Регистрация / Вход
Прислать материал

14.616.21.0005

Аннотация скачать
Общие сведения
Номер
14.616.21.0005
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук"
Название доклада
Развитие методов и оборудования сверхбыстрой томографии и стробоскопии для времяразрешающего имиджинга с использованием синхротронных и лабораторных источников
Докладчик
Асадчиков Виктор Евгеньевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка технических инструментов, процедур и компонентов, требующихся для создания высокоскоростных и саморегулируемых систем для получения рентгеновских трёхмерных изображений на специализированных рентгеновских станциях и установках. Создание научного задела в области быстрого управления рентгеновскими и синхротронными пучками для обеспечения временного и элементного разрешения в экспериментах дифракционной топографии и томографии, с применением рентгеновской акустооптики. Предоставление научно-исследовательским организациям новых и эффективных методов и средств проведения исследований пространственной структуры объектов.
Актуальность и новизна исследования
В рамках проекта будут разработаны две уникальные и лидирующие в мировой науке станции для получения рентгеновских изображений. На этих станциях будут проведены первые эксперименты по исследованию вещества, исследованию надежности устройств и биотехнологии, которые продемонстрируют возможности сверхбыстрых изображающих рентгеновских методов в разнообразных научных и технологических прикладных областях. Эти разработки будут перенесены на лабораторные установки. Общий принцип саморегулируемого управления измерениями на синхротронной станции может послужить примером для других станций и каналов. Разработка методов устройств рентгеновской акустооптики для управления пучками в томо-томографических и экспериментов. В число научных задач, которые будут решаться в рамках данного проекта входит исследования биологических объектов, исследование материалов, анализ дефектов и т.д. Эти исследования будут проводиться методами времяразрешающей рентгеновской томографии, томо-томографии и сверхбыстрых рентгеновских изображений.
Описание исследования

Целью настоящего проекта является разработка технических инстру­ментов, процедур и компонентов, требующихся для создания высокоскоро­стных и саморегулируемых систем для получения рентгеновских трёхмерных изображений на специализированных рентгеновских станциях и установках. 
В рамках выполняемых работ предполагается создание научного задела в области быстрого управления рентгеновскими и синхротронными пучками для обеспечения временного и пространственного разрешения в эксперимен­тах дифракционной топографии и томографии, с применением рентгеновской акустооптики. Достижение поставленных в проекте целей обеспечит воз­можность предоставления научно-исследовательским и производственным организациям новых и эффективных методов и средств проведения исследо­ваний пространственной структуры объектов неорганической и биоорганиче­ской природы. 

Применение оригинальных решений по регистрации рентгеновского пучка, после взаимодействия с исследуемым объектом позволяет представить изучаемый процесс в виде набора последовательных кадров (рентгеновское кино) – последовательности дифракционных картин или спектров поглощения, отражающего динамику изменения объекта исследования во времени. Эта информация востребована в исследовательских центрах, специализирующиеся на проблемах энтомологии, микробиологии, физиологии, биомедицины, пищевой промышленности а также и в промышленных предприятиях, специализирующиеся в области разработки и производства микро- и нанотехнологических устройств и систем.

Идея и окончательный проект должны воплотиться в научно-технических требованиях и эскизной технической документации двух специализированных экспериментальных станциях синхротронного излучения и исследовательского комплекса на лабораторном рентгеновском источнике. Первая станция будет спроектирована на синхротроне ANKA на канале IMAGE с ондулятором/вигглером в Технологическом Институте Карлсруэ (KIT). Вторая станция будет рассчитана для источника Курчатовского Института Сибирь-2 в Москве. Исследовательский комплекс с лабораторным источником будет разработан и создан в Институте кристаллографии РАН.

Результаты исследования

1)    В ходе выполнения этапа разработан графический интерфейс пользова­теля, для настройки параметров детектора и визуализация массивов по­лучаемых данных, соответствующий требованиям технического задания.
2)    В ходе выполнения этапа разработан быстрый рентгеновский детектор, введены в эксплуатацию системы детектора, проведена оптимизация инфраструктуры передачи сигналов, что создало возможность получе­ния увеличенных рентгеновских изображений с высоким временным разрешением
3)    В результате проведенных рентгенодифракционных исследований эле­ментов рентгеноакустической оптики определены рабочие зоны кри­сталлов и предельные амплитуды управляющего сигнала
4)    В результате проведенного в лабораторных условиях тестирования, раз­работанных на прошлых этапах рентгенооптических схем, установлено, что они отвечают требованиям технического задания и обеспечивают прецизионное и быстрое сканирование параметров рентгеновского пуч­ка в эксперименте.
5)    Достигнутые результаты по быстродействию лабораторных микротомо­графов являются уникальными в РФ и соответствуют мировому уровню.

Практическая значимость исследования
Применение оригинальных решений по регистрации рентгеновского пучка, после взаимодействия с исследуемым объектом позволяет представить изучаемый процесс в виде набора последовательных кадров (рентгеновское кино) – последовательности дифракционных картин или спектров поглощения, отражающего динамику изменения объекта исследования во времени. Эта информация востребована в исследовательских центрах, специализирующиеся на проблемах энтомологии, микробиологии, физиологии, биомедицины, пищевой промышленности а также и в промышленных предприятиях, специализирующиеся в области разработки и производства микро- и нанотехнологических устройств и систем.