Развитие методик рентгеновской микроскопии и томографии на источнике синхротронного излучения ВЭПП-3

• Автор: Купер, Константин Эдуардович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Современное состояние рентгеновской микроскопии
1.1. Источники излучения для рентгеновской микроскопии
1.1.1. Рентгеновские трубки
1.1.2. Источники синхротронного излучения
1.2. Детекторы, используемые в рентгеновской микроскопии
1.2.1. Аналоговые рентгеновские детекторы
1.2.2. Цифровые рентгеновские детекторы
1.3. Используемые оптические элементы в рентгеновской микроскопии
1.3.1. Элементы, работающие с использованием отражающей оптики
1.3.2. Элементы, работающие с использованием преломляющей оптики
1.3.3. Элементы, работающие с использованием дифракционной оптики
1.3.4. Асимметрично срезанные кристаллы
Глава 2. Станция СИ «Микроскопия и томография» в ИЯФ
2.1. Источник излучения
2.2. Монохроматор
2.3. Экспериментальный объем
2.4. Схемы получения рентгеновских изображений
2.5. Система управления и обработка данных
Глава 3. Качество получаемых цифровых изображений
3.1. Пространственное разрешение рентгеновских изображений,
получаемых в схеме без увеличения
3.2. Пространственное разрешение рентгеновских изображений,
получаемых в схеме с асимметрично срезанными кристаллами
3.3. Рефракционный контраст в схеме с асимметрично срезанными

кристаллами
3.3. Шумы в получаемых изображениях
3.4. Алгоритм получения трехмерных изображений с использованием
вычислительной рентгеновской томографии
Глава 4. Рентгеновская микроскопия и томография с микронным разрешением
4.1. Результаты исследований, полученные методами рентгеновской микроскопии и топографии с микронным пространственным разрешением
4.1.1. Экспресс-метод контроля рентгеношаблонов для глубокой рентгенолитографии
4.1.2. Исследование морфологии кристаллической структуры природных алмазов методами рентгеновской топографии
4.2. Результаты исследований трехмерной структуры образцов методами вычислительной рентгеновской томографии
4.2.1. Получение трехмерного распределения алмазов в ксенолитах глубинных пород
4.2.2. Исследования микроструктуры энергетических материалов
4.2.3. Исследование уникальных археологических находок методом

Заключение
Литература

Введение
Рентгеновская микроскопия ведет свое начало с открытия Вильгельмом Рентгеном в 1895 году икс-лучей (рентгеновское излучение) [1]. Высокая проникающая способность рентгеновского излучения дала в руки исследователей инструмент неразрушающего контроля изучаемых объектов. Рентгеновская интроскопия стала актуальна во многих областях науки, таких как медицина, геология, материаловедение, археология и др. Исследование, проводимое с помощью рентгеновского излучения, является очень удобным, а иногда и единственным способом изучения уникальных объектов, не требующим их разрушения.
В настоящий момент большое количество научных групп во всем мире занимаются развитием методов рентгеновской микроскопии [1-8]. Такой интерес вызван несколькими факторами, повлиявшими на развитие этой области.
Во-первых, это создание в середине прошлого века сверх-ярких в рентгеновском диапазоне источников синхротронного излучения (СИ) на основе ускорительных комплексов заряженных частиц [9]. К неоспоримым достоинствам СИ можно отнести:
• высокую интенсивность и яркость источника, на много порядков превышающие эти параметры для рентгеновских аппаратов;
• непрерывный спектр излучения, простирающийся от инфракрасного до жесткого рентгеновского диапазона;
• малую угловую расходимость, составляющую тысячные доли радиана;
• естественную поляризацию излучения (в плоскости орбиты — линейная, выше и ниже левая и правя спиральная).
• поле в поворотных магнита: 1.2 Тл;
• горизонтальный равновесный эмиттанс: 3 х 10'5 рад-см;
• вертикальный равновесный эмиттанс: 9х10"7 рад-см;
• частота обращения электронного сгустка: 4030.0 кГц;
• инжекция при энергии электронов 350 МэВ с последующим ускорением.
Несмотря на большой эмиттанс электронного пучка по сравнению с современными источниками СИ, для решения ряда практических задач в области рентгеновской микроскопии, ВЭПП-3 обладает вполне приемлемым параметрами излучения.
Генерация СИ, используемая нами в экспериментах, происходит в трехполюсном вигглере, созданном на основе «теплых» магнитов с полем

(X — горизонтальный и Ъ - вертикальный размер пучка).
Вигглер установлен в прямолинейном участке накопителя на азимутальной отметке 6330 см. Среднеквадратичный размер электронного