตรีมวล ) นั้นเร็วกว่า และไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุกัมมันตรังสี แต่ต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่กว่าและใช้พลังงานมากกว่า อีกรูปแบบหนึ่งคือเครื่องสเปกโตรมิเตอร์เอ็กซ์เรย์โปรตอนอัลฟาเช่นที่ใช้ในภารกิจ Pathfinderซึ่งตรวจจับโปรตอนด้วย
ตลอดหลายปีที่ ผ่านมามีการนำเครื่องมือประเภทนี้ที่ได้รับการดัดแปลงหลายเวอร์ชัน เช่น APS (โดยไม่มีสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอ็กซ์) หรือ APXS ขึ้นบิน ได้แก่Surveyor 5-7 [ 2 ] Mars Pathfinder [ 3 ] Mars 96 [ 4 ] Mars Exploration Rover [ 5 ] Phobos [ 6 ] Mars Science Laboratoryยานลงจอดดาวหาง Philae [ 7 ] [ 8 ]และยานสำรวจดวงจันทร์ Chandrayaan -3 [ 9 ] อุปกรณ์ APS/APXS จะถูกรวมอยู่ในภารกิจที่จะเกิดขึ้นในอนาคตหลายภารกิจ
แหล่งที่มา
APXS ใช้รังสีหลายรูปแบบ ได้แก่อนุภาคอัลฟาโปรตอนและรังสีเอ็กซ์อนุภาคอัลฟา โปรตอน และรังสีเอ็กซ์ถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร แหล่งกำเนิดอนุภาคอัลฟาที่พบได้ทั่วไปคือคูเรียม-244ซึ่งปล่อยอนุภาคที่มีพลังงาน 5.8 MeVรังสีเอ็กซ์ที่มีพลังงาน 14 และ 18 keV ถูกปล่อยออกมาในการสลายตัวของพลูโทเนียม-240 อุปกรณ์ Athena ของ ยานสำรวจดาวอังคารใช้คูเรียม-244 ที่มีความเข้มข้นประมาณ 30 มิลลิคูรี (1.1 GBq ) [ 10 ]
อนุภาคอัลฟา

อนุภาคอัลฟาบางส่วนที่มีพลังงานที่กำหนดไว้จะกระเจิงกลับไปยังตัวตรวจจับหากพวกมันชนกับนิวเคลียสของอะตอม กฎทางฟิสิกส์สำหรับการกระเจิงกลับของรัทเทอร์ฟอร์ดในมุมที่ใกล้เคียง 180° คือการอนุรักษ์พลังงานและการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงเส้นซึ่งทำให้สามารถคำนวณมวลของนิวเคลียสที่ถูกอนุภาคอัลฟาชนได้
ธาตุเบาดูดซับพลังงานของอนุภาคอัลฟาได้มากกว่า ในขณะที่นิวเคลียสหนักจะสะท้อนอนุภาคอัลฟาด้วยพลังงานที่เกือบเท่ากัน สเปกตรัมพลังงานของอนุภาคอัลฟาที่กระเจิงแสดงยอดตั้งแต่ 25% จนถึงเกือบ 100% ของอนุภาคอัลฟาเริ่มต้น สเปกตรัมนี้ทำให้สามารถกำหนดองค์ประกอบของตัวอย่างได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับธาตุเบา อัตราการกระเจิงกลับที่ต่ำทำให้จำเป็นต้องฉายรังสีเป็นเวลานาน ประมาณ 10 ชั่วโมง
โปรตอน
อนุภาคอัลฟาบางส่วนถูกดูดซับโดยนิวเคลียสของอะตอม กระบวนการ [อัลฟา-โปรตอน] จะสร้างโปรตอนที่มีพลังงานที่กำหนดไว้ซึ่งสามารถตรวจจับได้โซเดียม แมกนีเซียม ซิลิคอนอะลูมิเนียม และกำมะถันสามารถตรวจจับได้ด้วยวิธีนี้ วิธีนี้ใช้เฉพาะในเครื่องตรวจวัดรังสีเอกซ์ APXS ของยานสำรวจดาวอังคารเท่านั้น สำหรับยานสำรวจดาวอังคารรุ่นอื่นๆเครื่องตรวจจับโปรตอนถูกแทนที่ด้วยเซ็นเซอร์อนุภาคอัลฟาตัวที่สอง ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าเครื่องสเปกโทรเมตรเอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟา
เอ็กซ์เรย์
อนุภาคอัลฟาสามารถขับอิเล็กตรอนออกจากวงโคจรชั้นใน (วงโคจร K และ L) ของอะตอมได้ ช่องว่างเหล่านี้จะถูกเติมเต็มด้วยอิเล็กตรอนจากวงโคจรชั้นนอก ซึ่งส่งผลให้เกิดการปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะ กระบวนการนี้เรียกว่าการปล่อยรังสีเอกซ์ที่เกิดจากอนุภาคและตรวจจับได้ค่อนข้างง่าย โดยมีความไวและความละเอียดที่ดีที่สุดสำหรับธาตุหนัก
เครื่องมือเฉพาะ
- Alpha-Xสำหรับยานลงจอด DAS บนโฟบอส 1 และโฟบอส 2 [ 6 ] [ 11 ]
- ALPHAสำหรับยานลงจอด Mars 96 ความร่วมมือระหว่างเยอรมนี รัสเซีย และสหรัฐอเมริกา[ 12 ]
- เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์โปรตอนอัลฟาสำหรับ ยาน สำรวจดาวอังคารโดยสถาบันแม็กซ์พลังค์และมหาวิทยาลัยชิคาโก[ 13 ]
- เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟาสำหรับยานสำรวจดาวอังคาร Spirit ( MER-A) และOpportunity (MER-B) [ 14 ] [ 15 ]
- เครื่องสเปกโตรมิเตอร์เอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟาสำหรับคิวริโอซิตี (MSL) หัวหน้าผู้ตรวจสอบ APXS ของคิวริโอซิตีคือRalf Gellertนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Guelphในออนแทรีโอประเทศแคนาดา ได้รับการพัฒนาและให้ทุนโดยองค์การอวกาศแคนาดาโดยการดำเนินงานยังได้รับการสนับสนุนจาก Guelph และหน่วยงานบริหารอวกาศของสหรัฐอเมริกา[ 16 ]
- เครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์อนุภาคอัล ฟา สำหรับฟิเล ยานลงจอดขององค์การอวกาศยุโรปที่ติดอยู่กับโรเซตตาเพื่อศึกษาดาวหาง67P/Churyumov– Gerasimenko [ 7 ]
แกลเลอรี
- หิน " Bonanza King " บนดาวอังคาร – ทำความสะอาดด้วย " เครื่องมือขจัดฝุ่น " (17 สิงหาคม 2557)
- หิน " Bonanza King " บนดาวอังคาร – ถูกปกคลุมด้วยฝุ่นและเจาะสำรวจเบื้องต้น (11 กันยายน 2014)
- หิน " Bonanza King " บนดาวอังคาร – การเจาะหยุดลงเนื่องจากหินหลวม (11 กันยายน 2014)
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องวัดสเปกตรัมรังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา (APXS)ในวิกิมีเดียคอมมอนส์- H. Wänke; J. Brückner; G. Dreibus; R. Rieder; I. Ryabchikov (2001). "องค์ประกอบทางเคมีของหินและดินที่ไซต์ Pathfinder". Space Science Reviews . 96 (1/4): 317– 330. Bibcode : 2001SSRv...96..317W . doi : 10.1023/A:1011961725645 .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา
เครื่อง สเปกโตรมิเตอร์เอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟา ( APXS ) เป็น เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ ที่วิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างจาก อนุภาคอัลฟา ที่กระเจิง และ รังสี เอ็กซ์ฟลูออเรสเซนต์...
แหล่งที่มา
APXS ใช้รังสีหลายรูปแบบ ได้แก่ อนุภาคอัลฟา โปรตอน และ รังสี เอ็กซ์ อนุภาคอัลฟา โปรตอน และรังสีเอ็กซ์ถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร แหล่งกำเนิดอนุภาคอัลฟาที่พบได้ทั่วไปคือ คูเรียม-244 ซึ่งปล่อยอนุภาคที่มีพลังงาน 5.
อนุภาคอัลฟา
อนุภาคอัลฟาบางส่วนที่มีพลังงานที่กำหนดไว้จะกระเจิงกลับไปยังตัวตรวจจับหากพวกมันชนกับนิวเคลียสของอะตอม กฎทางฟิสิกส์สำหรับ การกระเจิงกลับของรัทเทอร์ฟอร์ด ในมุมที่ใกล้เคียง 180° คือ การอนุรักษ์พลังงาน และการอนุรักษ์ โมเมนตัมเชิงเส้น...
โปรตอน
อนุภาคอัลฟาบางส่วนถูกดูดซับโดยนิวเคลียสของอะตอม กระบวนการ [อัลฟา-โปรตอน] จะสร้างโปรตอนที่มีพลังงานที่กำหนดไว้ซึ่งสามารถตรวจจับได้ โซเดียม แมกนีเซียม ซิลิคอน อะลูมิเนียม และกำมะถัน สามารถ ตรวจ จับได้ด้วย วิธี นี้ วิธีนี้ใช้เฉพาะในเครื่องตรวจวัดรังสีเอกซ์ APXS...