Nouveau principe de génération de rayons X – Technoguide

Les rayons X sont généralement difficiles à diriger et à guider. Les physiciens des rayons X de l’Université de Göttingen ont développé une nouvelle méthode avec laquelle les rayons X peuvent être émis plus précisément dans une direction. Pour ce faire, les scientifiques utilisent une structure de fines couches de matériaux avec différentes densités d’électrons pour dévier et focaliser simultanément les faisceaux générés. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Science Advances.

Pour générer des rayons X dans des tubes à rayons X ordinaires, des électrons qui ont été accélérés par une haute tension entrent en collision avec une anode métallique. Les atomes du métal dévient et ralentissent les électrons sur leur chemin, ou les électrons excitent les atomes métalliques pour émettre un rayonnement lorsqu’ils se heurtent les uns aux autres. La décélération des électrons et l’excitation des atomes métalliques entraînent l’émission d’un rayonnement X. Malheureusement, le rayonnement est émis également dans toutes les directions et il est alors difficile de le diriger dans un faisceau focalisé. De plus, le front d’onde des rayons X émis est complètement aléatoire et désordonné.

Les physiciens de l’Institut de physique des rayons X de l’Université de Göttingen ont maintenant observé un effet nouveau lorsque l’anode est remplacée par une structure appropriée de fines couches de matériaux avec différentes densités d’électrons. L’épaisseur de la «structure sandwich» doit être de quelques millionièmes de millimètre. Si une séquence particulière de couches est choisie, les rayons X peuvent être guidés. «Lorsque les électrons accélérés atteignent cette structure sandwich, le spectre angulaire des rayons X générés change», explique Malte Vassholz, premier auteur de l’article. Il poursuit en disant: “Les rayons X sont préférentiellement générés et dirigés parallèlement aux couches, qui agissent comme un guide d’ondes, semblable à une fibre optique.”

Des calculs numériques détaillés permettent de reproduire les résultats dans un modèle et de les calculer pour un choix de structure donné. “D’après nos calculs, l’effet pourrait être encore amélioré en optimisant la structure. Cela nous permettrait de générer un rayonnement X avec une plus grande brillance”, ajoute le professeur Tim Salditt. L’espoir est que les mesures aux rayons X, qui n’ont jusqu’à présent été possibles que sur de grands accélérateurs tels que le synchrotron à électrons de Hambourg, puissent également être introduites dans une certaine mesure «en laboratoire». «Les applications de l’imagerie par rayons X pour des objets microscopiquement petits et à faible contraste – tels que les tissus biologiques mous – sont particulièrement intéressantes», déclare Salditt.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Göttingen. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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