مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا

APXS هو أيضًا اختصار لـ AP ache e X ten S ion tool، وهو امتداد لخوادم الويب Apache .

مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا (أعلى اليسار) ، APXS في الجزء الخلفي من مركبة Mars Pathfinder Sojourner الجوالة (أعلى اليمين) ، مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا الخاص بمركبة MSL Curiosity ، مع مسطرة (أسفل) .

مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا ( APXS ) هو مطياف يحلل التركيب الكيميائي للعناصر في عينة ما، وذلك من خلال جسيمات ألفا المتناثرة والأشعة السينية الفلورية بعد تشعيع العينة بجسيمات ألفا والأشعة السينية من مصادر مشعة. ^{[ 1 ]} تُستخدم هذه الطريقة لتحليل التركيب العنصري للعينة غالبًا في المهمات الفضائية، التي تتطلب وزنًا خفيفًا وحجمًا صغيرًا واستهلاكًا ضئيلًا للطاقة. أما الطرق الأخرى (مثل مطياف الكتلة ) فهي أسرع ولا تتطلب استخدام مواد مشعة، ولكنها تتطلب معدات أكبر حجمًا واستهلاكًا أعلى للطاقة. ومن بين هذه الطرق مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا والبروتونات ، كما هو الحال في مهمة باثفايندر ، والذي يكشف أيضًا عن البروتونات .

على مر السنين، تم إطلاق العديد من النسخ المعدلة من هذا النوع من الأجهزة، مثل APS (بدون مطياف الأشعة السينية) أو APXS، في مهمات فضائية عديدة، منها: Surveyor 5-7 ، ^{[ 2 ]} Mars Pathfinder ، ^{[ 3 ]} Mars 96 ، ^{[ 4 ]} Mars Exploration Rover ، ^{[ 5 ]} Phobos ، ^{[ 6 ]} Mars Science Laboratory ، ومركبة الهبوط على المذنب Philae ^{، [ 7 ] [ 8 ]} ومركبة القمر Chandrayaan-3 . ^{[ 9 ]} وسيتم تضمين أجهزة APS/APXS في العديد من المهمات القادمة.

تُستخدم عدة أشكال من الإشعاع في مطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (APXS)، تشمل جسيمات ألفا والبروتونات والأشعة السينية . تنبعث جسيمات ألفا والبروتونات والأشعة السينية أثناء التحلل الإشعاعي للذرات غير المستقرة. يُعد الكوريوم-244 مصدرًا شائعًا لجسيمات ألفا ، حيث ينبعث منه جسيمات بطاقة 5.8 ميغا إلكترون فولت. أما البلوتونيوم-240، فينبعث منه أشعة سينية بطاقة 14 و18 كيلو إلكترون فولت . يستخدم جهاز أثينا، التابع لمركبة استكشاف المريخ ، الكوريوم-244 بقوة مصدر تبلغ حوالي 30 ملي كوري (1.1 غيغا بيكريل ) . ^{[ 10 ]} 

تتناثر بعض جسيمات ألفا ذات طاقة محددة عائدةً إلى الكاشف عند اصطدامها بنواة ذرية. وتخضع عملية التناثر العكسي لروذرفورد بزاوية قريبة من 180° لقانوني حفظ الطاقة وحفظ الزخم الخطي . وهذا يُتيح حساب كتلة النواة التي اصطدم بها جسيم ألفا.

تمتص العناصر الخفيفة طاقة أكبر من جسيمات ألفا، بينما تنعكس جسيمات ألفا عن النوى الثقيلة بطاقة مماثلة تقريبًا. يُظهر طيف طاقة جسيمات ألفا المتناثرة قممًا تتراوح بين 25% و100% تقريبًا من طاقة جسيمات ألفا الأولية. يُمكّن هذا الطيف من تحديد تركيب العينة، وخاصةً بالنسبة للعناصر الأخف. يتطلب معدل التشتت العكسي المنخفض تعريضًا مطولًا للإشعاع، حوالي 10 ساعات.

تمتص نوى الذرات بعض جسيمات ألفا. وتنتج عملية [ألفا، بروتون] بروتونات ذات طاقة محددة يتم رصدها. ويمكن الكشف عن الصوديوم والمغنيسيوم والسيليكون والألومنيوم والكبريت بهذه الطريقة. وقد استُخدمت هذه الطريقة حصريًا في جهاز مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا (APXS) التابع لمركبة مارس باثفايندر. أما في مركبات استكشاف المريخ الجوالة ، فقد استُبدل كاشف البروتونات بمستشعر ثانٍ لجسيمات ألفا، ولذلك يُطلق عليه أيضًا اسم مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا.

تستطيع جسيمات ألفا أيضًا إخراج الإلكترونات من الغلاف الداخلي (الغلاف K والغلاف L) للذرة. تُملأ هذه الفراغات بالإلكترونات من الأغلفة الخارجية، مما ينتج عنه انبعاث أشعة سينية مميزة. تُسمى هذه العملية بانبعاث الأشعة السينية المُحفز بالجسيمات ، وهي سهلة الكشف نسبيًا، وتتميز بأعلى حساسية ودقة للعناصر الأثقل.

• Alpha-X ، لمركبة الهبوط DAS على فوبوس 1 وفوبوس 2. ^{[ 6 ] [ 11 ]}
• ألفا ، لمركبات الهبوط على المريخ 96. تعاون بين ألمانيا وروسيا والولايات المتحدة الأمريكية. ^{[ 12 ]}
• مطياف ألفا بروتون للأشعة السينية ، لمركبة مارس باثفايندر من قبل معهد ماكس بلانك وجامعة شيكاغو . ^{[ 13 ]}
• مطياف الأشعة السينية لجزيئات ألفا ، لمركبتي استكشاف المريخ Spirit (MER-A) و Opportunity (MER-B) . ^{[ 14 ] [ 15 ]}
• مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا ، لمركبة كيوريوسيتي (MSL). الباحث الرئيسي لمطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا على متن كيوريوسيتي هو رالف جيليرت ، الفيزيائي بجامعة جيلف في أونتاريو ، كندا. وقد طُوّر هذا المطياف ومُوّل من قِبل وكالة الفضاء الكندية ، بدعم تشغيلي من جامعة جيلف وإدارة الفضاء الأمريكية. ^{[ 16 ]}
• مطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا ، لمركبة الهبوط التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية فيلاي والمتصلة بمركبة روزيتا ، لدراسة المذنب 67P/تشوريوموف-جيراسيمينكو . ^{[ 7 ]}

• 
  صخرة " بونانزا كينج " على سطح المريخ - تم تنظيفها باستخدام " أداة إزالة الغبار " (17 أغسطس 2014).
• 
  صخرة " بونانزا كينج " على المريخ - تم تنظيفها وحفرها مبدئياً (11 سبتمبر 2014).
• 
  صخرة " بونانزا كينج " على المريخ - توقف الحفر بسبب الصخور المتساقطة (11 سبتمبر 2014).
• 
  صخرة " ملك بونانزا " على المريخ - تحليل APXS ( مركبة كيوريوسيتي الجوالة ؛ 11 سبتمبر 2014).

• الوسائط المتعلقة بمطياف الأشعة السينية لجسيمات ألفا (APXS) على ويكيميديا ​​كومنز
• هـ. وانكه؛ ج. بروكينر؛ ج. دريبوس؛ ر. ريدر؛ إ. ريابشيكوف (2001). "التركيب الكيميائي للصخور والتربة في موقع باثفايندر". مجلة مراجعات علوم الفضاء . 96 (1/4): 317-330 . رمز Bibcode : 2001SSRv...96..317W . doi : 10.1023/A:1011961725645 .