А. Н. ЛЕБЕДЕВ
Физический институт имени РАН
ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР КОГЕРЕНТНОГО
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БИОЛОГИИ
Приводится описание импульсного генератора когерентного излучения для использования его в биологии и медицине.
Получение когерентного рентгеновского излучения открывает принципиально новые возможности его использования в биологии, а при достаточной жесткости и в медицине. Даже существующие методы монохромтизации при дифракции на кристаллах эффективно используются для ангиографии субтрактивной рентгеноскопии высокого разрешения на двух длинах волн, лежащих на краю К-линии поглощения контрастного вещества. К сожалению, эти методы, как и создание пространственной когерентности за счет сильного коллимирования пучка, резко повышают требования к полной мощности источника, и без того близкой к техническому пределу, либо к длительности облучения со многими не менее неприятными ограничениями.
В Физическом институте им. РАН предложена и успешно функционирует в течение ряда лет схема точечного импульсного рентгеновского источника с размерами меньше 1 мкм, длительностью порядка 0,5-1 нс и импульсной яркостью, заведомо превышающей 1016 Вт/см2. Высокая яркость и малая длительность позволяют осуществить проекционную рентгеноскопию высокого разрешения полупрозрачных биологических объектов in vivo на основе метода фазового контраста.
Основой источника является так называемый X-пинч, характеризуемый точной фиксацией и большой яркостью горячей точки при сильно-точном разряде через тонкие проволочки. Модулятором служит ГИН с запасенной энергией порядка 2 кДж и каскад обострителей мощности с волновым сопротивлением порядка 1 Ом, и полным током разряда в несколько сотен килоампер.
В докладе описана схема генератора, диодная сборка, явление фазового контраста, а также приведены иллюстративные рентгеновские снимки высокого разрешения биологических объектов.
