Nová metoda generování a vyrovnání rentgenových paprsků

Umělecký dojem rentgenových paprsků (fialový) vyzařovaných novým typem rentgenového zdroje se strukturou vrstev, která vede paprsek bombardovaný elektrony (žlutý). Fotografický kredit: Julius Hilbig

Fyzici na univerzitě v Göttingenu vyvíjejí metodu, při které jsou paprsky generovány současně a vedeny „sendvičovou strukturou“.

Rentgenové záření je obvykle obtížné řídit a vést. Rentgenoví fyzici na univerzitě v Göttingenu vyvinuli novou metodu, pomocí které lze rentgenové záření vyzařovat přesněji v jednom směru. Za tímto účelem vědci používají strukturu vyrobenou z tenkých vrstev materiálu s různou hustotou elektronů, aby současně odklonily a zaostřily generované paprsky. Výsledky studie byly publikovány v časopise Science Advances.

Pro generování rentgenových paprsků v běžných rentgenových trubicích kolidují elektrony, které byly urychleny vysokým napětím, s kovovou anodou. Atomy v kovu se vychýlí a zpomalí elektrony na jejich cestě, nebo elektrony stimulují atomy kovu, aby při srážce emitovaly záření. Zpoždění elektronů i excitace atomů kovů vedou k emisi rentgenových paprsků. Bohužel je záření vyzařováno rovnoměrně do všech směrů a je potom obtížné jej nasměrovat do zaostřeného paprsku. Kromě toho je čelo vln emitovaných rentgenových paprsků zcela náhodné a neuspořádané.

Tim Salditt a Malte Vassholz

Tim Salditt (vlevo) a Malte Vassholz. Fotografický kredit: Univerzita v Göttingenu

Fyzici z Ústavu pro rentgenovou fyziku na univerzitě v Göttingenu nyní pozorovali nový efekt, když je anoda nahrazena vhodnou strukturou tenkých vrstev materiálu s různými hustotami elektronů. Tloušťka „sendvičové struktury“ musí být několik miliónů milimetrů. Pokud je zvolena určitá posloupnost vrstev, lze rentgenové paprsky vést.

„Když zrychlené elektrony zasáhnou tuto sendvičovou strukturu, změní se úhlové spektrum generovaných rentgenových paprsků,“ říká Malte Vassholz, první autor práce. Pokračuje: „Rentgenové paprsky jsou přednostně generovány a směrovány rovnoběžně s vrstvami, které fungují jako optické vlákno jako vlnovod.“

Podrobné numerické výpočty umožňují reprodukovat výsledky v modelu a vypočítat je pro konkrétní výběr struktury. “Podle našich výpočtů by efekt mohl být dále vylepšen optimalizací struktury.” To by nám umožnilo generovat rentgenové paprsky s větší brilantností, “dodává profesor Tim Salditt.

Doufáme, že rentgenové měření, které bylo dříve možné provádět pouze s velkými urychlovači, jako je elektronový synchrotron v Hamburku, lze částečně přivést také „do laboratoře“. “Rentgenové zobrazovací aplikace pro mikroskopické a nízko kontrastní objekty, jako je B. měkká biologická tkáň, “říká Salditt.

Odkaz: „Pozorování elektronem indukovaného charakteristického rentgenového záření a bremsstrahlungového záření z dutiny vlnovodu“ Malte Vassholz a Tim Salditt, 22. ledna 2021, Pokrok ve vědě.
DOI: 10.1126 / sciadv.abd5677

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.