Wie würde ein Röntgenspiegel funktionieren?

Leider ist es unmöglich, Röntgen- und Gammaspiegel so zu bauen, wie Sie denken - hauptsächlich weil es im Vergleich zu UV viel weniger Wechselwirkungen mit der Materie gibt - sie werden alle Materialien durchlaufen, die üblicherweise zur Herstellung von Spiegeln verwendet werden. Selbst für EUV-Licht (Wellenlänge von 13,5 nm) ist der Bau effektiver Spiegel eine königliche Qual.

Da die Wellenlänge von Röntgenstrahlen sehr klein ist (bis zu 0,01 nm), können Sie keine dielektrischen Spiegel bauen, da dies die Abscheidung dielektrischer Schichten erfordern würde, die weniger als 1 Atom dick sind.

Es ist nur möglich, Röntgenstrahlen in einem sehr flachen Winkel zu reflektieren (siehe Kirkpatrick-Baez-Röntgenlinsendesign), sodass Sie dies nicht zur Abschirmung von Strahlung verwenden können, die aus allen Richtungen kommt. Gammas sind noch schlimmer - das einzige, was Sie tun können, ist, viel Masse mitzubringen.

Ja, es ist möglich, aber wie BarsMonster betont, ist es nicht wie ein optischer Spiegel. Röntgenreflektoren werden beim Bau von Nuklearwaffen eingesetzt und sind entscheidend für die Steigerung der Ausbeute. Wie sie funktionieren, ist, dass die anfängliche Fusionsreaktion hochenergetische Strahlung freisetzt, diese wird dann zurück in die Reaktionsmasse reflektiert, wodurch die Energieniveaus der Reaktionsmasse erhöht werden, was eine Art Strahlungsimplosion verursacht .

Der Reflektor ist typischerweise ein Zylinder aus einem Material wie Uran. Der Primärzylinder befindet sich an einem Ende des Zylinders und der Sekundärzylinder am anderen Ende. Das Innere des Zylinders ist üblicherweise mit einem für Röntgenstrahlen weitgehend transparenten Schaum, wie beispielsweise Polystyrol, gefüllt.

Der Begriff Reflektor ist irreführend, da er dem Leser eine Vorstellung vermittelt, dass das Gerät wie ein Spiegel funktioniert. Ein Teil der Röntgenstrahlen wird gestreut oder gestreut, aber der Großteil des Energietransports erfolgt in einem zweistufigen Prozess: Der Röntgenreflektor wird durch den Fluss von der Primärseite auf eine hohe Temperatur erhitzt und emittiert dann x- Strahlen, die zur Sekundärseite wandern. Verschiedene klassifizierte Verfahren werden verwendet, um die Leistung des Reflexionsprozesses zu verbessern.

Da diese Art von Reflektoren typischerweise in der Waffenforschung verwendet werden, gibt es nicht viele öffentliche Daten darüber. Hier ist jedoch eine grobe Veranschaulichung, wie ein Röntgenreflektor in der zweiten Stufe aussieht ( Referenz ).

Es gibt viele Röntgenspiegel im Weltraum und auf der ganzen Welt. Anwendungen sind Röntgenastronomie, Synchrotronquellen, einige medizinische und litographische Anwendungen. Es ist also nichts Theoretisches.

All diese Spiegel haben gemeinsam, dass sie Licht bei streifendem Einfall reflektieren. Sie sind so geformt, dass sie das Licht auf die gleiche Weise fokussieren, wie es bei sichtbarem Licht mit sichtbarer Optik der Fall ist. Dies ist jedoch der Grund, warum Spiegel fokussieren, nicht ob und warum sie reflektieren Röntgenstrahlen.

Um Licht energieabhängig zu reflektieren, werden mehrere physikalische Prinzipien genutzt (metallische Beschichtung, Multilayer oder Kristalle). Allerdings stellt sich die Frage, ob diese Spiegel zur Ablenkung der Strahlung für die bemannte Raumfahrt verwendet werden können, und die Antwort ist nein, denn wenn die Strahlung in einem großen Winkel auftrifft, wirken sie nicht mehr wie Spiegel, sondern eher wie Schilde.

An dieser Stelle ist es praktischer, direkt Schilde (absorbierendes Material) zu verwenden, je nach Energie kann dies bedeuten, eine Menge zusätzliches Gewicht im Weltraum zu tragen.