Рентгенівські промені, які широко використовуються в медицині, дефектоскопії і багатьох інших областях, зазвичай отримують за допомогою спеціальних вакуумних приладів, які називаються рентгенівськими трубками. Усередині цих трубок електрони прискорюються за допомогою високого електричного потенціалу і стикаються з металевим анодом. Енергія розігнаних електронів передається атомам металу, які переходять в збуджений стан, виникає складний коливальний процес, що генерує потік випромінювання в рентгенівському діапазоні. На жаль, потік створюваного випромінювання поширюється рівномірно на всі боки, а властивості рентгенівських променів значно ускладнюють задачу їх фокусування і формування вузького спрямованого променя, більш того, фронт імпульсу рентгенівського випромінювання в більшості випадків має абсолютно випадкову форму.
Однак, вчені-фізики з Геттінгенського університету розробили новий принцип генерації рентгенівського випромінювання, який дозволяє отримати промінь, спрямований в строго заданому напрямку. В основі нової технології є структура з трьох матеріалів, що мають абсолютно різні електронні характеристики. А товщина такого тришарового “бутерброда” становить всього кілька мільйонних часток міліметра.
Об’єкт, виготовлений з такого тонкого багатошарового матеріалу, встановлюється замість металевого анода в звичайній рентгенівській трубці. Управління параметрами рентгенівського променя може здійснюватися на етапі виробництва багатошарового анода шляхом зміни порядку чергування і товщини шарів різних матеріалів. “Рентгенівське випромінювання в такому випадку генерується і направляється паралельно верствам анода, які виступають в якості хвилеводу, як оптоволокно для світла, наприклад” – пишуть дослідники.
Використовуючи розрахунки найскладніших математичних моделей, що враховують різні варіанти структури багатошарового анода, фізики вже знайшли шляхи до підвищення ефективності генератора рентгенівського випромінювання. “Згідно з нашими розрахунками, ефект може бути збільшений і ми на виході отримаємо рентгенівські промені більшої яскравості” – пишуть дослідники, – “Це дозволить незабаром перенести в стіни лабораторій ті експерименти, які можна було раніше робити тільки на великих прискорювачах, таких, як синхротрон в Гамбурзі”. Джерело