В России улучшили основной элемент рентгеновских аппаратов

Ученые НИУ МИЭТ предложили инновационный подход к повышению энергоэффективности и долговечности рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов.

Их идея заключается в использовании нового материала для создания источника потока электронов (катода), что, по мнению исследователей, позволит значительно улучшить характеристики устройств. Результаты исследования были опубликованы в журнале Applied Surface Science.

На сегодняшний день в мире широко используются диагностические рентгеновские аппараты, компьютерные томографы, а также сканирующие и просвечивающие электронные микроскопы. Эти устройства играют важную роль в медицине, науке и промышленности, обеспечивая точные и надежные исследования.

Использование нового материала для катода может значительно улучшить производительность и эффективность рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов. Это открывает новые перспективы для развития технологий диагностики, научных исследований и индустрии.

Эмиссионные катоды, способные генерировать потоки электронов высокой интенсивности, играют ключевую роль в работе различных приборов. Один из авторов исследования, научный сотрудник НИУ МИЭТ Артем Куксин, подчеркнул важность этих устройств. По его словам, большинство современных катодов излучают электроны при нагревании.

Интересно, что многие катоды используются в бытовой технике, например, в лампочках накаливания. Вольфрамовая нить в таких лампах начинает светиться при нагревании током до высоких температур. Однако, при таком нагревании элементы катодов начинают отдавать тепло в окружающую среду, что снижает их энергоэффективность и срок службы.

Специалисты акцентируют внимание на необходимости разработки более эффективных катодов, способных генерировать электронные потоки без значительного нагревания. Такие инновационные устройства могут повысить энергоэффективность и долговечность различных технических устройств, использующих эмиссионные катоды.

Ученые постоянно ищут способы улучшить эмиссионные катоды, чтобы избежать нагревания при генерации потоков электронов. Для решения этой проблемы, коллектив ученых НИУ МИЭТ и других российских вузов разработал новый материал на основе углеродных наноматериалов и оксида бария. Этот материал показал в четыре раза более высокую эффективность по сравнению с традиционными катодами на основе вольфрама.

Исследователь отметил, что особенности эмиссионных свойств новых гибридных наноструктур связаны с сильным электронным взаимодействием между атомами углерода и бария в составе материала. Это открытие может иметь значительное значение для развития электронных устройств и технологий, требующих высокой эффективности и низкой температуры работы.

Новые исследования в области катодов показывают, что наши катоды имеют более высокие значения максимальной плотности эмиссионного тока и порогового напряжения по сравнению с коммерческими термоэмиссионными катодами на основе вольфрама и углеродных наноматериалов. Это открывает новые перспективы для применения в различных технологиях, требующих высокой стабильности потока электронов. Герасименко подчеркнул, что стабильность эмиссии электронов остается на высоком уровне.

Дальнейшие планы научного коллектива включают в себя работу над улучшением характеристик разработанных катодов и их тестированием в рентгеновских трубках и электронных микроскопах. Это позволит более детально изучить потенциал применения новых катодов в современных технологиях и научных исследованиях. Возможно, эти достижения приведут к созданию более эффективных и точных устройств, основанных на электронной эмиссии.

Источник и фото - ria.ru