08:30 2023-09-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Oamenii de știință descoperă un material durabil, dar sensibil pentru detectarea cu raze X de înaltă energie
_ Oamenii de știință descoperă un dar material sensibil pentru detectarea cu raze X de înaltă energie
Tehnologia cu raze X joacă un rol vital în medicină și cercetarea științifică, oferind imagini medicale non-invazive și o perspectivă asupra materialelor. Progresele recente în tehnologia cu raze X permit faze mai strălucitoare și mai intense și imagini ale sistemelor din ce în ce mai complicate în condiții reale, cum ar fi interiorul bateriilor în funcțiune.
Pentru a susține aceste progrese. , oamenii de știință lucrează pentru a dezvolta materiale pentru detectoare de raze X care pot rezista la razele X strălucitoare, de înaltă energie — în special cele de la sincrotroni mari de raze X —, menținând în același timp sensibilitatea și rentabilitatea.
O echipă de Oamenii de știință de la Laboratorul Național Argonne al Departamentului de Energie al SUA (DOE) și colegii lor au demonstrat performanța excepțională a unui nou material pentru detectarea modelelor de împrăștiere a razelor X de înaltă energie. Cu o rezistență excelentă la un flux de raze X ultra-înalt și un cost relativ scăzut, materialul detectorului poate găsi o aplicație largă în cercetarea cu raze X bazată pe sincrotron.
În timpul unui experiment de împrăștiere a razelor X, un fascicul de fotonii – sau particulele de lumină – călătoresc printr-o probă care este studiată. Eșantionul împrăștie fotonii, care apoi lovesc materialul detectorului. Analiza modului în care razele X sunt împrăștiate oferă oamenilor de știință o vedere asupra structurii și componenței probei.
„Multe dintre materialele actuale ale detectorului nu pot face față gamei largi de energii ale fasciculului și fluxurilor enorme de raze X care vin din instalațiile mari de sincrotron. Cele care pot sunt adesea scumpe sau greu de crescut, sau trebuie să fie răcite la temperaturi foarte scăzute", a declarat Antonino Miceli, fizician la Argonne's Advanced Photon Source (APS), un birou de știință al DOE. facilitate pentru utilizator.
Durată de nevoia de materiale pentru detectoare mai bune, echipa a analizat performanța cristalelor de perovskit de bromură de cesiu. Perovskiții au structuri simple, cu proprietăți foarte reglabile, făcându-le potrivite pentru o gamă largă de aplicații.
Materialul a fost cultivat folosind două metode diferite. O metodă a implicat topirea și răcirea materialului pentru a induce formarea de cristale, ceea ce a fost făcut în laboratorul Duck Young Chung, un om de știință din divizia de Știință a Materialelor din Argonne. Cealaltă a fost o abordare bazată pe soluții în care cristalele sunt crescute la temperatura camerei. Această lucrare a fost efectuată la Universitatea Northwestern în laboratorul lui Mercouri Kanatzidis, un om de știință senior la Argonne, cu o întâlnire comună la Northwestern.
„La linia de fascicul 11-ID-B la APS, am evaluat cristalele realizate folosind aceste două strategii și cum se desfășoară într-o gamă largă de fluxuri sincrotron”, a spus Kanatzidis. „Rezultatele au fost destul de uimitoare.”
Crescut folosind ambele metode, materialul a prezentat capacități de detectare excepționale și a rezistat fără probleme la fluxuri până la limita APS.
„Acest detector materialul poate distinge micile modificări, dezvăluind o mai bună perspectivă asupra materialelor reale în condiții reale”, a spus Miceli. „Este relativ dens în comparație cu materialele comune ale detectoarelor, cum ar fi siliciul, și este structurat într-un mod care îi influențează proprietățile electrice pentru o mai bună eficiență și sensibilitate.”
Razele X de înaltă energie le permit cercetătorilor să studieze sistemele dinamice în mod real. timp. Acestea includ procese biologice din celule sau reacții chimice din interiorul unui motor. Datorită capacității noului detector de a detecta schimbări subtile în timpul experimentelor, cercetătorii pot obține informații valoroase asupra activității complicate și rapide a materialelor, facilitând studii mai rapide și mai detaliate.
Materialele superioare ale detectoarelor de la APS sunt și mai importante acum. că instalația trece printr-o modernizare majoră care va crește luminozitatea liniilor de lumină de până la 500 de ori.
„Grupul nostru a reușit să crească cristale extrem de de înaltă calitate datorită setului unic de capabilități și expertiză de la Argonne, care au ajutat cu adevărat la îmbunătățirea performanței materialului”, a spus Chung.
Privind în viitor, echipa de cercetare își propune să se concentreze pe creșterea producției și pe optimizarea calității cristalului. Ei anticipează aplicații suplimentare pentru material, inclusiv utilizarea potențială a acestuia în detectarea razelor gamma la energii extrem de mari, cu sprijinul Administrației Naționale de Securitate Nucleară DOE.
Rezultatele experimentelor au fost raportate în Advanced Materials și Advanced Optical. Materiale.
Comentarii:
Adauga Comentariu