Учёные БФУ предложили управлять рентгеновскими лучами с помощью алмазов

Учёные Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта совместно с коллегами из Института геологии и минералогии Сибирского отделения РАН и компании «ВЕЛМАН» исследовали влияние дефектов алмазных кристаллов на прохождение рентгеновского излучения. Специалисты выяснили, что особенности внутренней структуры алмазов могут использоваться для управления потерями интенсивности рентгеновских лучей. Полученные результаты открывают новые возможности для разработки оптических элементов, применяемых в рентгеновских установках.

 

Алмаз считается одним из перспективных материалов для рентгеновской оптики благодаря способности выдерживать высокие нагрузки и сравнительно слабо поглощать излучение. Однако при прохождении рентгеновских лучей через кристалл часть интенсивности теряется вследствие дифракции — явления, связанного с взаимодействием излучения с упорядоченной атомной структурой материала. Исследователи решили выяснить, как на этот процесс влияют отклонения от идеального строения кристалла и можно ли использовать такие несовершенства для изменения характеристик рентгеновского излучения.

Эксперименты показали, что в исследованных алмазах участки дифракционных потерь оказались значительно шире, чем предсказывают расчёты для идеальных кристаллов. Разница составила от двух до пяти раз. При этом максимальное локальное снижение интенсивности рентгеновского излучения достигало лишь 4,8%. Таким образом, наличие дефектов сопровождалось изменением распределения потерь, но не приводило к резкому падению интенсивности в отдельных участках. Эти наблюдения позволяют по-новому оценить влияние реальной структуры алмаза на его оптические свойства.

Как рассказал научный сотрудник МНИЦ БФУ Александр Баранников, следующим этапом исследований станет изучение зависимости потерь рентгеновского излучения от плотности и пространственного распределения дефектов внутри кристалла. Учёные намерены установить, можно ли целенаправленно снижать максимальную величину таких потерь. В перспективе результаты работы могут помочь при создании алмазных элементов рентгеновской оптики с заранее заданными характеристиками. При этом практическое применение предложенного подхода потребует дальнейших исследований и экспериментальной проверки.