Особенности отражения рентгеновского излучения от изогнутых поверхностей (1104153)
Текст из файла
УДК 535-34На правах рукописиЯкимчук Иван ВикторовичОСОБЕННОСТИ ОТРАЖЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГОИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ИЗОГНУТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙСпециальности 01.04.07 – «Физика конденсированного состояния»01.04.01 – «Приборы и методы экспериментальной физики»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукМосква 2012Работа выполнена на кафедре общей физики и волновых процессов физическогофакультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова ив Учреждении Российской академии наук Институте кристаллографии им.
А.В.Шубникова РАННаучный руководитель:Доктор физико-математических наукпрофессор Андреев Анатолий ВасильевичДоктор физико-математических наукАсадчиков Виктор ЕвгеньевичОфициальные оппоненты:Доктор физико-математических наукпрофессор Бушуев Владимир АлексеевичДоктор физико-математических наукпрофессор Ткаль Валерий АлексеевичВедущая организация:ФедеральноегосударственноеучреждениенаукимикроструктурбюджетноеИнститутРоссийскойфизикиакадемиинаук (ИФМ РАН)Защита состоится «___» __________ 2012 г. в ____ часов при Московскомгосударственном университете имени М.В.
Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2,Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, аудитория ____.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУимени М.В. Ломоносова.Автореферат разослан «___» __________ 2012 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 501.002.01кандидат физико-математических наукЛаптинская Т.В.2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫДиссертационнаяработапосвященаособенностямотражениярентгеновского излучения от изогнутых поверхностей.Актуальность темы.
В большинстве рентгеновских методов исследованиявозникают задачи, связанные с необходимостью изменения тех или иных свойствпервичного пучка. Эти изменения могут состоять в повышении плотности потокапучка и/или уменьшение его диаметра, поворот, коллимация пучка, получениеувеличенных/уменьшенных рентгеновских изображений. Данные задачи стользначимы, что обусловили возникновение и развитие целой отрасли знаний,получившей определение «рентгеновская оптика».Одним из наиболее принятых способов концентрации рентгеновского пучкаявляется применение для этой цели эллиптических концентраторов.
Расчет ихпараметров, однако, до настоящего времени проводился лишь численнымиметодами. В представляемой работе аналитически решена проблема оптимизациипо переданной мощности эллипсоидальных концентраторов рентгеновскогоизлучения при использовании лабораторных источников. В настоящее времясуществуетогромноерентгенофлуоресцентногоколичествоанализаилабораторныхфотоэлектроннойприборовдляспектроскопии,гдерентгеновское излучение применяется для количественного анализа химическогосостава и структуры различных образцов. В то же время все эти приборыоснащены, как правило, стандартными рентгеновскими трубками, интенсивностьизлучения которых мала даже в жестком рентгеновском диапазоне (длина волны до2.3Å) и катастрофически падает при переходе в мягкую рентгеновскую областьдлин волн (от 2.3Å до 100Å).
Использование оптимизированных концентрирующихрентгенооптических элементов, расположенных между источником и образцом,таких как эллипсоидальный концентратор, позволяет существенно повыситьэффективность исследований, проводимых на подобных приборах.Иная практически важная задача возникает перед исследователями в связи снеобходимостьюполученияувеличенныхилиуменьшенныхизображенийисследуемых объектов как в видимом, так и в рентгеновском диапазонах длин волнэлектромагнитногоизлучения.Решениеэтойзадачичастосопряженосиспользованием вогнутых поверхностей (зеркал) большого диаметра. Проведенное3в работе исследование эффекта шепчущей галереи в рентгеновском диапазоне длинволннавогнутойсферическойповерхностивыявилорядособенностейраспространения пучка в этом случае.
Кроме того, была продемонстрированавозможность и перспективность диагностики качества таких поверхностейскользящим рентгеновским пучком с возможностью определения размеров и формповерхностных дефектов. Эта задача является весьма актуальной, особенно вслучае больших вогнутых поверхностей (зеркала телескопов и мощных лазеров).При превышении некоторых значений радиуса кривизны и/или характерногоразмераповерхностиданнаязадачастановитсятрудноразрешимойидорогостоящей при использовании существующих методов.Цели работы.1. Создание экспериментальнойустановки для тестирования элементовзеркальной оптики.2. Оптимизация параметров эллипсоидальных концентраторов по переданноймощности для лабораторных рентгеновских источников.3.
Исследование эффекта шепчущей галереи в рентгеновском диапазоне длинволн (0.5Å - 3.0Å) на вогнутых сферических поверхностях.4. Разработкаметодадиагностикикачествавогнутыхсферическихповерхностей скользящим пучком жесткого рентгеновского излучения.Научная новизна работы.1. Впервыеаналитическирешеназадачаоптимизациипараметровэллипсоидальных концентраторов рентгеновского излучения по переданноймощности для лабораторных источников.2.
Впервые исследован эффект шепчущей галереи в рентгеновском диапазонедлин волн (1.2Å - 3.0Å) на вогнутых сферических поверхностях.3. Впервые предложен и экспериментально реализован подход к диагностикекачества вогнутых сферических поверхностей скользящим пучком жесткогорентгеновского излучения.Практическая значимость работы.В процессе выполнения работы автором была создана лабораторнаярентгеновскаяустановка,позволяющаярентгенооптических элементов.проводитьиспытаниязеркальныхВ ходе выполнения работы автором были4исследованыкапилляры,поликапиллярныесистемы,эллипсоидальныеконцентраторы, поворотные зеркала шепчущей галереи. Продемонстрированывозможностиэффекташепчущейгалереидлянеразрушающегоконтроляповерхностей вогнутых сферических зеркал.На защиту выносятся следующие положения:1. Аналитическое решение задачи оптимизации параметров эллипсоидальныхконцентраторов по переданной мощности для лабораторных источниковрентгеновского излучения.2.
Теоретическое и экспериментальное описание особенностей эффекташепчущей галереи в диапазоне рентгеновского излучения (длины волн от1.2 Å до 3 Å) на вогнутых сферических поверхностях.3. Возможность применения эффекта шепчущей галереи для диагностикикачества вогнутых сферических поверхностей.Апробацияработы.Основныеположениядиссертационнойработыдокладывались и обсуждались на: Второй международной молодёжной научнойшколе-семинаре«Современныеметодыанализадифракционныхданных(дифракционные методы для нанотехнологии)», Великий Новгород, 1-5 сентября2008 г.; Втором международном научном симпозиуме X-RAY MICRO ANDNANOPROBES 2009 (Рентгеновские исследования с микро- и нанометровымпространственным разрешением), Палинуро, Италия, 14-22 июня 2009 г.; Седьмойнациональной конференция по применению Рентгеновского, Синхротронногоизлучений, Нейтронов и Электронов для исследования наносистем и материалов,Нано-Био-Инфо-Когнитивные технологии (РСНЭ-НБИК 2009), Москва, 16-21ноября 2009 г.; Рабочем совещании «Рентгеновская оптика - 2010», ИПТМ РАН, г.Черноголовка.
20 - 23 сентября 2010 г; научных совещаниях рабочей группы COSTMP0601 «Лабораторные источники коротковолнового излучения» (ЕвропейскийСоюз), Дублин, Ирландия, 30-31 мая 2011 г. и Париж, Франция, 16-19 ноября 2011г.; Третьей международной молодёжной научной школе-семинаре «Современныеметодыанализананотехнологии)»,дифракционныхВеликийданныхНовгород,12-16(дифракционныесентября2011методыг.;дляВосьмойнациональной конференция по применению Рентгеновского, Синхротронногоизлучений, Нейтронов и Электронов для исследования наносистем и материалов,5Нано-Био-Инфо-Когнитивные технологии (РСНЭ-НБИК 2011), Москва, 14-18ноября 2011 г.Публикации.Результатыдиссертацииопубликованыв21работесоискателя, список которых приведен в конце автореферата. Статьи [1-7]опубликованы в изданиях, входящих в утвержденный ВАК перечень ведущихрецензируемых научных изданий.Личный вклад автора.
Автор участвовал в проведении всех рентгеновскихэкспериментов,аэксперименты,связанныесмногократнымотражениемрентгеновских лучей (по исследованию элементов капиллярной оптики и эффекташепчущей галереи), проведены им лично. Создание использованной для этих целейэкспериментальной установки стало возможным в результате выполненныхавтором работ по её автоматизации. Автором разработана часть программ дляобработки результатов эксперимента. Автору удалось аналитически решить задачуоптимизации по переданной мощности концентраторов рентгеновского излучениялабораторных источников, а также описать распространение пучков шепчущейгалереи вдоль вогнутых сферических поверхностей.
Таким образом, все основныерезультаты, изложенные в тексте диссертации, получены соискателем лично илипри его непосредственном участии.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пятиглав, заключения и списка литературы из 124 наименований.
Объем диссертациисоставляет 142 страницы текста, включая 54 рисунка и 2 таблицы.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении приводится обоснование актуальности темы диссертационнойработы, содержится постановка целей исследования, кратко изложены основныерезультаты.Глава 1 посвящена литературному обзору современного состояниязеркальной рентгеновской оптики. В ней коротко изложены основные положениятеории отражения зеркального рентгеновского излучения, а также рассмотреныфакторы, определяющие эффективность отражения излучения. Описаны наиболеечасто применяемые элементы зеркальной рентгеновской оптики и их принципыдействия. Данная глава состоит из четырех разделов.6В разделе 1.1 приведено описание взаимодействия рентгеновского излученияс одиночными идеально гладкими поверхностями.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
