Кіріспе

APXS – бұл сонымен қатар Apache eXtenSion құралының аббревиатурасы, Apache веб-серверлеріне арналған кеңейтім. Альфа бөлшектік рентген спектрометрі (APXS) – бұл сынама радиоактивті көздерден шыққан альфа бөлшектерімен және рентген сәулелерімен сәулеленгеннен кейін шашыраған альфа бөлшектері мен флуоресцентті рентген сәулелері арқылы оның химиялық элементтік құрамын талдайтын спектрометр. Үлгінің элементтік құрамын талдаудың осы әдісі көбінесе ғарыш миссияларында қолданылады, онда төмен салмақ, кішкентай өлшем және минималды қуат тұтыну қажеттілігі болады. Басқа әдістер (мысалы, массалық спектрометрия) жылдамырақ, радиоактивті материалдарды пайдалануды қажет етпейді, бірақ үлкен жабдық пен жоғары қуат талаптарын қажет етеді. Оның бір түрі – альфа-протондық рентген спектрометрі, мысалы, Pathfinder миссиясында қолданылған құрал, ол протондарды да анықтайды. Осы жылдар ішінде осы типтегі құралдардың бірнеше өзгертілген нұсқалары ұшырылды, мысалы, APS (рентгендік спектрометрсіз) немесе APXS: Surveyor 5, 7, Mars Pathfinder, Mars 96, Mars Exploration Rover, Phobos, Mars Science Laboratory және Philae кометалық қондырғысы. APS/APXS құрылғылары алдағы бірнеше миссияға, соның ішінде Chandrayaan 2 ай роверіне де енгізіледі.

Альфа бөлшектері

Белгіленген энергияның кейбір альфа бөлшектері атом ядросымен соқтығысқанда детекторға кері шашылады. 180 градусқа жақын бұрыштағы Разерфорд кері шашырауының физикалық заңдары – энергияның сақталуы және тура сызықты импульстің сақталуы. Бұл альфа бөлшегінің соқтығысқан ядроның массасын есептеуге мүмкіндік береді. Жеңіл элементтер альфа бөлшегінің көбірек энергиясын жұтады, ал ауыр ядролар альфа бөлшектерін дерлік сол энергиямен кері шашырады. Шашыраған альфа бөлшегінің энергия спектрі бастапқы альфа бөлшектерінің 25 пайызынан 100 пайызға дейінгі шыңдарды көрсетеді. Бұл спектр, әсіресе жеңіл элементтер үшін, сынаманың құрамын анықтауға мүмкіндік береді. Кері шашылу деңгейі төмен болғандықтан, ұзаққа созылған сәулелену қажет, шамамен 10 сағат.

Протондар

Альфа бөлшектерінің кейбіреуі атом ядроларымен сіңіріледі. [Альфа, протон] процесі белгілі бір энергиясы бар протондарды тудырады, олар анықталады. Натрий, магний, кремний, алюминий және күкірт осы әдіс арқылы анықталуы мүмкін. Бұл әдіс тек "Марс Pathfinder" APXS құралында қолданылған. "Марсты зерттеу роботтары" үшін протон детектор екінші альфа бөлшегі сенсорымен алмастырылды. Сондықтан, бұл құрал альфа бөлшегінің рентген спектрометрі деп те аталады.

Рентгендік

Альфа бөлшектері атомның ішкі қабығынан (К және L қабығы) электрондарды да шығара алады. Бұл бос орындар сыртқы қабықтардан келген электрондармен толтырылады, нәтижесінде сипаттамалық рентген сәулесі пайда болады. Бұл процеске бөлшектік индукцияланған рентген сәулесінің шығарылуы деп аталады және оны анықтау салыстырмалы түрде оңай, сонымен қатар ауыр элементтер үшін ең жоғары сезімталдыққа және ажыратымдылыққа ие.

Арнайы құралдар

Альфа-Х, Фобос 1 және Фобос 2 ғарыш аппараттарына арналған DAS қондырғысы. ALPHA, Марс 96 қондырғылары үшін. Германия, Ресей және АҚШ арасындағы ынтымақтастық. Альфа-протондық рентгендік спектрометр, Марс Pathfinder үшін Макс Планк институты және Чикаго университеті. Марсты зерттеу роверлері Spirit (MER A) және Opportunity (MER B) үшін Альфа бөлшектік рентген спектрометрі. Альфа бөлшектік рентген спектрометрі, Curiosity (MSL) үшін. Curiosity-дің APXS-інің жетекші ғалымы – Канаданың Онтарио штатындағы Гюльф университетінің физигі Ральф Геллерт. Ол Канада ғарыш агенттігімен әзірленді және қаржыландырылды, сондай-ақ Гуэлф және АҚШ ғарыш басқармасымен де қолдау көрсетілді. Альфа бөлшектік рентген спектрометрі, Philae үшін, Еуропалық ғарыш агенттігінің Rosetta аппаратына қосылған қондырғысы, 67P/Чурюмов-Герасименко кометасын зерттеу мақсатында.