В России улучшили основной элемент рентгеновских аппаратов

Эти устройства играют важную роль в медицине, науке и промышленности, обеспечивая точные диагнозы и исследования на микроуровне.

Ученые НИУ МИЭТ предложили новый подход к повышению энергоэффективности и долговечности рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов. Их исследование, опубликованное в журнале Applied Surface Science, предлагает использовать специальный материал для изготовления источника потока электронов, что позволит значительно улучшить работу этих устройств.

Новый материал для катода, разработанный учеными, обладает уникальными свойствами, которые способствуют более эффективной генерации потока электронов. Это открытие может привести к значительному снижению энергопотребления и повышению долговечности рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов, что в свою очередь повысит их эффективность и точность исследований.

Эмиссионные катоды, способные генерировать потоки электронов высокой интенсивности, играют важную роль в работе различных приборов. Один из авторов исследования, научный сотрудник НИУ МИЭТ Артем Куксин, подчеркнул, что именно от эффективности работы этих устройств зависит их функциональность и долговечность.

Современные катоды, как отмечают ученые, обычно используются для излучения электронов при нагревании. Например, вольфрамовая нить в лампочке накаливания начинает светиться при нагревании током до высоких температур. Однако, этот процесс сопровождается значительными потерями энергии и сокращением срока службы элементов из-за высоких температур.

Именно поэтому важно искать новые методы генерации электронов с минимальными потерями тепла. Разработка более энергоэффективных эмиссионных катодов может привести к улучшению работы различных устройств и повышению их эффективности в целом.

Для улучшения эффективности и надежности эмиссионных катодов, ученые активно работают над развитием полевых эмиссионных технологий. Эти катоды способны генерировать потоки электронов под действием напряжения, не требуя нагрева.

Недавно коллектив ученых НИУ МИЭТ и их партнеры из других российских университетов представили новый материал для "ненагреваемых" катодов. Он основан на углеродных наноматериалах и оксиде бария, обладающих в четыре раза более высокой эффективностью по сравнению с традиционными катодами из вольфрама.

Исследователь отметил, что уникальные эмиссионные свойства разработанных гибридных наноструктур объясняются сильным электронным взаимодействием между атомами углерода и бария в структуре. Это открывает новые перспективы для создания более эффективных и долговечных эмиссионных катодов, способных работать без нагрева и обеспечивать стабильный поток электронов.

Научный коллектив планирует не только повысить характеристики разработанных катодов, но и провести апробацию сформированных катодов в рентгеновских трубках и электронных микроскопах. Экспериментальные данные показывают, что катоды, разработанные исследователями, превосходят существующие аналоги по значениям максимальной плотности эмиссионного тока и порогового напряжения.

Кроме того, стабильность потока электронов во времени остается на высоком уровне, что делает эти катоды перспективными для применения в различных областях техники и науки.

Дальнейшее совершенствование катодов позволит улучшить их работу в различных устройствах, требующих высокой эмиссии электронов.

Источник и фото - ria.ru