Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

248 KAPITEL 5. DIE ERWEITERTE PERSPEKTIVE: CAWSES
Abbildung 5.22: Gamma-Ray Spectrometer
GRS [62]
dass größere aktive Gebiete (Durchmesser 100”) in bis zu 12 Pixel zerlegt werden können.
Die Röntgenemission kann also nicht nur einem aktiven Gebiet, sondern feineren Strukturen
innerhalb eines Gebiets zugeordnet werden. Der Nachteil der hohen Auflösung ist der kleine
Blickwinkel, d.h. das Instrument hat stets nur einen Teil der Sonne im Blickfeld.
§ 814 Um eine räumliche Auflösung zu erreichen, benötigt man ein ortsauflösendes System.
Abbildung 5.21 zeigt dazu den Aufbau des HXIS. Die entscheidenden Teile sind der Kollimator
und das ortsauflösende Detektorsystem. Im rechten oberen Teil der Abbildung ist eine
‘Beispielaufnahme’ eines aktiven Gebiets auf der Sonne angedeutet. Der Kollimator besteht
aus einem zweidimensionalen Array von Subkollimatoren, die jeweils in 576 Sektionen unterteilt
sind. Zehn derartige Kollimatorplatten befinden sich hintereinander. Durch Verwendung
bestimmter Kombinationen von Subkollimatorgruppen lassen sich die unterschiedlichen Gesichtsfelder
erzeugen [242]. Diese Kollimatorplatten sind 62 µm dick, die quadratischen Löcher
haben Kantenlängen von 46 µm auf den äußeren Platten und Kantenlängen von 64 µm auf
den mittleren Platten. Das Detektorsystem wird aus Mini-Proportionalzählern mit Durchmessern
von 0.65 mm gebildet (siehe Abb. 5.21 links oben). Da nur Photonen, die sich in
dem vorhergehenden Gitter parallel zur Teleskop-Achse bewegt haben, auf diese Detektoren
fallen, ist eine gute Ortsauflösung gewährleistet.
§ 815 Die Proportionalzähler basieren auf folgendem Prinzip: Ein Photon fällt in eine gasgefüllte
zylinderförmige Kammer, hier gefüllt mit einem Gemisch aus 95% Xe und 5% CO2 unter
einem Druck von 1.05 atm. Dabei löst das Photon entlang seiner Bahn Sekundärelektronen
aus. Die zylinderförmige Kammer bildet die Kathode, in ihrer Mitte befindet sich ein dünner
Draht (Anode). Aufgrund der Geometrie können schon geringe äußere Spannungen in der
Nähe der Anode große Feldstärken bewirken. Die vom Photon erzeugten Elektronen werden
auf die Anode beschleunigt und erzeugen dabei ein Signal, das der Ionisation durch das Photon
proportional ist. Damit kann nicht nur ein Photonendurchgang nachgewiesen werden, was
ja für die Ortsauflösung schon ausreichend wäre, sondern es kann auch echte Spektroskopie
betrieben werden, da eine Information über die Photonenenergie vorliegt.
Gamma-Ray Spectrometer GRS
§ 816 Das Gammainstrument GRS [62] ist ein Spektrometer ohne Ortsauflösung, jedoch
mit sehr guter spektraler Auflösung. Messziel ist die Aufnahme eines Gammaspektrums im
Energiebereich von 0.3 – 9. MeV in 476 Kanälen. Die Zeitauflösung beträgt 16.4 sec. Die hohe
spektrale Auflösung erlaubt die Identifizierung von charakteristischen Linien im Gammaspektrum
und damit Rückschlüsse auf die Teilchenbeschleunigung und die Wechselwirkungen
dieser Teilchen mit der solaren Atmosphäre.
§ 817 Das in Abb. 5.22 gezeigte Gammaspektrometer besteht aus sieben NaJ(Tl) Szintillatoren.
Diese Szintillatoren sind elektronisch gekoppelt, so dass sie insgesamt nur ein Ausgangssignal
erzeugen: sprechen mehrere Szintillatoren an, z.B. aufgrund eines schräg durchgehenden
Photons, so werden die Signale aufsummiert, um die Gesamtenergieabgabe zu erhalten.
Zur Kalibration während des Fluges verfügt das Instrument über drei 60 Co Quellen, über die
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode