Loading AI tools
来自维基百科,自由的百科全书
阿尔发粒子X射线光谱仪(alpha particle X-ray spectrometer),英文简称“APXS”,是一种光谱仪,用于分析散发α粒子样品以及受α粒子或X射线照射后,反射X射线荧光的样品元素成分[1]。这种分析样品元素构成的方法最常用于航天任务,因为航天任务要求探测设备重量轻、体积小、功耗低。其他方法(如质谱法)速度更快,不需使用放射性物质,但需要更大的设备和更高的功耗。“阿尔法质子X射线光谱仪”是一种变型光谱仪,例如安装在探路者任务上的阿尔法质子X射线光谱仪也能探测质子。
多年来,这种仪器的几种改进型,如不带X射线的阿尔发粒子光谱仪(APS)或阿尔发质子X射线光谱仪(APXS)已应用于:勘测者5-7号[2]、火星探路者号[3]、火星96[4]、火星探测漫游者[5]、福玻斯计划[6]、火星科学实验室和菲莱彗星着陆器等[7][8]。APS/APXS设备也将应用于包括钱德拉扬2号月球车在内的未来几项任务中[9]
阿尔发粒子X射线光谱仪采用α粒子、质子和X射线等多种辐射形式,α粒子、质子和X射线都是不稳定原子在放射性衰变过程中所发射的。α粒子的一种常见来源是锔244,它放射能量为5.8兆电子伏特的粒子;而钚240在衰变过程中会辐射出14和18千电子伏特的X射线。火星探测车搭载的光谱仪所用辐射源是强度约为30毫居里(1.1吉贝克)的锔244.[10]。
如果某些具有一定能量的阿尔法粒子与原子核碰撞,它们就会被反射到探测器。在接近180°角度内的卢瑟福背散射物理定律完全遵守能量守恒和线性动量守恒,使得计算被阿尔法粒子击中的原子核质量成为可能。
轻元素吸收阿尔法粒子更多的能量,而重原子核则几乎以阿尔法粒子相同的能量反射。散射的α粒子能谱显示,初始α粒子的峰值从25%到近100%,该光谱可用于测定样品的成分,尤其是较轻的元素成分。低反向散射率使得需要长时间的照射,大约需要10小时。
部分α粒子会被原子核吸收,[α,质子]过程将产生出具有一定能量,可探测到的质子,使用这种方法可检测钠、镁、硅、铝和硫等。此方法仅用于火星探路者上的阿尔发粒子X射线光谱仪,对于火星探测车上的质子探测器,则被第二种阿尔法粒子传感器取代,所以它也被称为阿尔发粒子X射线光谱仪。
阿尔法粒子也能激射出原子内壳层(K和L壳层)电子,产生的空位将由外壳层的电子来填充,从而产生出一种独特的X射线辐射。这一过程被称为“粒子诱导X射线辐射”,相对容易检测,对较重的元素具有最佳的灵敏度和分辨率。
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.