logo Радиевый институт им. В.Г. Хлопина
Написать письмо Добавить в избранное Карта сайта
English version
Об институте Структура История Награды Продукция Публикации События Контакты
поиск по сайту:
Награды
Журнал Радиохимия
Труды
Экологическая политика
Для молодежи
Дискуссия
Объявления
Закупки

ПОСЛЕДНИЕ СОБЫТИЯ

23.01.2012
Радиевому институту им. В.Г. Хлопина исполнилось 90 лет
Подробнее…

28.12.2010
К 80-летию профессора Д.Н. Суглобова
Подробнее…
структура научной части института научно-производственное предприятие "КИРСИ" лаборатория рентгеновских методов исследований основные направления исследований

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

  • разработка анализаторов состава вещества X-Арт,
  • анализ образцов окружающей среды на содержание тяжелых металлов и других токсичных элементов,
  • разработка элементов и устройств рентгеновской оптики,
  • расчет и измерение спектров рентгеновских источников излучения,
  • расчеты по переносу рентгеновского и γ-излучения, а также возникающих вторичных электронов в веществе.

Прибор X-Арт с охлаждением жидким азотом Прибор X-Арт с Пельтье-кулером
Приборы X-Арт (слева - с охлаждением жидким азотом, справа - с Пельтье-кулером


Лаборатория рентгеновских методов исследований была сформирована в 2004 году. Основным направлением ее деятельности является разработка анализаторов состава вещества на основе подхода ЭД РФА (ED XRF). Работы в этом направлении осуществляются при поддержке ЗАО "Комита" (СПб) и в кооперации с фирмой BSI-Bruker (Рига). Приборы X-Арт, выпускаемые с маркой фирмы "Комита", в настоящее время используются для анализа произведений искусства в двух ведущих музеях страны - Государственной Третьяковской галерее и Государственном Русском Музее, а также для анализа изделий электротехники в Нанкинском Электротехническом институте (КНР). Сотрудники лаборатории неоднократно участвовали в международных интеркалибрационных экспериментах, в частности, по линии МАГАТЭ и по анализу проб воды в рамках программы аттестации 20-ти германских лабораторий Баварским институтом водных проблем в Мюнхене. В протоколах этих экспериментов зафиксированы результаты проведенных измерений, которые находятся в коридоре допустимых отклонений и позволяют проводить количественный анализ различных экологических образцов.

Аппараты типа X-Арт предназначены для анализа широкого круга образцов: промышленно-технологических (включая стали и сплавы, моторные масла, нефтепродукты, технологические растворы, резинотехнические изделия, керамику, пластмассы, ферриты), геологических (включая руду и минералы), медико-экологических (включая кровь, плазму крови, волосы, ногти и другие биосубстраты, воду, почву, воздух на фильтрах), криминологических (включая фрагменты одежды, следы воздействия на различных объектах), а также искусствоведческих (включая пигменты живописных работ, произведения прикладного искусства из различных материалов и археологические образцы). Приборы X-Арт оснащены охлаждаемыми Si(Li) детекторами высокой эффективности регистрации производства фирмы BSI-Bruker и системой возбуждения на основе рентгеновских трубок. В варианте охлаждения жидким азотом криостат содержит от 500 до 800 мл хладоагента, что позволяет работать непрерывно в течение 15-20 часов. Блок детектирования может оставаться без азота в течение любого промежутка времени. В варианте охлаждения с помощью Пельтье-кулера блок подключен к сети постоянно, но может оставаться без питания 15 дней, автоматически переключаясь на встроенный аккумулятор. Характеристики прибора X-Арт приведены на сайте ЗАО "Комита" (www.comita.ru) в разделе "Продукция".

Анализ медико-экологических образцов на содержание тяжелых металлов и других токсичных элементов проводится в содружестве с НИИ Физики СПГУ, Военно-медицинской Академией и другими организациями в Санкт-Петербурге. Выполняются заказные работы по анализу состояния окружающей среды в различных районах города и области. В этих случаях анализу подвергаются вода из водоемов, почва, растительный покров и атмосферный воздух. Как правило, чувствительность анализа не хуже 10-4% для элементов с умеренными атомными номерами. Волосы и ногти являются аккумуляторами тяжелых металлов, и их анализ представляет серьезный интерес с точки зрения здоровья детей в регионе, а также с точки зрения профпатологии. Проект массового анализа таких образцов на уровне поликлиник поддержан Санитарно-гигиенической Академией.

В процессе формирования пучков рентгеновского излучения с целью его коллимации разработаны и изготовляются монокапиллярные диафрагмы-коллиматоры из стекла в металлическом корпусе. Эти устройства, принцип действия которых основан на полном внешнем отражении рентгеновских фотонов при определенных углах падения на внутреннюю поверхность капилляра, позволяют повысить яркость микрофокусных источников. В основном применение этих устройств связано с проведением исследований биологических объектов для анализа структуры макромолекул.

Спектры рентгеновских источников излучения представляют интерес с точки зрения точной оценки дозы облучения, получаемой пациентами клиник, проходящих рентгенологический анализ, а также при разработке программ количественного анализа состава вещества на базе метода фундаментальных параметров. Прямой расчет спектров рентгеновских трубок может быть проведен методом Монте-Карло с использованием сечений взаимодействия электронов с материалом анода трубки. Вычислительные программы такого типа разработаны и включают моделирование электронных траекторий, возбуждение тормозного и характеристического излучения мишени-анода. Параллельно с этим спектры рентгеновских трубок могут быть измерены как с помощью Si(Li) ППД - при невысоких граничных энергиях и небольшой скорости счета - так и с помощью блока детектирования на основе кристалла NaI, разработанного на кафедре ЭЯФ СГПУ. В последнем случае возможны скорости счета до 5·105 имп/с, а граничная энергия может быть равной 60-80 кэВ для кристалла толщиной 2 мм и 250-300 кэВ для кристалла толщиной 1 см.

Имеющийся пакет программ на основе метода Монте-Карло в принципе рассчитан на диапазон энергий γ-квантов и вторичных электронов от 1 кэВ до 2 МэВ. Этот пакет составлен таким образом, что для относительно малых энергий (ниже примерно 100 кэВ) акты упругого рассеяния электронов моделируются индивидуально с использованием соответствующих сечений, а при более высоких начальных энергиях используется метод группировки столкновений. Круг задач, решаемых с помощью этого пакета, может быть весьма широк. К настоящему моменту времени наибольший опыт накоплен в решении задач по исследованию и оптимизации конструкции детекторов γ- и рентгеновского излучения, включая пропорциональные счетчики, ППД и различные сцинтилляционные детекторы. В частности, в содружестве с ИАП РАН (С.-Петербург) и лабораторией Е-15 в центре Макса Планка (Германия) выполнены работы по расчету характеристик детекторов, предназначенных для регистрации конверсионных электронов в экспериментах по мессбауэровской спектроскопии.

 
Copyright © 2005-2012  Радиевый институт
Последнее обновление: 25.04.2012