Рассевание рентгеновских лучей может открыть новую эпоху в их применении

Группа исследователей, ведомая Робертом Серником (Robert Cernik) из Манчестерского университета (Великобритания), попробовала переосмыслить использование рентгеновских лучей в медицине и при исследовании крупных конструкций и объектов.

Вместо фиксации на плёнке той части излучения, что всё-таки прошла через тело, новая технология измеряет только то, что рассеивается изучаемым объектом.

Новый тип гиперспектрального изучения тел может рассказать куда больше о физической и химической стороне процессов, происходящих в нашем организме. Да и не только там. (Иллюстрация Shutterstock / leungchopan.)

Исследуемый образец помещают на пути сравнительно широкого полихроматического пучка рентгеновских лучей, а с противоположный стороны от него располагается небольшое отверстие, на несколько градусов смещённое относительно оси распространения пучка. Позади отверстия находится чувствительный многопиксельный детектор, регистрирующий именно ту часть лучей, что прошли через отверстие, — то есть рассеянное препятствиями излучение, а вовсе не то, что напрямую пронизало тело.

Применение полихроматического рентгеновского излучения позволяет обойтись без вращения изучаемого объекта: вместо этого каждый пиксел фиксирующего детектора улавливает свою часть рентгеновского диапазона, и затем, сопоставляя интенсивность этих участков, можно получить точное представление о том, как преломление лучей в материале меняется от точки к точке. И отсюда уже берётся информация о строении и составе образца.

Где разработка будет наиболее востребована? Г-н Серник полагает, что её путь «в народ» начнётся с методов неразрушающего контроля, то есть с исследования напряжений внутри важных конструкций, скажем, самолётных крыльев, металлических опор и мостах (на предмет трещин и коррозии) и тому подобного. Дело в том, что под действием нагрузки размер трещины в материале сильно меняется. К примеру, размеры трещин в металле и его оксиде разнятся настолько сильно, что только по одному этому параметру можно выяснить степень заржавленности объекта.

Кроме того, так можно искать наркотики со взрывчаткой. Разумеется, не останется без внимания и медицина. Всем известно, что обнаружение того же рака груди на ранних стадиях крайне затруднено, поскольку поглощение рентгеновского изучения онкоклетками поначалу может быть очень слабым. Поскольку новый метод, по сути, позволяет анализировать состав среды, а не степень поглощения ею лучей, то и фиксировать подобные явления можно будет с большей вероятностью.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the Royal Society A.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.