CheMin para científicos de mars.nasa.gov (que se encuentra aquí ) dice (aproximadamente a la mitad):
Detección de fotones de rayos X por el CCD
CheMin utilizará un generador de imágenes de transferencia de cuadros CCD-224 de 600 × 600 E2V operado con un área de recopilación de datos de 600 × 582. Los píxeles de la matriz tienen 40 × 40 µm2 y la región activa de silicio empobrecido en profundidad tiene un grosor de 50 µm. La capa de pasivación de la superficie frontal se adelgaza sobre una fracción sustancial del área de píxeles activos. Este generador de imágenes es una versión moderna del E2V CCD-22 que se construyó especialmente para una aplicación de astronomía de rayos X. El gran tamaño de los píxeles individuales hace que un mayor porcentaje de fotones de rayos X disipe su carga dentro de un solo píxel en lugar de dividir la carga entre píxeles. La zona de agotamiento profundo mejorada da como resultado una mayor eficiencia de recolección de carga para rayos X de alta energía. La fina capa de pasivación hace que el CCD sea sensible a los rayos X de energía relativamente baja.
Para evitar que el CCD se exponga a fotones en el rango de energía visible (de la fluorescencia óptica inducida por rayos X) durante el análisis, se coloca una película de aluminio de 150 nm sobre una película de poliimida de ~2000 Angstrom frente al detector.El detector en sí se enfría a una temperatura objetivo de menos 60 °C, pero la temperatura real del CCD dependerá de la temperatura de la superficie superior del cuerpo móvil. Al enfriar el CCD, se elimina la corriente oscura y se reducen los efectos del daño a la red de silicio por los neutrones del generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) y el instrumento científico DAN. Si la temperatura no llega a menos 60 °C para el análisis, la corriente oscura aumentará y el daño de los neutrones al CCD comenzará a afectar negativamente la eficiencia de transferencia de carga (CTE), lo que dará como resultado recuentos de fondo más altos y un aumento de la mitad del ancho total (FWHM). ) en picos de rayos X.
El "instrumento científico DAN" ruso o Dynamic Albedo of Neutrons genera neutrones e ilumina la superficie marciana con ellos, por lo que la preocupación por el daño del cristal al volumen activo CCD relativamente grueso no es sorprendente:
El instrumento Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) es un experimento montado en el rover Curiosity del Mars Science Laboratory. Es una fuente y detector de neutrones de tubo sellado pulsado que se utiliza para medir hidrógeno o hielo y agua en o cerca de la superficie marciana. El instrumento consta del elemento detector (DE) y un generador de neutrones pulsantes (PNG) de 14,1 MeV. El DE mide el tiempo de extinción de los neutrones después de cada pulso de neutrones del PNG. DAN fue proporcionado por la Agencia Espacial Federal Rusa, financiado por Rusia y está bajo el liderazgo del Investigador Principal Igor Mitrofanov
Pero nunca antes había oído hablar de los neutrones de un RTG.
Curiosity tiene un MMRTG; un generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión basado en 238Pu. Según plutonio-238; Marcapasos de propulsión nuclear que solíamos poner 238Pu dentro de las personas para alimentar los marcapasos que dan vida, por lo que no puede ser una fuente de neutrones fuerte , y la idea general es que las partículas alfa de muy corto alcance se detienen dentro del material mismo y se termalizan, haciéndolo una fuente bastante libre de radiación que puede mantener cerca de astronautas y dispositivos electrónicos sensibles.
Los neutrones pueden provenir tanto de la fisión nuclear como de la emisión de neutrones beta retardada: ( 1 , 2 , 3 , 4 ).
Pregunta: ¿El RTG de la curiosidad genera neutrones como sugiere esta página web del sistema de detección de rayos X CheMin de la NASA? Si es así, dado que el 238Pu se desintegra por emisión de partículas alfa, ¿de dónde provienen los neutrones?
Hay dos fuentes principales de neutrones producidos en RTG basados en:
La interacción de las partículas α con los núcleos ligeros contribuye con aproximadamente el 90 % de la emisión total de neutrones, que es aproximadamente de la emisión alfa primaria. Sin embargo, esta baja tasa relativa se suma a una cantidad sustancial de radiación: Perseverance utiliza 4,8 kg de combustible, con una actividad de , Resultando en neutrones por segundo en total.
@fraxinus mencionó impurezas. En efecto, está contenida en una cantidad sustancial (10-15% como parece). Afortunadamente, también emite partículas α, pero a un ritmo bajo debido a su vida útil más larga.
fuente principal:
PROPIEDADES DE RADIACIÓN DEL 238Pu PRODUCIDO PARA GENERADORES DE ENERGÍA ISOTÓPICA, Dean H. Stoddard y Edward L. Altenesius, 1965
fraxino