Главная
страница 1

УДК 521(06) Астрофизика и космофизика

С.Н. ФЕДОТОВ, В.А. АРЕФЬЕВ1

Московский инженерно-физический институт (государственный университет),

1Институт космических исследований РАН
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ЛИНЗ НА ОСНОВЕ МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН

ДЛЯ МОНИТОРИНГА

КОСМИЧЕСКИХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ
Рассмотрены конструкции одномерного и двумерного концентрирующего рентгеновского зеркала (рентгеновской линзы) на основе микроканальных пластин. Проведена оптимизация параметров зеркал для энергетического диапазона 3-30 кэВ. Показана возможность создания рентгеновских мониторов модульной конструкции с высокими угловым разрешением и отношением сигнал/шум.
Важной задачей рентгеновской астрономии является мониторинг переменности излучения точечных источников, как галактической природы: двойных систем с нейтронными звездами, черными дырами и белыми карликами, так и внегалактической – активных ядер галактик. Наиболее информативным диапазоном для этого является рентгеновский диапазон энергий 2 – 60 кэВ. При этом рентгеновский монитор должен иметь хорошее угловое разрешение (менее нескольких угловых минут), так как плотность, например, рентгеновских двойных систем, в районе Галактического Центра, может достигать десятков источников на квадратный градус. Для этого используются мониторы, построенные на основе принципа кодирующей апертуры, но их чувствительность оказывается невелика.

Для повышения чувствительности рентгеновских мониторов предложено использовать концентраторы рентгеновского излучения на основе микроканальных пластин [1,2]. Такой монитор обладает высокой чувствительностью, но работает в узком энергетическом диапазоне (1-3 кэВ).

В данной работе рассматривается возможность расширения энергетического диапазона до энергий 30 кэВ при сохранении высокой чувствительности. В частности, рассмотрены два варианта построения концентратора рентгеновского излучения на основе двухслойных микроканальных пластин, реализующих оптическую схему конус-конус с углами наклона (б,3б) с использованием однокоординатных и двухкоординатных позиционно-чувствительных детекторов. Проведены аналитические расчеты и моделирование функций отклика концентратора на точечный источник. Получены зависимости эффективности регистрации, углового разрешения для различных углов и энергий падающего излучения.

Результаты проведенного моделирования показывают, что:

Эффективность рентгеновского концентратора на основе двухслойных микроканальных пластин диаметром 85 мм для источника на оси составляет около 40% на энергии 10 кэВ и от 4 до 7% на энергии 30 кэВ при геометрической прозрачности линзы ~60%.

Эффективность концентратора на энергиях выше 10-15 кэВ сильно зависит от размера «слепого пятна» – центральной области, не заполненной порами. При конструировании концентратора его необходимо минимизировать.

Использование в системе телескопа одной линзы диаметром 26 см для энергий выше 5 кэВ не эффективно. Необходимо использовать систему из 7 плотноупакованных линз диаметром ~85 мм.

Эффективность рентгеновского концентратора существенно зависит от формы микроканальных пластин. Сравнение результатов моделирования показало, что наибольший вклад в увеличение эффективности линзы на высоких энергиях > 15 кэВ вносит уменьшение размера «слепого пятна» и оптимизация высоты каналов для достижения наибольшей эффективности микропор на всей площади линзы.

Кроме этого, было получено, что при увеличении наклона поверхности пластин в при углах отклонение источника излучения от оптической оси о>6' фокальное пятно растягивается в радиальном направлении и расщепляется на два пика. Это приводит к снижению пространственного разрешения рентгеновского концентратора.

Показано, что при расширении энергетического диапазона рентгеновского концентратора на основе двухслойных микроканальных пластин до 30 кэВ, удается сохранить угловое разрешение рентгеновского монитора на уровне нескольких угловых минут, что позволяет проводить мониторинг в областях с высокой плотностью космических рентгеновских источников.


Список литературы


  1. Pearson J. F., Bannister N. P., Fraser G. W. LOBSTER-ISS: All-Sky X-ray imaging from the International Space Station //Astronomishe Nachtrichten: 2003. Vol.324. No. 1-2. P.168-172.

  2. Peele A., Zhang W. Lobster-eye all-sky monitors: A comparison of one- and two-dimensional designs. // Rev. Sci. Instrum. 1998. Vol. 69. No. 7. P. 2785 - 2793.




ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9




Смотрите также:
Исследование возможности применения линз на основе микроканальных пластин для мониторинга космических рентгеновских источников
29.16kb.
1 стр.
Ноу сош «Росинка» Ох, уж эти графы… Или о некоторых вариантах их применения
326.16kb.
1 стр.
Популяция массивных рентгеновских двойных в большом магеллановом облаке
27.86kb.
1 стр.
Исследование анизотропии и вариаций космических лучей
15.77kb.
1 стр.
Почему подбор линз вы должны доверить врачу- офтальмологу?
18.02kb.
1 стр.
3-й центр испытаний и применения космических средств (многоразовых космических систем)
343.27kb.
1 стр.
Исследовательская работа «Исследование возможности роста мицелия плесневых грибов на различных полимерных пленках на основе полиэтилена.»
180.55kb.
1 стр.
Ревенко* А. Г., Финкельштейн А. Л., Пантеева* С. В
27.95kb.
1 стр.
Исследование возможности применения кремниевых фотоумножителей в позитронно-эмиссионной томографии
22.89kb.
1 стр.
Оптики и оптическое производство: прошлое, настоящее, будущее «Ассоциация производителей медицинской оптики, оправ и линз»
123.94kb.
1 стр.
Исследование по схеме: исследование самооценки по методике С. А. Будасси исследование мотивации успеха или избегания неудачи на основе опросника А. А. Реана
32.04kb.
1 стр.
Исследование альтернативных источников энергии для создания автомобиля
89.63kb.
1 стр.