Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
— сиихротронвый механизм, связанный с движением электронов высоких энергий в магн. поле (см. Синхротроннеє излучение). Для Космич. объектов с магн. полей «— 10-4Э рентг. излучение начинает испускаться электронами с энергией ^ IO13 эВ. Как правило, при этом генерируется степенной спектр излучения;
— комптоновский механизм, связанный с рассеянием фотонов низких энергий (видимого, И К- и радиодиапа-аоиов) на релятивистских электронах (см. Комптона лффект);
— механизм, обусловленный связанно-связанными переходами внутренних электронов тяжёлых ионов (ли-хейчатое излучение);
— циклотронный механизм, связанный с движением свободных электронов в сильном магн. поле (CM. Циклотронное излучение).
Методы регистрации коемнч. рентг. излучения. Для регистрации космич. реитг. излучения используется детекторы неск. типов, принцип действия к-рых основан яа разл. механизмах поглощения рентг. фотонов веществом.
В области Sr — 0,1—40 кэВ в Р. а. наиб- эффективно применяются газонаполненные пропорциональные счётчики, площадь к-рых может достигать 1 м2. Окнами в таких детекторах являются бериллиевая или алюминиевая фольга толщиной 10—100 мкм либо оргаиич. тонкие (0,5—20 мкм) плёвкк (лавсан, полипропилен и др.). В счётчиках с окнами из тонких плёнок приходится ие-врерывно возобновлять вытекающий газ (газопроточные счётчики). В качестве наполнителя в детекторах этого типа служат тяжёлые инертные газы (Ar, Xe) с небольшими добавками (3—5%) электроотрицат. газов {С0а, CH4 и др.), обеспечивающих самогашение разряда после фотоионкзации энергичным фотоном. При коэф. усиления '-108—IO4 такие счётчики обеспечивают пропорциональность амплитуды электрич. импульса {снимаемого с анода счётчика) энергии регистрируемого фотона. При 30—40 фотоэлектронах иа регистрируемый фотои (с Sr 5 кэВ) эиергетич. разрешение S~ такого детектора ие превышает 15—20%.
В области S1 — 30—100 кэВ обычно используются «динтнлляц. детекторы с кристаллами NaI или CsI, активированные добавками Tl, либо сцинтиллирующие EtiiactVKH площадью до 300 см2 и более. Энергетич. разрешение этих детенторов также невелико (яв20% при
50 кэВ). Импульсы видимого излучения, возни-
кающие в кристаллах, регистрируются фотоэлектронными умножителями.
В области Sr < 1 кэВ применяются иаиальные фотоумножители, мпкроканальные пластинки или полупроводниковые детекторы. Детекторы этого типа имеют небольшие размеры (1—3 см) и для эфф. регистрации малых потоков реятг. излучения нуждаются в собирающих (концентрирующих) зеркалах. Зеркала косого падения (с углами падения, превышающими 88°), изготовленные из металлов с большими атомными номерами (Au, Pt), обладают достаточно высоким коэф. отражения (от 0,1 до 0,8). Комбинация двух зеркал (иапр., параболоид и гиперболоид вращения) обеспечивает разрешение до 1—2" при входной апертуре телескопа 10—70 см (рис. I). В рентг. телескопах такого типа ис-
ч гиперболоид
X
? \
?
7f
параболоид
*
Рио. 1. Схема отражательного двухзеркального рентгеновского телескопа косого падения. Для увеличения рабочей площади несколько таких телескопов могут быть вложены один в другой.
пользуются координатные детекторы, позволяющие получать изображения реятг. источников с разрешением, близким к разрешению оптич. телескопов.
Разрешеике не лучше 1° дают мехаиич. сотовые коллиматоры с размерами ячеек до 1 мм. Существенно лучшее раз решек ие (до 20") достигается с помощью моду-ляц. коллиматоров, состоящих нз двух и более рядов параллельных иитей диаметром d, расположенных иа расстоянии L » d. Диаграмма направленности таких коллиматоров состоит из ми. треугольников с уменьшающимся по мере удаления от центр, максимума пропусканием (рис. 2).
В мягком рентг. диапазоне спектральное разрешение (R = k/Ak) ~ IO2—IO8 достигается с помощью брэгговских кристаллич. отражат. спектрометров.
Первым ИСЗ, специально предназначенным для исследований космич. рентг. излучения, был спутник «Ухуру» (США, 1970). Наиб, успешные эксперименты проведены яа спутниках «С АС-3», «XE АО-1», «XEАО-2» (США), «АНС» (Нидерланды), «УК-5» (Великобритания), «Хакутё», «Тенма» и «Гинга» (Япония), «Астрой» (СССР), «Экзосат» я «Росат» (Европейское
341
РЕНТГЕНОВСКАЯ
Рис. 2. Схема модуляционного рентгеновского коллиматора для
определения координат и угловых размеров источников.
космнч. агентство). В Р. а. за единицу потока рентг. излучения принята 1 единица «Ухуру», равная 1,14-10"3 фотонов-см“*с-1, или 1,7.10-11 эрг-см~2с-1 в диапазоне Sr = 2—20 кэВ. Так, напр., рентг. телескоп спутника «Астрон» за 1 ч наблюдений мог регистрировать источники с потоком «— 1 единицы «Ухуру» (в области Sy = 2—25 кэВ), а телескоп ИСЗ «ХЕАО-2» за время экспозиции порядка суток имел предельную чувствительность IO-8 единиц «Ухуру» (Sy = 0,1—2 кэВ).
Объекты н результаты исследований. Реитг. светимость Солнца не превышает IO27 эрг-с™1 (10-e—IO-7 полной светимости). Источником рентг. иалучения Солнца является его короиа с темп-рой ^?(1—2)-IOeK. На непрерывный спектр накладываются линии высокоиони-зованных тяжёлых иоиов Fe, Ni, Co и др. (см. Солнце).
