В России улучшили основной элемент рентгеновских аппаратов

Эти устройства играют важную роль в медицине, науке и промышленности, обеспечивая точные и надежные исследования. Однако, ученые НИУ МИЭТ предлагают новый подход к повышению энергоэффективности и долговечности таких аппаратов.

Исследователи предлагают использовать новый материал для создания источника потока электронов (катода), который может значительно улучшить работу рентгеновских аппаратов и электронных микроскопов. Результаты их работы были опубликованы в журнале Applied Surface Science. Этот подход открывает новые перспективы для развития современной техники и науки.

Способность улучшить энергоэффективность и долговечность таких технически сложных устройств, как рентгеновские аппараты и электронные микроскопы, имеет огромное значение для современного общества. Новые материалы и технологии, предложенные учеными, могут стать ключом к более точным и быстрым исследованиям в различных областях науки и промышленности.

Исследование, проведенное научным сотрудником Национального исследовательского университета "МИЭТ" (НИУ МИЭТ) Артемом Куксиным, обнаружило, что основой всех современных приборов являются устройства, способные генерировать потоки электронов высокой интенсивности – эмиссионные катоды. Это открывает новые перспективы в области электроники и технологий.

Большинство катодов сегодняшних устройств работают по принципу излучения электронов при нагревании. Например, вольфрамовая нить в лампочке накаливания светится после нагревания током до высоких температур. Однако, этот метод имеет свои недостатки, такие как низкая энергоэффективность и сокращение срока службы катодов.

Исследователи также отметили, что элементы, разогревающиеся до температур в 2–3 тысячи градусов, начинают отдавать тепло в окружающую среду, что снижает их эффективность. Поэтому разработка новых методов генерации электронов без нагревания может значительно улучшить работу электронных устройств и повысить их энергоэффективность.

Для улучшения эффективности генерации потоков электронов без нагревания, ученые активно работают над развитием полевых эмиссионных катодов. Этот подход позволяет преодолеть недостатки термоэмиссионных катодов и повысить производительность.

Коллектив ученых НИУ МИЭТ, в сотрудничестве с другими российскими вузами, представил новый материал для "ненагреваемых" катодов, основанный на углеродных наноматериалах и оксиде бария. Эти материалы демонстрируют в четыре раза более высокую эффективность по сравнению с традиционными катодами на основе вольфрама.

Исследователь отметил, что особенности эмиссионных свойств новых гибридных наноструктур обусловлены сильным электронным взаимодействием между атомами углерода и бария в структуре материала. Это открывает новые перспективы для развития эффективных и устойчивых катодов для различных применений, от электронных устройств до космической техники.

Научный коллектив под руководством Герасименко добился значительных успехов в разработке катодов с высокой плотностью эмиссионного тока и низким пороговым напряжением. Эти характеристики превосходят аналоги на основе вольфрама и углеродных наноматериалов. Однако, помимо этого, они также обеспечивают стабильность потока электронов на высоком уровне в течение времени.

Исследователи планируют дальнейшее совершенствование разработанных катодов, а также проведение тестирования в рентгеновских трубках и электронных микроскопах. Это позволит оценить их эффективность и применимость в различных областях науки и техники. Возможно, новые катоды окажутся ключевым элементом для улучшения работы различных устройств, требующих высокой точности и стабильности электронного потока.

Источник и фото - ria.ru