Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0001

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0001
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом
Докладчик
Дюжев Николай Алексеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью проекта является разработка основ создания нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом. В результате должен быть получен экспериментальный образец рентгеновского источника на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом. Реализуемый проект направлен на удовлетворение потребности различных областей науки и техники в миниатюрных рентгеновских источниках с низким энергопотреблением и возможностью вариации частоты излучения, в частности, на создание научно-технических основ и задела для будущих ОКР по разработке опытных образцов перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность: на сегодняшний день в различных областях науки и техники остро ощущается необходимость в миниатюрных рентгеновских источниках с низким энергопотреблением и возможностью вариации частоты излучения.
Новизна: использовании комбинации прострельной рентгеновской мишени и источника высокой интенсивности на основе полевого нанокатода, работающего в импульсном режиме. При этом обеспечивается миниатюризация изделия, снижение энергопотребления и дозы рентгеновского излучения.
Описание исследования

Для решения поставленных задач применяются следующие подходы:

- анализ современной научно-технической, нормативной и методической литературы. Патентные исследования.

- разработка физических моделей с использованием САПР.

- разработка стендов для экспериментальных исследований тестовых и экспериментальных образцов.

- проведение экспериментальных исследований образцов.

Результаты исследования

По данным обзора литературы и патентных исследований выбрана концепция и конструктивный облик рентгеновского источника. Выполнены моделирование работы полевого нанокатода рентгеновского источника и моделирование работы электронно-оптической системы рентгеновского источника. Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) и изготовлен стенд для исследования характеристик тестовых образцов полевого нанокатода.

Разработан новый технологический маршрут изготовления тестовых образцов полевого нанокатода. Отличительной особенностью маршрута является использование групповых операций кремниевой технологии, позволяющей формировать изделия нано- и микросистемной техники на кремниевых пластинах диаметром 150 мм. Разработанный технологический маршрут реализуем на большинстве технологических линий, специализирующихся на изготовлении МЭМС/ИС с проектными нормами от 0,8 до 0,35 мкм. Таким образом, создан технологический задел, открывающий перспективы внедрения изделий на базе полевых нанокатодов в серийное производство. Согласно разработанному технологическому маршруту изготовлены тестовые образцы полевого нанокатода в количестве 10 шт. Результаты исследований дают основание полагать, что разработанная технология достаточно стабильна и характеризуется приемлемой воспроизводимостью основных параметров. Материал катода является кремнием монокристаллическим. Среднее значение радиуса скругления составило 10±0,5 нм. Плотность эмиссионного тока, измеренная на стенде, составила 5х106 и более. Деградация тестовых образцов полевого нанокатода в результате эммитирования незначительная.

Разработана ЭКД и изготовлен стенд для проведения исследовательских испытаний рентгеновского источника. Разработана ЭКД и изготовлен на экспериментальный образец рентгеновского источника. Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментального образца рентгеновского источника, проведены исследовательские испытания. Напряжение питания составило 37 кВ, потребляемая мощность 2,77 Вт, катодный ток 74,80 мкА, габаритные размеры 65x22 мм, размер фокусного пятна 429 мкм, катодный ток после воздействия повышенных и пониженных температур 75,2 мкА.

Проведена корректировка ЭКД на экспериментальный образец рентгеновского источника по результатам испытаний. Произведенные изменения позволят добиться повышения надежности, вакуумной чистоты, уменьшения утечек и унификации конструкции.

Подготовлено чистое помещения для технологического процесса производства рентгеновских источников. Приобретены материалы, комплектующие и специальная оснастка для изготовления конструктивных элементов корпуса рентгеновской трубки, изготовления элементов электронно-оптической системы рентгеновской трубки, сборки и герметизации рентгеновской трубки, изготовления прострельной мишени и выходного окна рентгеновской трубки. Выполнена разработка и апробация технологии производства конструктивных элементов корпуса рентгеновской трубки, технологии производства элементов электронно-оптической системы рентгеновской трубки, сборки и герметизации рентгеновской трубки, технологии изготовления прострельной мишени и выходного окна рентгеновской трубки.

Проведено обслуживание и развитие инженерной и технологической инфраструктуры ВУЗа в обеспечение выполнения ПНИ. Промежуточные результаты ПНИ освещаются путем участия в специализированных мероприятиях.

Практическая значимость исследования
Миниатюрные рентгеновские источники востребованы в целом ряде практических применений, в том числе в медицинской технике, оборудовании для рентгенофлуоресцентного анализа, системах безопасности и противодействию терроризму.
Следует ожидать появления растущего спроса на миниатюрные рентгеновские трубки малой мощности.