CheMin для ученых mars.nasa.gov (находится здесь ) говорит (примерно на полпути):
Обнаружение рентгеновских фотонов с помощью ПЗС
CheMin будет использовать формирователь изображения с передачей кадров E2V CCD-224 600 × 600, работающий с областью сбора данных 600 × 582. Размер пикселей в массиве 40 × 40 мкм2, толщина активной области из глубоко обедненного кремния 50 мкм. Пассивирующий слой передней поверхности утончается на значительной части площади активного пикселя. Этот имидж-сканер представляет собой современную версию E2V CCD-22, специально созданную для применения в рентгеновской астрономии. Большой размер отдельных пикселей приводит к тому, что больший процент рентгеновских фотонов рассеивает свой заряд внутри одного пикселя, а не распределяет заряд между пикселями. Расширенная глубокая зона истощения приводит к повышению эффективности сбора заряда для рентгеновских лучей высокой энергии. Тонкий пассивирующий слой делает ПЗС чувствительной к относительно низкоэнергетическому рентгеновскому излучению.
Чтобы во время анализа ПЗС не подвергалась воздействию фотонов в видимом диапазоне энергий (из-за индуцированной рентгеновским излучением оптической флуоресценции), перед детектором помещается алюминиевая пленка толщиной 150 нм, нанесенная на полиимидную пленку с сопротивлением ~ 2000 Ангстрем.Сам детектор охлаждается до заданной температуры минус 60°C, но фактическая температура ПЗС будет зависеть от температуры верхней поверхности корпуса ровера. За счет охлаждения ПЗС устраняется темновой ток и уменьшаются последствия повреждения решетки кремния нейтронами от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ) и научного прибора ДАН. Если температура для анализа не достигает минус 60°C, темновой ток будет увеличиваться, и нейтронное повреждение ПЗС начнет отрицательно сказываться на эффективности переноса заряда (CTE), что приведет к более высокому фоновому счету и увеличению полной ширины наполовину максимума (FWHM). ) в рентгеновских пиках.
Российский «научный прибор ДАН» или « Динамическое альбедо нейтронов» генерирует нейтроны и освещает ими марсианскую поверхность, поэтому опасения по поводу повреждения кристалла относительно толстого активного объема ПЗС неудивительны:
Прибор Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) — это эксперимент, установленный на марсоходе Curiosity Марсианской научной лаборатории. Это импульсный источник нейтронов с герметичной трубкой и детектор, используемый для измерения содержания водорода, льда и воды на поверхности Марса или вблизи нее. Прибор состоит из детекторного элемента (ДЭ) и генератора импульсных нейтронов (ИНГ) с энергией 14,1 МэВ. Время затухания нейтронов измеряется ДЭ после каждого нейтронного импульса от ИНГ. ДАН был предоставлен Федеральным космическим агентством России, финансируется Россией и находится под руководством главного исследователя Игоря Митрофанова.
Но я никогда раньше не слышал о нейтронах от РИТЭГов.
У Curiosity есть MMRTG; Многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор на основе 238Pu. По плутонию-238; Кардиостимуляторы с ядерным двигателем, которые мы использовали, чтобы поместить 238Pu внутрь людей для питания живительных кардиостимуляторов, поэтому он не может быть сильным источником нейтронов, и вся идея состоит в том, что альфа-частицы очень малого радиуса действия останавливаются внутри самого материала, термализуясь, делая его достаточно безрадиационный источник, который можно держать рядом с космонавтами и чувствительной электроникой .
Нейтроны могут возникать как в результате ядерного деления , так и в результате испускания бета-запаздывающих нейтронов: ( 1 , 2 , 3 , 4 ).
Вопрос: Генерирует ли РИТЭГ Curiosity нейтроны, как предполагает эта веб-страница системы обнаружения рентгеновского излучения CheMin НАСА? Если да, то откуда берутся нейтроны, поскольку 238Pu распадается с испусканием альфа-частиц?
Существует два основных источника нейтронов, образующихся в РИТЭГи на базе:
Взаимодействие α-частиц с легкими ядрами дает около 90 % полного испускания нейтронов, т.е. первичного альфа-излучения. Тем не менее, этот низкий относительный уровень приводит к значительному количеству радиации: Perseverance использует 4,8 кг топлива с активностью , в результате чего суммарно нейтронов в секунду.
@fraxinus упомянул примеси. Действительно, содержится в значительном количестве (кажется, 10-15%). К счастью, он также испускает альфа-частицы, но с меньшей скоростью из-за более длительного срока службы.
основной источник:
РАДИАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА 238Pu, ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ДЛЯ ИЗОТОПНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ, Дин Х. Стоддард и Эдвард Л. Альтенезиус, 1965 г.
фраксинус