Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки

Содержание

2. Цели и задачи исследования Цель: разработка основ создания нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной
3. Цели и задачи исследования Задачи: проведение анализа литературных источников по тематике исследования; разработка топологии микросистемного катодного
4. Блок-схема выполнения проекта Соисполнители рабочее напряжение от 30 до 40 кВ; потребляемая мощность не более 3
5. Траектории частиц при 30В на аноде и 30кВ на мишени Описание исследования Для решения поставленных задач
6. Описание исследования Отличительной особенностью разработанного технологического маршрута является использование групповых операций кремниевой технологии, позволяющей формировать изделия
7. Результаты исследования
8. Результаты исследования Временная зависимость катодного тока экспериментального образца рентгеновского источника Экспериментальная вольт-амперная характеристика автоэмиссионного катода, построенная
9. Результаты исследования Сопоставление полученных результатов с разработками мирового уровня Внешний вид закрепленных тестовых образцов полевого нанокатода
10. Практическая значимость исследования Миниатюрные рентгеновские источники востребованы в целом ряде практических применений, в том числе: в
11. Практическая значимость исследования В настоящее время проводятся исследования в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования
12. Практическая значимость исследования С ростом чувствительности рентгеновских сенсоров, потребителям становятся необходимы рентгеновские трубки малой и сверхмалой
13. Спасибо за внимание! Исследование выполнено в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям
14. Концептуальная модель рентгеновского источника Толщина пленок для эффективной генерации излучения: 0.25 мкм (вольфрам); 0.13 мкм (молибден).
15. Концептуальная модель рентгеновского источника Зависимость характеристической интенсивности от толщины пленки мишени, изготовленной из молибдена. Зависимость характеристической
17. Скачать презентацию

Слайд 2

Цели и задачи исследования
Цель: разработка основ создания нового поколения перестраиваемых рентгеновских

источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом.
Актуальность: на сегодняшний день в различных областях науки и техники остро ощущается необходимость в миниатюрных рентгеновских источниках с низким энергопотреблением и возможностью вариации частоты излучения.
Новизна: использовании комбинации прострельной рентгеновской мишени и источника высокой интенсивности на основе полевого нанокатода, работающего в импульсном режиме. При этом обеспечивается миниатюризация изделия, снижение энергопотребления и дозы рентгеновского излучения.

Слайд 3

Цели и задачи исследования
Задачи:
проведение анализа литературных источников по тематике исследования;

разработка топологии микросистемного катодного узла с полевым наноразмерным катодом и моделирование его работы;
разработка технологии изготовления микросистемного катодного узла с полевым наноразмерным катодом;
разработка технологии изготовления электронно-оптической системы;
разработка конструкторской документации на экспериментальный образец рентгеновского источника;
разработка и изготовление стендов для исследования параметров образцов;
изготовление экспериментальных образцов рентгеновского источника;
проведение исследовательских испытаний образцов рентгеновского источника.

Слайд 4

Блок-схема выполнения проекта
Соисполнители
рабочее напряжение от 30 до 40 кВ;
потребляемая мощность

не более 3 Вт;
катодный ток 75±5 мкА;
габаритные размеры не более 65±2 × 22±2 мм;
размер фокусного пятна не более 500 мкм;
диапазон рабочих температур: от минус 40 до + 85 °C.

Технические характеристики экспериментального образца рентгеновского источника:

Моделирование

Разработка

Проведение исследовательских испытаний

Изготовление

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Индустриальный партнер
ООО «МЭЛЗ»

Потенциальные потребители

Проведение работ в соответствии с Планом-графиком

Слайд 5

Траектории частиц при 30В на аноде и 30кВ на мишени
Описание исследования
Для

решения поставленных задач использовались следующие подходы:
анализ направлений на основе данных литературного и патентного обзоров;
разработка физико-математических моделей для анализа распределения электрического поля, оценки величины электронной эмиссии, анализа характера траектории эмитированных с катода электронов, анализа зависимости ионной бомбардировки автоэмиссионных катодов от параметров диода;
использование программных сред Solid Works, COMSOL Multiphysics, Auto CAD, Siemens NX;
использование кремниевой технологии МЭМС при изготовлении образцов;
разработка документации на экспериментальные образцы и стенды;
разработка программ и методик экспериментальных исследований;

проведение экспериментальных исследований тестовых структур и экспериментальных образцов
на специальных стендах.

Слайд 6

Описание исследования
Отличительной особенностью разработанного технологического маршрута является использование групповых операций кремниевой

технологии, позволяющей формировать изделия нано- и микросистемной техники на кремниевых пластинах диаметром 150 мм. Разработанный технологический маршрут реализуем на большинстве технологических линий, специализирующихся на изготовлении МЭМС/ИС с проектными нормами от 0,8 до 0,35 мкм. Таким образом, создан технологический задел, открывающий перспективы внедрения изделий на базе полевых нанокатодов в серийное производство.

Часть работ по разработке и апробации технологий производства выполняются силами индустриального партнера ООО «МЭЛЗ» (внебюджетное финансирование) благодаря их опыту в производстве электронно-лучевых приборов, проекционных и осциллографических электронно-лучевых трубок, комплектующих для электровакуумных приборов, механических деталей для радиотехнических устройств.

Слайд 7

Результаты исследования

Слайд 8

Результаты исследования
Временная зависимость катодного тока экспериментального образца рентгеновского источника
Экспериментальная вольт-амперная характеристика

автоэмиссионного катода, построенная в координатах Фаулера-Нордгейма

Экспериментальная вольт-амперная характеристика автоэмиссионного катода

ln(I/U2)

1/U

Слайд 9

Результаты исследования
Сопоставление полученных результатов с разработками мирового уровня
Внешний вид закрепленных тестовых

образцов полевого нанокатода и экспериментального образца рентгеновского источника с оснасткой

Работа на стенде для исследования характеристик тестовых образцов полевого нанокатода

Работа на стенде для проведения исследовательских испытаний рентгеновского источника

Слайд 10

Практическая значимость исследования
Миниатюрные рентгеновские источники востребованы в целом ряде практических применений,

в том числе:
в оборудовании для рентгенофлуоресцентного анализа (для различных применений от охраны окружающей среды, минералогии, металлургии, химической индустрии до археологии, сельского хозяйства и криминалистики),
в медицинской технике (в т.ч. в мобильных рентгеновских аппаратах, например дентальных рентгенаппаратах),
в системах безопасности и противодействия терроризму (в качестве безвредной замены радиоактивным источникам для ионизации газов при создании чувствительной аппаратуры обнаружения взрывчатых веществ).
Таким образом, следует ожидать появления растущего спроса на миниатюрные рентгеновские трубки малой мощности.

Слайд 11

Практическая значимость исследования
В настоящее время проводятся исследования в федеральном государственном автономном

образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»: по комбинации локального экспонирования подложки излучением рентгеновского источника и процессов АС ХОГФ (ALD) для реализации аддитивной технологии (3D-печати) для формирования топологических элементов функциональных слоев (ФС) в зависимости от вида реагентов, поверхности осаждения и длины волны.
Исследование технического уровня и тенденций развития технологии изготовления электронно-оптических систем рентгеновских источников показало, что работы в этой области перспективны и актуальны и соответствуют мировому уровню.

Слайд 12

Практическая значимость исследования
С ростом чувствительности рентгеновских сенсоров, потребителям становятся необходимы рентгеновские

трубки малой и сверхмалой мощности (единицы Ватт), относительно низковольтные (напряжение порядка 10 кВ), поскольку такой рентгеновский источник, особенно работающий в импульсном режиме, практически безвреден для человека.
Потенциальны потребители результатов проекта:
ООО «МЭЛЗ».
ООО «НПП Видеоэлектроника».
АО «Зеленоградский инновационно-технологический центр».
ЗАО Светлана-рентген.
ЗАО «Инновационный центр «Бирюч».
ООО «Микрохирургический офтальмологический инструмент».
ООО ГК «Консенсус».

Слайд 13

Спасибо за внимание!
Исследование выполнено в рамках федеральной целевой программы «Исследования и

разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы»
Результаты исследования представлены на стенде

Докладчик:
Дюжев Николай Алексеевич, директор Центра коллективного пользования «Микросистемная техника и электронная компонентная база»
djuzhev@unicm.ru, 8-916-624-10-51

Слайд 14

Концептуальная модель рентгеновского источника
Толщина пленок для эффективной генерации излучения:
0.25 мкм (вольфрам);
0.13

мкм (молибден).
Кремниевая мембрана толщиной
1-2 мкм:
прозрачна для рентгеновского излучения в диапазоне длин волн до 1.6 нм;
обладает достаточной механической прочностью к перепаду давлений порядка 2 атм. (что позволяет использовать ее в качестве рентгеновского окна).

Автоэмиссионный катод и прострельная мишень, совмещенная с кремниевым рентгеновским окном.

Слайд 15

Концептуальная модель рентгеновского источника
Зависимость характеристической интенсивности от толщины пленки мишени, изготовленной

из молибдена.

Зависимость характеристической интенсивности от толщины пленки мишени, изготовленной из вольфрама.

Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки

Содержание

Цели и задачи исследованияЦель: разработка основ создания нового поколения перестраиваемых рентгеновских

Цели и задачи исследованияЗадачи: проведение анализа литературных источников по тематике исследования;

Блок-схема выполнения проектаСоисполнителирабочее напряжение от 30 до 40 кВ; потребляемая мощность

Траектории частиц при 30В на аноде и 30кВ на мишениОписание исследованияДля

Описание исследованияОтличительной особенностью разработанного технологического маршрута является использование групповых операций кремниевой

Результаты исследования

Результаты исследованияСопоставление полученных результатов с разработками мирового уровняВнешний вид закрепленных тестовых

Практическая значимость исследованияМиниатюрные рентгеновские источники востребованы в целом ряде практических применений,

Практическая значимость исследованияВ настоящее время проводятся исследования в федеральном государственном автономном

Практическая значимость исследованияС ростом чувствительности рентгеновских сенсоров, потребителям становятся необходимы рентгеновские

Спасибо за внимание!Исследование выполнено в рамках федеральной целевой программы «Исследования и

Концептуальная модель рентгеновского источникаТолщина пленок для эффективной генерации излучения:0.25 мкм (вольфрам);0.13

Концептуальная модель рентгеновского источникаЗависимость характеристической интенсивности от толщины пленки мишени, изготовленной

Похожие презентации