В России нашли способ повысить эффективность рентгеновского излучения

ТОМСК, 11 ноября. /ТАСС/. Аналитическую модель, которая позволяет оптимизировать работу источников рентгеновского излучения на базе компактных электронных ускорителей, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами. Новый подход может лечь в основу способов изучения материалов на наноуровне, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Для увеличения фотонного выхода черенковского излучения в рентгеновском диапазоне частот используют многослойные мишени из тонких пленок. Управление параметрами генерируемого излучения существенно затруднено ввиду сложности теоретической модели данного явления. Ученым ТПУ совместно с коллегами удалось аналитически решить сложную задачу о генерации излучения Вавилова-Черенкова, возникающего при движении заряженной частицы в многослойной структуре. Предложенная модель наглядно демонстрирует, как заряд электрона возбуждает рентгеновское излучение, проходя через слои мишени", - сказано в сообщении.

В ходе исследования ученые выяснили несколько важных закономерностей. Оказалось, что параметрическое черенковское излучение от многослойной структуры способно подавлять фотонный выход классического излучения Вавилова-Черенкова, возникающего в каждом отдельном элементе структуры, за счет деструктивной интерференции. При этом выход излучения от многослойной структуры оказывается практически таким же, как от однородной мишени той же толщины, а спектральная зависимость, хотя и сохраняется, приобретает гибридный характер.

"Это открытие имеет важное международное значение. Нам впервые удалось детально проанализировать эффект гибридного излучения в мягком рентгеновском диапазоне. Ранее это явление лишь упоминалось в мировой научной литературе", - сказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник Международной научно-образовательной лаборатории "Рентгеновская оптика" ТПУ Михаил Шевелев.

Благодаря аналитической модели ученых станет возможным с требуемой точностью прогнозировать спектрально-угловые характеристики излучения, подбирать оптимальные параметры мишени для усиления фотонного выхода и снижать энергозатраты на производство источников излучения.

В будущем предложенная модель позволит создавать эффективные источники мягкого рентгеновского излучения и совершенствовать спектроскопические методы исследования веществ и композитных материалов. Кроме того, по словам ученых, появляется реальная возможность целенаправленно управлять характеристиками черенковского излучения благодаря продуманной конструкции многослойных мишеней.

Об исследовании

В исследовании приняли участие ученые Международной научно-образовательной лаборатории "Рентгеновская оптика" Инженерной школы ядерных технологий ТПУ и Троицкого института инновационных и термоядерных исследований. Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки России "Приоритет-2030" национального проекта "Молодежь и дети". Результаты работы ученых опубликованы в журнале Radiation Physics and Chemistry (Q1, IF: 3,3).