|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование механизмов формирования выходного излучения многокатодных рентгеновских источников перспективных рентгеновских 3D-сканеров с электронным сканированием излучающей точки на основе высокоэффективных автоэмиссионных нанографитовых катодов в режиме электронной коммутации управляющих напряженийНИР
- Руководитель НИР: Рахимов А.Т.
- Участники НИР: Волошин Д.Г., Волынец А.В., Воронин П.В., Дворкин В.В., Дзбановский Н.Н., Евлашин С.А., Клоповский К.С., Ковалев А.С., Кривченко В.А., Курчиков К.А., Манкелевич Ю.А., Минаков П.В., Миронович К.В., Пилевский А.А., Попов А.М., Поройков А.Ю., Рахимова Т.В., Самородов В.А., Сень В.В., Скурихин А.В., Степанов А.С., Суетин Н.В., Тимофеев М.А., Чукаловский А.А., Шевнин П.Л.
- Подразделение: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
- Срок исполнения: 1 декабря 2010 г. - 15 ноября 2012 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14.740.11.0832
- Номер ЦИТИС: 01201066909
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Исследование наноструктур: физика, технологии, применение
- ПН России: Индустрия наносистем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.19.22 Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
- 29.27.51 Применение плазмы
- 59.45.39 Приборы для неразрушающего контроля изделий и материалов радиационным методом
-
Ключевые слова:
автоэмиссия, нанокристаллические материалы, автоэмиссионный катод, многокатодный рентгеновский источник
-
Описание:
Цель реализованного проекта заключалась в достижении научных и практических результатов мирового уровня в области разработки приборов, основанных на новых физических принципах: многокатодных рентгеновских источников для перспективных рентгеновских 3D-сканеров с электронным сканированием излучающей точки на основе высокоэффективных автоэмиссионных нанографитовых катодов. Также выполненная НИР способствовал подготовке и закреплению в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров и формированию эффективных и жизнеспособных научных коллективов с широким представительством молодых специалистов. Отличительной чертой выполненной работы является использование разработанного авторами проекта уникального материала на основе углерода (нанокристаллического графита – НКГ), обладающего рекордно высокими характеристиками электронной автоэмиссии: технологии селективного осаждения этого материала позволили создать автокатоды, плотности токов электронной автоэмиссии которых превосходят значения, характерные для термоэмиттеров в современных томографах. Эти результаты позволили перейти к разработке и исследованию многокатодных рентгеновских источников, которые могут быть прототипом генераторов рентгеновского излучения для томографов следующего поколения, в том числе досмотровых комплексов для постов таможенного контроля и служб безопасности с возможностью оперативного формирования трехмерных томографических рентгеновских изображений.
-
Основные результаты:
В результате выполненного проекта были получены следующие основные результаты: - исследованы и описаны физические механизмы, определяющие стабильность эмиссии электронов из НКГ автоэмиттера в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 140 кВ; - оптимизирован лабораторный метод синтеза НКГ пленки для обеспечения стабильности автоэмиссии электронов в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 140 кВ. - метод тренировки НКГ автоэмиттера для повышения стабильности его работы при ускоряющем напряжении на аноде до 140 кВ. - разработана базовая конструкция многокатодного рентгеновского источника с функцией сканирования излучающей точки на основе электронных автоэмиттеров из нанокристаллического графита. - результаты испытаний макетного образца многокатодного рентгеновского источника с функцией сканирования излучающей точки на основе электронных автоэмиттеров из нанокристаллического графита.
- Добавил в систему: Рахимов Александр Турсунович
Источник финансирования НИР
| ФЦП: Федеральная целевая программа, Научные и научно-педагогические кадры инновационной России |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 декабря 2010 г.-15 декабря 2010 г. | этап 2010 |
| Результаты этапа: Выбраны предпочтительные методов синтеза НКГ пленки для применения в многокатодном рентгеновском источнике с функцией сканирования излучающей точки. Модернизирован экспериментальный высоковольтный стенд для исследования эмиссионных свойств автоэмиттеров в импульсно-периодическом режиме с различной скважностью и длительностью импульсов при ускоряющем напряжении на аноде до 80 кВ и системой регистрации рентгеновского излучения. Исследовано влияние длительности импульса на предельный ток и стабильность эмиссионных характеристик автоэмиттеров на основе нанокристаллических графитовых структур (НКГ автоэмиттеров) в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 40 кВ. Исследовано влияние морфологии НКГ автоэмиттера на предельный ток и стабильность эмиссионных характеристик в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 40 кВ. Исследованы теоретические модели зарождения и роста нанокристаллических графитовых структур. | ||
| 2 | 1 января 2011 г.-15 ноября 2011 г. | этап 2011 года |
| Результаты этапа: Исследованы поперечные размеры и углы расходимости рентгеновского луча и возможности оптимизации конструкции катодно-сеточного узла для обеспечения минимального размера электронного луча на аноде. Исследовано влияние режимов осаждения и морфологии НКГ автоэмиттера на стабильность эмиссионных характеристик катодно-сеточного узла в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 80 кВ. Модернизирован экспериментальный высоковольтный стенд для исследования эмиссионных свойств автоэмиттеров в режиме сканирования излучающей точки путем электронного управления работой автоэмиттеров многокатодной сборки. Разработана методика исследования на экспериментальном стенде эмиссионных характеристик многокатодной сборки из 40 НКГ автоэмиттеров в режиме сканирования излучающей точки. Проведено теоретическое моделирование конструкций электростатической фокусировки пучка электронов, эмитированных автоэмиссионным катодом. Исследованы эмиссионные характеристики многокатодной сборки из 40 НКГ автоэмиттеров в режиме сканирования излучающей точки. Исследована стабильность работы НКГ автоэмиттеров многокатодной сборки в режиме сканирования излучающей точки при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 80 кВ. Исследована вторичная электронная эмиссия электронов с поверхности нагруженного электрода. | ||
| 3 | 1 января 2012 г.-15 декабря 2012 г. | этап 2012 года |
| Результаты этапа: Исследованы физические механизмы, определяющие стабильность эмиссии электронов из НКГ автоэмиттера в импульсно-периодическом режиме при наличии ускоряющего напряжения на аноде до 140 кВ. Исследован ионный состав остаточного газа в рентгеновской трубке и его влияния на эмитирующие свойства НКГ автоэмиттера. Разработана конструкция многокатодного рентгеновского источника с функцией сканирования излучающей точки на основе электронных автоэмиттеров из нанокристаллического графита.Разработана схема мультиплексирования сигналов, регистрируемых приемниками рентгеновского излучения. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".