Microsoft Word N. Z. Ismay?lov Atmosferdenkenar astronomiya derslik doc
Yüklə 1,02 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 4.4. Rentgen teleskop və spektroqrafları
- 4.5. Rentgen şüalanma yaranmasının mexanizmləri
61
E E E 1 ~ / ∆ (4.2.1) Məsələn, E = 5.5 keV olarsa, E/∆E = 5. Saygacın kvant effektivliyi 90%-ə çatır. Sayğacın bir bölmədə sahəsi 300 sm 2 - dir. Bir neçə sayğacı birləşdirməklə ümumi sahəni 10 4 sm 2 -ə çatdırmaq olar. Fotonun ener$isi 20 keV-dən böyük olarsa rentgen fotonlarının atomlarla qarşılıqlı təsirinin effektiv kəsiyi kiçildiyinə görə qazboşalma sayğaclarının sayma qabiliyyəti azalır. Ona görə onların əvəzinə tərkibinə Tl və ya ssintiyasiya yaradan üzvi plastmas qatılmış Nac və ya cac kristallırından istifadə olunur. Yumşaq rentgen oblastında detektor kimi mikrokanallı lövhələr və YƏc-lər istifadə olunur.
Kosmosdan gələn rentgen fotonlarını qeyd etmək üçün detektor yalnız bir istiqamətdən açıqdır, qalan istiqamətlər qoruyucu ekranla örtülür. Ayırdetmə qabiliyyətini artırmaq üçün detektorlar görüş istiqamətini daraltmaq məqsədilə kollimatorla təmin olunurlar. Kollimatorlar lövhəli və modulyasiyalı olur. Lövhəli kollimator boru və ya qutudan ibarət olub iki tərəfdən açıqdır və arı şanı şəklində düzəldilir. Bununla da görüş istiqaməti məhdudlaşdırılır (şəkil 4.3.1). Belə detektorun ayırdetməsi 0.º5-dir. Modulyasiya kollimatoru diametri a ~ 0.1 mm və aralarındakı məsafə də elə həmin qədər olan olan iki sıra məftildən ibarətdir. Məftillərin cərgələri arasında məsafə d bu ölçülərdən xeyli böyükdür
62
(şəkil 4.3.2.). Şüalanan mənbənin kollimatora nəzərən istiqamətindən asılı olaraq üst cərgənin məftilləri, ya ikinci cərgəni
Şəkil 4.3.1. Lövhəli kollimatorun kəsiyi və iş prinsipi.
б 63
Şəkil 4.3.2. Modulyasiyalı ikiqəfəsli kollimator (a) və onun verdiyi siqnalın forması (b). qapayır, ya da onları açaraq üçbucaq şəkilli siqnallar yaradır. Siqnalın yazılmış formasını araşdırmaqla mənbənin bir koordinatını təxminən θ
~ 10' dəqiqliklə təyin etmək olar. Digər koordinatı təyin etmək üçün, ya səmanı kollimatorun başqa vəziyyətində nəzərdən keçirmək, ya da peyki öz oxu ətrafında fırlanmağa məcbur etməkdir. Sonuncu halda kollimator, modulyasiyalı rotator adlandırılır. Hər bir halda kollimatorun tətbiqi səmanın müəyyən oblastında müəyyən formalı xətalar intervalı verir, mənbə onun daxilində yerləşir.
Yuxarıda qeyd olunan qurğular qəbul edilən ener$ini gücləndirə bilmir. Ona görə də rentgen oblastı üçün xüsusi optikadan istifadə olunur. Müasir materiallar yalnız çox böyük düşmə bucağı altında (90º - yə yaxın) olan rentgen şüalarını əks etdirə bilir. Həm də kvantın ener$isi nə qədər çox olarsa, qayıtma bucağı da bir o qədər böyük olar. Ona görə də rentgen optikası bəzən çəp düşmə optikası adlanır. Rentgen teleskop, bir ox üzərində yerləşən çox böyük düşmə bucağına malik paraboloid və ya hiperboloid formalı iki güzgüdən ibarətdir. 4.4.1-ci şəkildən göründüyü kimi, böyük düşmə bucağı
64
lazım olduğundan, güzgünün effektiv kəsiyi çox kiçik olub, həm də düşən kvantın ener$i diapazonundan asılıdır. Yumşaq rentgen diapazonu üçün belə teleskop ilk dəfə «Eynşteyn» peykində istifadə olunmuşdur. Müasir teleskoplarda effektiv sahəni artırmaq üçün güzgü bir- birinin içərisinə geydirilmiş xüsusi ərintilərdən düzəldilmiş folqalardan ibarətdir. Məsələn, «Spektr-Rentgen-Qamma» peykində qurulan cET-X teleskopu ~ 3000 sm 2 toplama sahəsinə malikdir və xəyalı 10 keV spektral oblastına qədər bir zolaqda qura bilir. Alınmış siqnalı qeyd etmək üçün, fokal müstəviyə qazboşalma sayğacından ibarət tor qoyulur. «Eynşteyn» peykində maksimal ayırdetmə ~ 12 ″ ,
güzgülərin effektiv sahəsi isə ener$isi 0.25 keV olan fotonlar üçün 400 sm
2 , 4 keV olan fotonlar üçün isə 30 sm 2 olmuşdur. Müasir teleskopların ayırdetməsi isə saniyənin hissələri tərtibindədir. Rentgen
65
Şəkil 4.4.1. «Eynşteyn» peykində qurulmuş rentgen teleskopun sxemi.
oblastın spektral xarakteristikalarının öyrənilməsində bir neçə metoddan istifadə olunur. Yumşaq rentgen oblastında müxtəlif qaz tərkibli qazboşalma sayğacı istifadə olunur. Belə sayğaclar müəyyən ener$i diapazonu üçün hazırlanır. Məsələn, «Eynşteyn» 0.1- 4.5 keV intervalında 32 kanala malik olmuşdur. Daha sərt rentgen oblast üçün Breqq kristallarından hazırlanmış çəp düşmə difraksiya qəfəsindən istifadə oluna bilər. Breqq kristalı rentgen şüalarını çox kiçik spektral intervalda əks etdirir. Atom qatlarında kristalda yalnız elə fotonlar əks olunur ki, onların dalğa uzunluğu atom qatları arasındakı məsafənin iki və daha çox mislinə və fotonun düşmə bucağının kosinusu hasilinə bərabər olsun: 2d sin θ
(4.4.1)
Müxtəlif bucaqlar altında müxtəlif ener$ili fotonlar əks olunur. Ona görə Breq kristalını çevirməklə detektora müxtəlif ener$ili kvantlar yönəltmək olar. 4.4.2-ci şəkildə şüaların yolu göstərilmişdir.
Bu bölmədə rentgen kvantlarının yaranmasına səbəb olan elementar proseslərə baxaq. Bu prosesləri iki qrupa bölmək olar -
66 istilik və qeyri-istilik təbiətli proseslər. İstilik təbiətli kvantlar halında yüksək temperatura qədər qızmış plazmada elektronların istilik hərəkətinin ener$isi kvantın ener$isinə çevrilir. Vin sürüşmə qanununa görə Tλ(Å) ~ 0.29·10 8 və belə şüalanmanı spektrin rentgen oblastında T ~ 10 6 -10 7 °K temperatura qədər qızmış plazma verə bilər. Belə temperaturda praktiki olaraq dəmir qrupu elementlərindən başqa bütün kimyəvi elementlərin atomları tam ionlaşmış olur. Qeyri-istilik təbiətli rentgen şüalanması o zaman yarana bilər ki, yüklü zərrəciklər plazmanın istilik ener$isi hesabına deyil, hər hansı başqa mexanizmin təsiri ilə relyativistik sürətə qədər sürətlənsin. Məsələn, Günəş alışmalarında maqnit qüvvə xətləri qapalı olduqda belə hal baş verə bilər. Bu zaman elektronların ener$iyə görə paylanması Maksvell paylanmasına deyil, qüvvət üstlü paylanmaya uyğyn gəlir. Aşağıdakı mexanizmlər göstərilə bilər:
Şəkil 4.4.2. Breqq kristalında rentgen şüasının qayıtmasının təsviri.
Yüklə 1,02 Mb. Dostları ilə paylaş:
|