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阿爾發粒子X射線光譜儀（alpha particle X-ray spectrometer），英文簡稱「APXS」，是一種光譜儀，用於分析散發α粒子樣品以及受α粒子或X射線照射後，反射X射線螢光的樣品元素成分[1]。這種分析樣品元素構成的方法最常用於航天任務，因為航天任務要求探測設備重量輕、體積小、功耗低。其他方法（如質譜法）速度更快，不需使用放射性物質，但需要更大的設備和更高的功耗。「阿爾法質子X射線光譜儀」是一種變型光譜儀，例如安裝在探路者任務上的阿爾法質子X射線光譜儀也能探測質子。
多年來，這種儀器的幾種改進型，如不帶X射線的阿爾發粒子光譜儀（APS）或阿爾發質子X射線光譜儀（APXS）已應用於：勘測者5-7號[2]、火星探路者號[3]、火星96[4]、火星探測漫遊者[5]、福玻斯計劃[6]、火星科學實驗室和菲萊彗星著陸器等[7][8]。APS/APXS設備也將應用於包括錢德拉揚2號月球車在內的未來幾項任務中[9]
阿爾發粒子X射線光譜儀採用α粒子、質子和X射線等多種輻射形式，α粒子、質子和X射線都是不穩定原子在放射性衰變過程中所發射的。α粒子的一種常見來源是鋦244，它放射能量為5.8兆電子伏特的粒子；而鈽240在衰變過程中會輻射出14和18千電子伏特的X射線。火星探測車搭載的光譜儀所用輻射源是強度約為30毫居里（1.1吉貝克）的鋦244.[10]。
如果某些具有一定能量的阿爾法粒子與原子核碰撞，它們就會被反射到探測器。在接近180°角度內的盧瑟福背散射物理定律完全遵守能量守恆和線性動量守恆，使得計算被阿爾法粒子擊中的原子核質量成為可能。
輕元素吸收阿爾法粒子更多的能量，而重原子核則幾乎以阿爾法粒子相同的能量反射。散射的α粒子能譜顯示，初始α粒子的峰值從25%到近100%，該光譜可用於測定樣品的成分，尤其是較輕的元素成分。低反向散射率使得需要長時間的照射，大約需要10小時。
部分α粒子會被原子核吸收，[α，質子]過程將產生出具有一定能量，可探測到的質子，使用這種方法可檢測鈉、鎂、矽、鋁和硫等。此方法僅用於火星探路者上的阿爾發粒子X射線光譜儀，對於火星探測車上的質子探測器，則被第二種阿爾法粒子傳感器取代，所以它也被稱為阿爾發粒子X射線光譜儀。
阿爾法粒子也能激射出原子內殼層（K和L殼層）電子，產生的空位將由外殼層的電子來填充，從而產生出一種獨特的X射線輻射。這一過程被稱為「粒子誘導X射線輻射」，相對容易檢測，對較重的元素具有最佳的靈敏度和解析度。
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