Российские рентгеновские микроскопы заменят французские
Специалисты Конструкторско-технологического института научного приборостроения Сибирского отделения РАН разработали новые рентгеновские микроскопы для использования в установке класса мегасайенс "Сибирский кольцевой источник фотонов" (СКИФ) в новосибирском наукограде Кольцово.
Эти микроскопы созданы как альтернатива французским устройствам, которые стали недоступны из-за санкций.
Важно отметить, что ранее в России не производилось подобное оборудование, и планы по его приобретению за рубежом были сорваны из-за политических ограничений. Однако микроскопы, разработанные специалистами КТИ НП СО РАН, не только не уступают зарубежным аналогам по техническим характеристикам, но и доступны по более низкой цене. Согласно информации от центра коллективного пользования (ЦКП) СКИФ, стоимость новых микроскопов в четыре раза ниже, чем у зарубежных аналогов.Этот пример является отличным подтверждением того, что российские научные институты способны создавать современное и конкурентоспособное оборудование, не уступающее зарубежным разработкам. Развитие отечественной научно-технической базы играет ключевую роль в обеспечении независимости страны в области науки и технологий.Рентгеновские микроскопы играют важную роль в научных исследованиях, позволяя ученым изучать внутреннюю трехмерную структуру материалов и проводить наблюдения за динамическими процессами и химическими реакциями в реальном времени. Эти микроскопы работают на основе использования рентгеновских лучей для анализа структуры объектов, обладая высокой проникающей способностью, что отличает их от электронных микроскопов.
Одним из ключевых преимуществ рентгеновских микроскопов является возможность исследования внутреннего строения уникальных объектов без их разрушения. Важно отметить, что эти микроскопы способны создавать изображения как крупных объектов с низким пространственным разрешением, так и микрообъектов с высоким разрешением, что делает их универсальным инструментом для различных научных исследований", - подчеркнули специалисты из Центра криогенных исследований "СКИФ".
Таким образом, рентгеновские микроскопы представляют собой неотъемлемую часть современной научной лаборатории, обеспечивая возможность изучения структуры и поведения материалов на микро- и наноуровне с высокой точностью и детализацией.
В области научных исследований на пятой станции первой очереди (станция 1-5) "Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне" планируются проведения экспериментов с использованием рентгеновских микроскопов. Эти исследования направлены на решение разнообразных задач в материаловедении, геологии, археологии, химии, биологии и медицине.
Рентгеновский микроскоп, используемый в экспериментах, работает по принципу оптического микроскопа, за исключением того, что вместо светового пучка он использует пучок синхротронного излучения. Этот пучок проходит через образец и попадает на специальный кристалл, который преобразует рентгеновское излучение в видимый спектр. Затем полученное изображение регистрируется видеокамерами для дальнейшей обработки и анализа.
Такой подход позволяет исследователям получить более детальные данные о структуре и свойствах исследуемых образцов, что открывает новые возможности для научных открытий и применения полученных знаний в различных областях науки и техники.
Эксперименты с использованием первого микроскопа, оборудованного высокочувствительной камерой, позволяют проводить исследования в статическом режиме. Путем вращения объекта и создания снимков с различных углов можно полностью восстановить трехмерную структуру образца. Этот метод, известный как рентгеновская томография, находит применение в различных областях, включая изучение микропористой структуры нефтеносных пород для оптимизации добычи углеводородов, анализ строения природных алмазов, исследование конструкционных материалов для авиационной и машиностроительной промышленности, а также анализ уникальных объектов искусства, археологических и палеонтологических находок без их повреждения. При помощи данного метода можно получить детальное представление о внутренней структуре различных материалов и объектов, что открывает новые возможности для научных исследований и сохранения культурного наследия.Важность наблюдения за динамическими процессами в материалах для промышленности и технологий не может быть недооценена. Второй микроскоп, оборудованный высокоскоростной камерой, открывает возможность снимать тысячи кадров в секунду, что позволит детально изучить изменения структуры образца под воздействием внешних сил. Это особенно важно для понимания поведения конструкционных материалов, таких как сплавы металлов и композиты, в условиях механического напряжения.Наблюдение за процессами растяжения, сжатия и другими воздействиями на материалы имеет прямое практическое применение в различных отраслях, включая машиностроение, авиацию и космическую промышленность. Точное изучение реакции материалов на нагрузки поможет разрабатывать более прочные и надежные конструкции.Кроме того, возможность наблюдать процессы создания металлических конструкций в реальном времени при помощи 3D принтера и лазерной сварки открывает новые перспективы для инноваций в производстве. Сварные соединения, полученные с использованием современных технологий и контролируемые с помощью высокоскоростной камеры, могут стать заменой устаревших методов соединения, повышая надежность и эффективность производства.Источник и фото - ria.ru
