Исследователи определили ключевые условия, при которых портативное рентгеновское устройство будет надежным и долговечным. О своих открытиях ученые рассказали в журнале Scientific Reports.
Большие габариты существующих медицинских и промышленных рентгеновских аппаратов обусловлены наличием массивных внутренних компонентов, таких как рентгеновская трубка, генерирующая излучение при высоком напряжении, и детектор в защитном кожухе, как сообщили в НИУ БелГУ. Однако благодаря новым открытиям ученых, возможно создание компактных и эффективных рентгеновских аппаратов, которые будут легко переносимы и при этом сохранят свою стабильность и долговечность.В современном мире рентгеновские аппараты становятся все более распространенными в различных сферах, от медицины до науки. Однако, из-за их сложности в перемещении, громоздкости и высокого потребления электроэнергии, возникают определенные проблемы, отметили специалисты из вуза.
Увеличение размеров рентгеновской трубки способствует увеличению мощности и проникающей способности лучей, а улучшение детектора позволяет получать более точные данные об исследуемых объектах. Однако, как отмечает доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики НИУ БелГУ Андрей Олейник, в некоторых случаях нет необходимости в увеличении этих характеристик для успешного проведения медицинских исследований или анализа материалов.
Таким образом, важно найти баланс между увеличением характеристик рентгеновских аппаратов и их практичностью в конкретных областях применения. Это позволит эффективнее использовать современные технологии для достижения желаемых результатов без излишней сложности и затрат.
Исследователи НИУ БелГУ вместе с учеными из Армении, Великобритании и Германии провели исследование, чтобы определить условия, при которых кристалл танталата лития (LiTaO3) размером 1 см способен стабильно и воспроизводимо генерировать рентгеновские лучи необходимой для медицинских целей энергии. Эксперименты показали, что при повышении температуры на 10 º - 20 ºС в условиях вакуума такие кристаллы становятся источниками сильного электрического поля, что приводит к генерации рентгеновского излучения.Необходимо отметить, что около 20 лет назад был представлен подобный источник рентгеновских лучей, который на какое-то время произвел фурор благодаря своему функционалу, питанию от девятивольтовой батарейки и компактным размерам, немногим больше спичечного коробка. Однако современные исследования и технологические достижения позволяют создавать более эффективные источники рентгеновского излучения, такие как описанный в данном исследовании кристалл танталата лития.Интерес к разработке и усовершенствованию источников рентгеновского излучения для медицинских целей остается актуальным, поскольку это может привести к улучшению диагностики и лечения различных заболеваний.После прекращения производства пироэлектрических источников из-за их нестабильности, научные исследования в этой области заметно затихли. Однако ученые не утратили надежду на возможность улучшения эффективности и контролируемости таких источников. Недавно была достигнута значительная прорыв в этой области. "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", — прокомментировал ученый.Эти новые разработки могут иметь широкое применение в различных отраслях, где требуется стабильный и контролируемый источник энергии. Возможно, в будущем пироэлектрические источники станут неотъемлемой частью технологического прогресса и повседневной жизни.В рамках научных исследований в будущем планируется создание прототипа переносного устройства, способного проводить анализ реальных объектов при помощи рентгеновского излучения. Это позволит не только улучшить процессы диагностики и исследования, но и открыть новые перспективы в области науки и медицины.Кроме того, специалисты намерены глубже изучить фундаментальные вопросы, связанные с механизмами испускания рентгеновских лучей. Это позволит расширить наше понимание природы электромагнитного излучения и его влияния на окружающий мир.Не менее важным является сотрудничество НИУ БелГУ с английскими учеными в области изучения материалов, способных эффективно превращать тепловую энергию в электричество. Этот процесс имеет огромное значение для развития альтернативных источников энергии и создания более эффективных технологий.Источник фото: РИА Новости
