Создан портативный источник рентгеновского излучения

Ученые из Университета Миссури (University of Missouri, США) создали компактный источник рентгеновского и других видов излучения, который приближает время появления ручных сканеров (или трикордеров – универсальных приборов, которые позволяют измерять все что угодно). Размеры разработанного прибора сопоставимы с размерами жевательной резинки. Он может быть использован при разработке недорогих и портативных рентгеновских сканеров, которые могут применяться в медицинских, исследовательских и даже инженерных целях.

«Рентгеновские аппараты, применяемые в настоящее время, имеют очень большие размеры и значительное энергопотребление, - говорит Скотт Ковалевски (Scott Kovaleski), доцент в области электрической и компьютерной инженерии из Университета Миссури. - Примерно через три года на основе нашего изобретения мы создадим прототип ручного рентгеновского сканера. Устройство, которое будет иметь размеры мобильного телефона, улучшит медицинское обслуживание в отдаленных регионах, испытывающих дефицит электроэнергии, а также повсеместно позволит снизить затраты на здравоохранение».

Ковалевски предполагает, что инновационное устройство можно будет использовать и для других целей. Например, в стоматологических кабинетах источники рентгеновского излучения могут найти применение при получении внутриротовых рентгенограмм, особенностью которых будет размещение источника рентгеновского излучения непосредственно в полости рта, что уменьшит дозу облучения головы обследуемого. В портах и на таможне портативные сканеры могут применяться для поиска контрабандных грузов, что позволит одновременно снизить расходы и повысить степень безопасности. Межпланетные зонды, как, например, Curiosity rover, могут быть оснащены малогабаритными сенсорами, которые будут требовать меньше энергии для своей работы.

Ускоритель, разработанный научной командой Ковалевски, может стать источником других форм излучения в дополнении к рентгеновскому. Например, прибор способен стать альтернативой радиоактивным материалам (радиоизотопам), используемым при бурении нефтяных скважин, а также в других промышленных и научных целях. Изобретение Ковалевски заменит радиоизотопы более безопасным источником излучения, который можно выключить в экстренной ситуации.

«Наше устройство абсолютно безвредно во время зарядки энергией, но даже после насыщения уровень радиационного излучения остается относительно низким, - говорит Ковалевски. - На настоящий момент это первый прибор подобного плана, который можно включать и выключать. Изобретение имеет огромный потенциал применения».

В устройстве использован кристалл, вырабатывающий более 100 тыс. вольт электроэнергии с низким питающим напряжением около 10 вольт. Обладая столь низким уровнем энергопотребления, кристалл может заряжаться от батареек. Материал, используемый для создания кристалла, называется ниобатом лития. Для усиления входного напряжения в устройстве используется пьезоэлектрический эффект, возникающий в условиях, когда определенные материалы при механической нагрузке вырабатывают электрический заряд.

Результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Transaction on Plasma Science

По материалам University of Missouri-Columbia

Оригинальная статья:
Brady Gall, Scott D. Kovaleski, James A. VanGordon, Peter Norgard, Andrew Benwell, Baek Hyun Kim, Jae Wan Kwon, Gregory E. Dale. Investigation of the Piezoelectric Effect as a Means to Generate X-Rays. IEEE Transactions on Plasma Science, 2013; 41 (1): 106 DOI: 10.1109/TPS.2012.2227250