当前位置:关于HXMT-ME

中能X射线望远镜(ME)

ME包括三个探测器机箱(MED1,MED2,MED3)和一个电控箱(MEB)。它们安装在HE的一侧,探测器机箱的长边方向每每相差60°。电控箱位于卫星载荷舱内。ME探测器为Si-PIN阵列,分成9个可独立工作的探测单元,每3个探测单元组成1个探测器机箱。探测器上方安装准直器。每个探测单元包括6个探测模块,每个探测模块包括32路Si-PIN探测器。为了保持低的噪声水平和较高的能量分辨率,Si-PIN探测器需要工作在低温下,在轨通过遮阳板遮住太阳光并通过辐射制冷板将探测器的工作温度控制在-10℃以下。

1是ME一个探测器机箱的结构示意图,包括辐射制冷板,准直器和探测器插件组件等主要部分。

 ME探测器机箱结构示意图。

辐射制冷板通过热管与探测器组件接触,将探测器工作中产生的热量通过辐射散出,保证探测器的工作温度在-40到-10℃之间。探测器设计采用1mm厚,像素尺寸56mm2的Si-PIN探测器。当X射线光子作用于探测器基体时,发生光电效应和康普顿效应,X射线光子沉积全部或部分能量,产生电子空穴对,在内部漂移电场的作用下,运动到收集电极上,转化成电信号。在-40到-10℃的温度范围内,探测器能量分辨率(FWHM)≤3keV@20keV。

准直器的主要功能是限制望远镜的视场,ME准直器也采用大小视场组合设计,主要用于本底分析。ME总共有54个探测器模块,其中45个探测器模块被1o×4o的准直器覆盖。小视场具有高的空间分辨率和低的源混淆,适合定点观测中的点源和小尺度弥散源观测,同时在巡天观测中,适合进行点源定位,及小尺度弥散源观测。6个探测器模块被4o×4o的大视场准直器覆盖,大视场具有较大的视场面积乘积,适合扫描观测中的弥漫背景确定,及对大尺度弥散源的观测。3个探测器模块被全遮挡准直器覆盖,主要用于测量泄露背景以及粒子背景。 2 为ME准直器一个模块的照片。

 ME准直器模块。

ME共分为54个模块,每个模块32个探测器像素,由一片VA32-TA6芯片读出,总共1728路Si-PIN探测器像素,总面积952cm2。中能探测器的每个机箱各有一个准直器安装了放射源,用于在轨标定探测器的能量分辨、信号幅度等。根据ME子系统的探测能区(5-30keV),在轨标定使用241Am(镅241)放射源,以241Am中17.8keV能量为观测对象,控制探测器每秒计数为约16个,放射源活度为1μCi。

中能X射线望远镜每个探测器机箱有9个相互独立的插件,每个插件上有两个可独立工作的模块,共安装有16个Si-PIN探测器封装,每个Si-PIN探测器封装中包括4个Si-PIN像素,通过胶粘的方式固定于插件铜板。探测器外壳为陶瓷,上部为可伐合金框、蒙乃尔合金框和铍窗。 3 为ME探测器一个插件的示意图。

 MED插件组件结构。