Ученые ТПУ нашли способ повысить эффективность рентгеновского излучения

Изображение сгенерировано с помощью ChatGPT

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Radiation Physics and Chemistry (Q1, IF: 3,3).

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 Томского политеха 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.

В ходе исследования мы 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,

— отмечает 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.

В исследовании приняли участие ученые Международной научно-образовательной лаборатории «Рентгеновская оптика» Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха и Троицкого института инновационных и термоядерных исследований.

Источник: Служба новостей ТПУ