Аномалия во взаимодействии микрофокусного тормозного излучения нового источника на основе 18 МЭВ-бетатрона с острым краем стальной пластины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены изображения распределения микрофокусного тормозного излучения нового источника на основе 18 МэВ-бетатрона, прошедшего стальную пластину толщиной 0.4 мм с острым краем шириной 1.2 мм. Фотографии демонстрируют аномалию взаимодействия микрофокусного тормозного излучения с острием пластины в виде узкой темной полосы вдоль изображения острия, которая свидетельствует об усилении интенсивности излучения в этой области. Темная полоса обеспечивает контраст изображения острия, который вместе с высокой резкостью изображения благодаря микрофокусу источника позволяет визуализировать положение острия с высокой точностью. Темная полоса на снимках не наблюдалась при использовании излучения с энергией 450 и 45 кэВ от рентгеновских трубок с фокусами 400 и 100 мкм. Поглощение излучения обеспечивает на изображении плавное изменение почернения острого края и размытие острия из-за размера источника излучения. Наблюдаемый эффект при микрофокусном излучении нового источника определяется рассеянием излучения острием с возможным участием волновых эффектов, что необходимо дополнительно исследовать.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. М. Рычков

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: rychkov@tpu.ru
Россия, Томск

В. В. Каплин

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: rychkov@tpu.ru
Россия, Томск

В. А. Смолянский

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: vsmol@tpu.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Рычков М.М., Каплин В.В., Сухарников К.В., Васьковский И.К. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. Вып. 11. С. 816. http://jetpletters.ru/ps/2128/article_31935.shtml
  2. Rychkov M.M., Kaplin V.V., Malikov E.L., Smolyanskii V.A., Gentsel’man V., Vaskovs’kii I.K. // J. Nondestructive Evaluation. 2018. V. 37. № 1. P. 13. https://doi.org/10.1007/s10921-018-0464-6
  3. Патент 2072643 (РФ). Способ получения фокусного пятна тормозного излучения малых размеров в циклическом ускорителе заряженных частиц. / Пушин В.С., Чахлов В.Л. // 1997. http://www.findpatent.ru/patent/207/2072643.html
  4. Yamada H. // Jpn. J. Appl. Phys. 1996. V. 35. № 2A. P. L182. http://doi.org/10.1143/JJAP.35.L182
  5. Gambaccini M., Marziani M., Taibi A., Cardarelli P., Di Domenico G., Mastella E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2012. V. 664. P. 78. https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.10.028
  6. Yamada H. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2003. V. 199. Iss. 6. P. 509. http://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)01593-8
  7. Рычков М.М., Каплин В.В., Смолянский В.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 3. С. 14. https://sciencejournals.ru/view-article/?j=poverh&y=2021 &v=0&n=3&a=Poverh2103012Rychkov
  8. Website of the IE-NTD Ltd: http://ie-ndt.co.uk/en4625astme2002duplexiqi.html
  9. Wilkins S.V., Gureyev T.E., Gao D., Pogany A., Stevenson A.W. // Nature. 1996. V. 384. P. 335. https://doi.org/10.1038/384335a0
  10. Snigirev A., Snigireva I., Kohn V., Kuznetsov S., Schelokov I. // Rev. Sci. Instrum. 1995. V. 66. P. 5486. https://doi.org/10.1063/1.1146073
  11. Gureyev T.F., Paganin D.M., Mayers G.R., Nesterets Y.I., Wilkins S.W. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. № 3. P. 034102. https://doi.org/10.1063/1.2226794
  12. Laperle C.M., Wintermeyer Ph., Wands J.R., Shi D., Anastasio M. A., Li X., Arh B., Diebold G.J., Rose-Petruck C. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 173901. https://doi.org/10.1063/1.2802728
  13. Gasilov S.V., Fayenov A.Ya., Pikuz T.A., Skobelev I.Yu., Calegary F., Vozzy C., Nisoli M., Sansone G., Valentiny G., De Silvestry S., Stagira S. // JETP Lett. 2008. V. 87. № 5. P. 238. https://doi.org/10.1134/S0021364008050032
  14. El-Ghazaly M., Backe H., Lauth W., Kube G., Kunz P., Sharafutdinov A., Weber T. // Eur. Phys. J. A. 2006. V. 28. P. 197. http://doi.org/10.1140/epja/i2006-09-021-6
  15. Hirai T., Yamada H., Sasaki M., Hasegawa D., Morita M., Oda Y., Takaku J., Hanashima T., Nitta N., Takahashi M., Murata K. // J. Synchrotron Rad. 2006. V. 13. P. 397. https://doi.org/10.1107/S0909049506027026
  16. Yamada H., Hasegawa D., Yamada T., Kleev A.I., Minkov D., Miura N., Moon A., Hirai T. Haque M. // Comprehensive Biomed. Phys. 2014. V. 8. P. 43. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780444536327006043?via%3Dihub
  17. Yamada H., Hiraia T., Morita M, Hasegawa D, Hanashima M. // Proc. SPIE. 2008. V. 7078. http://doi.org/10.1117/12.796333
  18. Рычков М.М., Каплин В.В., Смолянский В.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 9. С. 93. https://sciencejournals.ru/view-article/?j=poverh&y=2022 &v=0&n=9&a=Poverh2209017Rychkov
  19. Van Heekeren J., Kostenko A., Hanashima T., Yamada H., Stallinga S., Offerman E., Vliet L. // Med. Phys. 2011. V. 38. № 9. P. 5136. http://doi.org/10.1118/1.3622606
  20. Hwu Y., Tsai Wen-Li, Groso A., Margaritondo G., Ho Je J. // J. Phys. D. 2002. V. 35. № 13. P. R105. http://doi.org/10.1088/0022-3727/35/13/201

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема эксперимента (а): 1 — камера бетатрона (вид сверху); 2 — мишень, ориентированная вдоль пучка электронов; 3 — гониометр; 4 — стальная пластина с острым краем, расположенная на расстоянии L1 от мишени; 5 — рентгеновская пленка, расположенная на расстоянии L2 от мишени. Фотография (б) (увеличение М = 1.1), показывающая положение пластины (1) с левым острым краем на пучке излучения и толстую стальную пластину, служившую держателем (2). Светлая линия показывает направление плоскости мишени. Схема зависимости эффективного горизонтального размера SH источника от горизонтального угла θH испускания излучения из мишени толщиной t и шириной T, ориентированной вдоль пучка электронов e (в).

Скачать (111KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагмент полученного с увеличением М = 2.43 распределения тормозного излучения, cгенерированного в узкой (t = 13 мкм) Та мишени 18 МэВ-бетатрона, после его взаимодействия со стальной пластиной толщиной 0.4 мм с левым острым краем шириной 1.2 мм (а), внизу — дополнительно увеличенная часть изображения острия пластины. Денситограмма острого края, измеренная по линии L (б). Фрагмент распределения тормозного излучения с увеличением М = 1.1 (в), внизу — дополнительно увеличенная часть изображения острия пластины. Денситограмма острого края (г).

Скачать (205KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фрагмент полученного с увеличением М = 2.3 распределения рентгеновского тормозного излучения с энергией 450 кэВ, прошедшего стальную пластину толщиной 0.4 мм с левым острым краем (а), внизу — дополнительно увеличенная часть изображения острия пластины. Денситограмма острого края, измеренная по линии L (б). Фрагмент увеличенного (М = 4.3) изображения пластины толщиной 0.4 мм с левым острым краем, полученного с помощью рентгеновского излучения с энергией 45 кэВ (в). Денситограмма изображения острого края, измеренная по линии L (г). Фрагмент увеличенного (М = 4.3) изображения пластины толщиной 0.1 мм с левым острым краем шириной 0.4 мм, полученного с использованием рентгеновского излучения с энергией 45 кэВ (д). Денситограмма острого края, измеренная по линии L (е).

Скачать (147KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Рассчитанные нормированные распределения яркости изображения острия пластины толщиной: а – 0.4 мм для энергии фотонов излучения 400 (1), 200 (2) и 100 кэВ (3); б — 0.4 мм для энергии фотонов излучения 40 (1), 30 (2) и 20 кэВ (3); в – 0.1 мм для энергии фотонов излучения 40 (1), 20 (2) и 15 кэВ (3).

Скачать (122KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025