Физики Томского политехнического университета (ТПУ) создали первый в России мультиконтрастный рентгеновский томограф. Он сможет находить микродефекты в сложных объектах — например, в материалах для авиакосмической отрасли — и восстанавливать распределение химических элементов по объему.
Традиционная томография показывает элементы, из которых состоит объект исследования, ориентируясь на их рентгеновскую плотность. Но сегодня многие материалы, которые используют в производстве промышленных, медицинских и других объектов, состоят из компонентов с низкой или мало отличающейся рентгеновской плотностью. Поэтому увидеть дефект в таких предметах с помощью существующих технологий сложно, особенно если они небольшого размера. В новом томографе за счет использования корпускулярно-волновых свойств рентгеновского излучения возможно более детально рассмотреть объекты с похожим составом и плотностью.

    "Мы разработали исследовательский томограф со свободной конфигурацией, объединяющий традиционный способ рентгеновской томографии, сканирование в темном поле, которое позволяет визуализировать контуры оптических неоднородностей, фазово-контрастный способ и спектральную (цветную) томографию. Последний способ позволяет определить распределение химических элементов в объекте исследования по их способности поглощать рентгеновское излучение. Концепция томографа-конструктора позволяет быстро сконфигурировать любой томографический эксперимент под разные задачи промышленности, науки или биомедицины", — рассказал руководитель проекта, заместитель директора по развитию Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Алексей Гоголев.

По словам ученого, разработанный томограф позволяет отслеживать сразу четыре параметра вместо одного. Он умеет не только считать кванты рентгеновского излучения, но и учитывать изменение фазы, амплитуды, длины волны и интерференционные эффекты (эффекты, образующиеся при наложении двух волн в пространстве). Томографы с такими свойствами создаются несколькими научными коллективами в США, Европе, Японии. В России подобных еще не создавали.
Сейчас ученые продолжают развивать инструментально-программную базу разработанного томографа и формируют коллекцию результатов, чтобы улучшить повторяемость и точность результатов исследований. В ближайшем будущем наработки по проекту могут использовать в других российских крупных научных проектах, в том числе — на установках класса мегасайнс (международные исследовательские комплексы).

Источник