Новый взгляд на рентген: физики НИУ «БелГУ» нашли способ сделать источник излучения намного компактнее

Как сообщает РИА Новости, учёные Института инженерных и цифровых технологий НИУ «БелГУ» в составе международной команды исследователей из Армении, Великобритании и Германии разработали новый способ сделать небольшой источник рентгена стабильным, безопасным и долговечным.

Специалисты из НИУ «БелГУ» под руководством доцента кафедры теоретической и экспериментальной физики Андрея Олейника совместно с зарубежными коллегами разработали способ стабилизации небольшого прибора, генерирующего рентгеновское излучение.

Как объяснил Андрей Николаевич, работающие в повсеместно используемых приборах рентгеновская трубка – генератор излучения при высоком напряжении, и детектор излучения в защитном кожухе имеют большой размер, что и объясняет внушительные размеры рентгенологических аппаратов. Увеличение трубки и детектора позволяет усилить мощность оборудования и получать более точное изображение исследуемого объекта. Но, по мнению учёного, для решения большей части задач медицинской диагностики и анализа материала нет необходимости повышать эти характеристики.

Исследователям удалось определить условия, при которых кристалл танталата лития LiTaO3 размером 1 см стабильно генерирует рентгеновские лучи с энергией, достаточной для медицинских целей. При нагревании в вакууме на 10-20 ºС кристаллы образуют сильное электрического поле, что и приводит к генерации рентгеновского излучения.

– Мы нашли ответственный за успех параметр – это закон циклического изменения температуры кристалла, напоминающий по форме синусоиду. Он позволяет плавно менять амплитуду генерируемого поля и резко снижает вероятность электрических пробоев, которые и приводили к нестабильностям. Тонкая настройка геометрии эксперимента, давления остаточного газа, закона изменения температуры и позволяет добиваться стабильного режима работы, или наоборот, сваливаться в нестабильный, – приводит РИА Новости слова Андрея Олейника.

В отличие от открытий предшественников, международная команда исследователей смогла обеспечить стабильность источника рентгеновского излучения. Так учёные успешно решили главою проблему пироэлектрических источников, неконтролируемость которых долго заставляла считать их неэффективными.

– Мы поставили перед собой цель избавиться от причин, вызывающих нестабильность генерации частиц, и нам это удалось, но теперь эти принципы надо перенести в компактную форму для реального использования вне лабораторий. Такие устройства могут быть рабочими лошадками в автомобилях скорой помощи, травмпунктах, сталелитейных цехах и даже в ювелирном деле, – рассказал Андрей Олейник.