В России улучшили основной элемент рентгеновских аппаратов

Современные научные исследования в области энергетики и материаловедения привели к открытию новых возможностей для повышения энергоэффективности и долговечности рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов.

Ученые НИУ МИЭТ предложили инновационный подход к улучшению этих технологий, предлагая использовать новый материал для создания источника потока электронов. Этот материал был разработан научным коллективом и результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Одним из ключевых аспектов современной науки является разработка новых материалов и технологий, способных улучшить существующие методы диагностики и исследований. В данном случае, использование нового материала для катода может значительно улучшить характеристики рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов, что отразится на качестве проводимых исследований и диагностических процедур.

Сегодня в мире огромное количество медицинских и научных учреждений используют рентгеновские аппараты, компьютерные томографы и электронные микроскопы для проведения различных исследований и диагностических процедур. Повышение энергоэффективности и долговечности этих устройств может значительно улучшить качество медицинской диагностики и научных исследований, что сделает их более точными и эффективными.

Важным элементом в создании современных приборов являются эмиссионные катоды, способные генерировать потоки электронов высокой интенсивности. Об этом рассказал Артем Куксин, научный сотрудник НИУ МИЭТ. Он подчеркнул, что именно эти устройства лежат в основе работы многих технических устройств.

Согласно ученым, большинство современных катодов излучают электроны при нагревании. Например, вольфрамовая нить в лампочке накаливания начинает светиться при нагревании током до высоких температур. Однако, при таком процессе элементы разогреваются до температур в 2–3 тысячи градусов и отдают тепло в окружающую среду. Это приводит к уменьшению энергоэффективности и сокращению срока службы устройств. Эксперты подчеркивают необходимость разработки более эффективных и долговечных методов эмиссии электронов для повышения эффективности технических систем.

Ученые постоянно стремятся к разработке новых технологий, способных преодолеть технические ограничения существующих устройств. В этом контексте, развивается направление полевых эмиссионных катодов, способных генерировать потоки электронов под напряжением, не нагреваясь.

Недавно коллектив ученых НИУ МИЭТ и их коллег из других российских вузов представил новый материал для "ненагреваемых" катодов. Этот материал основан на углеродных наноматериалах и оксиде бария, и показал в четыре раза более высокую эффективность, чем традиционные термоэмиссионные катоды на основе вольфрама.

Исследователь отметил, что уникальные эмиссионные свойства разработанных гибридных наноструктур объясняются сильным электронным взаимодействием между атомами углерода и бария в структуре материала. Это открытие может проложить путь к созданию более эффективных и долговечных электронных устройств, работающих на основе полевых эмиссионных катодов.

Научный коллектив под руководством Герасименко достиг значительных успехов в разработке катодов с высокой плотностью эмиссионного тока и низким пороговым напряжением. Эти катоды превосходят как коммерческие термоэмиссионные катоды на основе вольфрама, так и аналогичные катоды из углеродных наноматериалов. Стабильность потока электронов на высоком уровне обеспечивает долгосрочную эффективность работы.

Исследования в области улучшения характеристик катодов будут являться приоритетным направлением работы научного коллектива. Планируется также провести апробацию разработанных катодов в рентгеновских трубках и электронных микроскопах. Это позволит оценить их эффективность и применимость в различных технических устройствах, где требуется высокая точность и стабильность электронного потока.

Источник и фото - ria.ru