Ученые Томского политеха вместе с коллегами из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований создали простую аналитическую модель, призванную оптимизировать работу источников рентгеновского излучения. В основе этих устройств лежат компактные электронные ускорители. Разработка может стать фундаментом для принципиально новых способов исследования материалов на наноуровне. Об этом сообщает пресс-служба вуза. Результаты своей работы научный коллектив опубликовал в авторитетном международном журнале.
Для увеличения мощности рентгеновского излучения, известного как черенковское, в современных установках применяют сложные мишени из множества тонких пленок. Однако управление параметрами получаемого излучения долгое время оставалось серьезной проблемой из-за отсутствия простой и точной теоретической модели. Специалистам удалось описать генерацию излучения Вавилова-Черенкова, которое возникает при движении заряженной частицы сквозь многослойную структуру. Разработанная модель наглядно показывает, как электрон возбуждает рентгеновское излучение, проходя сквозь различные слои мишени.
«Оказалось, что параметрическое черенковское излучение от многослойной структуры способно подавлять фотонный выход классического излучения, 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», — отмечает старший научный сотрудник Международной научно-образовательной лаборатории «Рентгеновская оптика» ТПУ Михаил Шевелев.
Благодаря исследованию ученые получили возможность с высокой точностью прогнозировать спектральные и угловые характеристики излучения, подбирать оптимальные параметры мишени для увеличения его мощности и снижать энергозатраты при производстве источников. В перспективе предложенная модель позволит создавать высокоэффективные источники мягкого рентгеновского излучения и совершенствовать спектроскопические методы изучения веществ и композитных материалов.
Кроме того, у исследователей появляется реальный шанс целенаправленно менять характеристики черенковского излучения за счет продуманного конструирования многослойных мишеней.
