WO2010019068A1 - Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2010019068A1
WO2010019068A1 PCT/RU2008/000514 RU2008000514W WO2010019068A1 WO 2010019068 A1 WO2010019068 A1 WO 2010019068A1 RU 2008000514 W RU2008000514 W RU 2008000514W WO 2010019068 A1 WO2010019068 A1 WO 2010019068A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
ray radiation
substance
layer
atoms
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000514
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Альбина Александровна КОРНИЛОВА
Владимир Иванович ВЫСОЦКИЙ
Николай Николаевич СЫСОЕВ
Андрей Викторович ДЕСЯТОВ
Original Assignee
Kornilova Albina Aleksandrovna
Vysotsky Vladimir Ivanovich
Sysoev Nikolai Nikolaevich
Desyatov Andrei Viktorovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kornilova Albina Aleksandrovna, Vysotsky Vladimir Ivanovich, Sysoev Nikolai Nikolaevich, Desyatov Andrei Viktorovich filed Critical Kornilova Albina Aleksandrovna
Priority to PCT/RU2008/000514 priority Critical patent/WO2010019068A1/ru
Publication of WO2010019068A1 publication Critical patent/WO2010019068A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state
    • H05G2/006—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state details of the ejection system, e.g. constructional details of the nozzle

Definitions

  • the invention relates to methods for producing x-ray radiation for its use in various fields of the national economy, in particular in medicine, in the chemical, petrochemical and other industries.
  • X-ray radiation is the most important factor of the ionizing effect on physical and biological systems and is widely used in medicine, for example, when conducting x-ray studies, and other applied technologies, for example, in the production of hydrogen, radiolysis of water. Creating optimal and safe x-ray sources is an urgent task.
  • the coefficient ⁇ of the conversion of the kinetic energy of such electrons into characteristic x-ray radiation is very small: ⁇ ⁇ 10 ⁇ 10 ZW (where Z is the charge of the nuclei of the target atoms, W is the energy of accelerated electrons in units of eV), and for this energy does not exceed ⁇ ⁇ 10 "2 %.
  • Such systems have a large weight and dimensions, consume a lot of electricity, require special water cooling of the x-ray tube and special measures as radiation protection, and protection against high voltage.
  • the aim of the present invention was to develop a highly economical safe way to obtain a source of x-ray radiation, suitable for widespread use in various industries, for example, in medicine, hydrogen energy, petrochemicals and others.
  • the task was to create a method for generating narrow-band X-ray radiation without the use of radioactivity sources and without using an electron beam accelerated to high energy, which makes it possible to create X-ray sources of a given frequency range and power with the possibility of changing its power and frequency.
  • a known method of generating intense visible-range radiation with a fast movement of a liquid stream through narrow dielectric channels is based on the use of radiation processes and concomitant sonoluminescence during the formation and collapse of cavitation bubbles in a liquid stream flowing under pressure through a thin channel into a cavitation chamber through which it does not pass touching the walls (A.A. Kornilova, V.I. Vysotsky, A.I. Koldamasov, Hyun Ik Yapg, Denis B. McCoshiel, A.V.Desyatov.
  • Generation of intense directed radiation I with a rapid movement of a jet of liquid through narrow dielectric channels (Surface, N ° 3, 2007, p. 55-60).
  • the radiation generation process does not require the use of accelerator systems or radioactive isotopes.
  • the generation of visible radiation occurs inside the chamber in the volume of a jet of liquid ..
  • the method does not provide the possibility of tuning the frequency of the radiation, as well as receiving more stringent radiation, in particular, x-ray radiation, outside the cavitation chamber.
  • the problem was solved by the development of a method for generating x-ray radiation, including the excitation of atoms of the outer surface of the target, characterized in that they form a stream of liquid medium under reduced pressure, having at least in the peripheral part of the flow of the cavitation region with zones of collapse of cavitation bubbles, provide contacting zones the collapse of the specified stream with the inner surface of the target and receive x-ray radiation on the outer surface of the target, while using the target, performing hydrochloric from a material having a low coefficient of volumetric elastic damping of the ultrasonic wave thickness equal to or greater than the length of the elastic transform ultrasonic wave excited by a shock wave in the target material collapsing zone, in a shock wave with a small outer edge at the target surface.
  • cavitation areas in the flow of a liquid medium by preliminary forcing the liquid medium through at least one narrow channel and its subsequent rapid expansion.
  • a target made of a material with light atoms or containing such atoms it is advisable to use a target made of a material with light atoms or containing such atoms.
  • an additionally indicated other substance is applied to the outer surface of the target acoustically a layer bound to the target material with a thickness not exceeding the absorption length of the generated x-ray radiation.
  • the acoustic connection of the specified layer of the substance with the target material is ensured by mechanical fastening of the layer of the substance to the target.
  • the acoustic connection of the specified layer of the substance with the target material can be achieved by transplantation of the introduction of layer atoms into the surface layer of the target. Moreover, according to the invention, it is advisable acoustic connection of the specified layer of the substance with the target material, it is possible to provide adhesion using an acoustic gel.
  • the specified layer was formed by fine particles of the substance.
  • the specified substance is deposited on the outer surface of the target solid, acoustically connected with the target material , with a thickness of not more than the absorption length of the generated x-ray radiation, completely covering the outer surface of the target.
  • the target material contains atoms, the electronic transitions in which correspond to a mixed characteristic x-ray radiation, which is supposed to receive from the outer surface of the target.
  • a device for expanding a liquid medium providing the formation of areas of cavitation, at least in the peripheral regions of the flow of a liquid medium;
  • a device for outputting spent liquid medium - as well as a device for generating external x-ray radiation communicated with the internal cavity of the device for expanding the liquid medium, at least in the region of the collapse zones, containing a target adapted to receive the desired x-ray radiation on its outer surface.
  • the device according to the invention for producing pulsed x-ray radiation contains a feed stream supply device, which provides the formation of a fluid flow in a pulsed mode.
  • the device for compressing the liquid medium was adapted to form cavitation areas in the liquid stream by forcing the liquid medium through at least one narrow channel and its subsequent rapid expansion.
  • the device for generating external x-ray radiation contains a target made of a material with light atoms or containing such atoms.
  • the device according to the invention be adapted for irradiating a liquid in the region of its rapid expansion by a stream of charged particles having a mean free path in the liquid corresponding to the size of the cavitation region.
  • the device contains a long-lived radioactive isotope as a source of charged particles.
  • the target on the outer surface additionally contained another specified substance acoustically associated with the material target layer with a thickness of not more than the absorption length of the generated x-ray radiation.
  • the specified layer of the substance is acoustically bonded to the target material (6) by adhesion using an acoustic gel.
  • the specified layer of the substance on the outer surface of the target was formed by fine particles of the substance.
  • the target material contains atoms, electronic transitions in which correspond to mixed characteristic x-ray radiation, which is supposed to be obtained from the outer surface of the target.
  • Fig. 1 is a diagram for producing x-ray radiation according to the invention
  • FIG. 2 - diagram of a device for implementing the method of producing x-ray radiation according to the invention, an embodiment.
  • the authors analyzed the known information about the radiation processes taking place in the cavitation zones of the liquid, as well as the research results obtained by the authors.
  • FIG. 1 A diagram of the evolution of a cavitating bubble and X-ray generation is shown in FIG.
  • the nucleation of cavitation bubbles 1 is associated with the processes of destruction of the continuity of a liquid medium with a decrease in external pressure, leading to the appearance of internal discontinuities and an increase in the number and magnitude of microarrays that fluctuate in the discontinuities — microbubbles with the formation of cavitation region 2.
  • the initial stage of the growth of cavitation bubbles 1 in region 2 of cavitation is observed at a pressure lower than the pressure of a saturated vapor of a liquid at a given temperature of the liquid medium. This circumstance promotes the evaporation of the liquid into the volume of the expanding bubble and increases the internal pressure, which, in turn, contributes to the growth of the bubble 1.
  • Studies based on the Navier-Stokes equations (Varber V.R. et al., Ph. Rero. V. 281, 1997, p.65) showed that speed the increase in the radius of the bubbles is much smaller than the speed of sound in the surrounding fluid.
  • cavitation bubbles 1 stops when the decrease in external pressure acting on the liquid ceases. This state is unstable and immediately after it begins the phase of collapse (self-collapse) of these bubbles.
  • the cause of the collapse is the surface tension forces of the wall of the cavitation bubble 1, which sharply increase with a decrease in its radius. Under the action of these forces, a very rapid compression of the bubble occurs, which is facilitated by the condensation processes on its walls of the vapors located in the volume of the bubble.
  • the speed of the final stage of self-collapse of a cavitation bubble can exceed the speed of sound in a liquid (Varber B.P. et al., Ph. Rerots, v. 281, 1997, p. 65).
  • the shock wave 5 propagating in the volume of the liquid medium acts on the inner surface 7 of the target b and excites a secondary elastic wave 8 in it, moving to the outer surface 9 of the target and transforming into a shock wave 10 near its outer surface 9.
  • the following conditions must be met: a) the distance from zone 3 of the collapse of the cavitation bubble 1 to the inner surface 7 of target 6 should be equal or not much more than 2-3 times, exceed the conversion length of the elastic ultrasonic wave of the acoustic pulse 4, excited in the liquid of the collapse zone 3, into the primary shock wave 5 in this liquid, b) acoustic matching between the liquid medium and the target material 6 must be ensured, providing a large energy conversion coefficient of the primary shock wave 5 in a liquid into the energy of the elastic wave 8 in the material of the target 6, c) the thickness of the target 6 should be large enough to ensure the conversion of the elastic wave 8 in the space between the inner 7 and 9 zhnoy surfaces target secondary shock wave 10 near the outer surface 9 of the target 6.
  • the process of excitation of the secondary shock wave 10 takes place in the target 6 in contact with the liquid in which zone 3 of the collapse is located.
  • This shock wave 10 moves to the outer surface 9 of the target 6, increasing the amplitude and simultaneously reducing the duration of the front of the shock wave 10.
  • This secondary shock wave 10 reaches the outer surface 9 of the target, is reflected from its border with the external environment, in particular, the border with air. In the process of this reflection, pulsed excitation of electronic states in atoms occurs, which leads to the subsequent generation of X-ray radiation 11.
  • the excitation process is associated with a pulsed action on atoms (pulsed acceleration of atoms) on the outer surface 9 of target 6, as well as their collision and deformation of electron shells in this area under the influence of a shock wave 10.
  • atoms pulsed acceleration of atoms
  • the first of the mechanisms is associated with the sudden acceleration of atoms during the passage of the front of the shock wave 10 inside the target material 6.
  • the process of excitation of an atom with a nuclear charge Z by the example of the transition Is 0 - »2p Q corresponds to the state with the most intense x-ray emission when the atom is suddenly accelerated to a velocity v at the front of the shock wave 10.
  • the probability of such pulsed acceleration is quite high, since the speed of the front of the shock wave 10 far exceeds the speed of sound, and the front width AL is very small and in dense media it can be units or tens of angstroms.
  • the wave function of an atom in its initial state has the form
  • V 100 Ze 2 Ih «2.3 * 10 8 Z cm / s is the root mean square velocity of the electron in the initial state ⁇ w (r, t),
  • the transition energy will correspond to the values Uo 210100 0.7 0.7 -1 KeV.
  • this layer will completely cover the outer surface 9 of the target 6 with a continuous layer, then soft x-ray radiation of the material itself of the target material 6 will not pass through it, and such a system will only generate radiation of copper itself.
  • a specific material in the form of a small fragment is applied to a specific location on the target surface, then a local (quasi-point) X-ray source can be obtained.
  • the process of generating x-ray radiation occurs when a pulse action (acceleration, braking or deformation) on the atoms located on the outer surface of the target, or on atoms acoustically connected with the outer surface of the target.
  • This effect takes place at the front of the shock wave formed during cavitation phenomena in a liquid medium inside the chamber.
  • the process of cavitation and collapse of the bubble and the accompanying process of generating a powerful acoustic pulse in the surrounding liquid medium can be stimulated with different methods of changing the pressure in the liquid.
  • an acoustic method is known for the excitation of cavitation phenomena by applying alternating pressure to a liquid (Varber B.P. et al., Ph. Rerots, v. 281, 1997 p. 65).
  • cavitation bubbles arise at the stage of negative ultrasound pressure (tension).
  • the position of the centers of cavitation bubbles remains unchanged throughout the entire cycle of changes in the parameters of these bubbles - from their nucleation to their collapse.
  • the disadvantage of this method is the inability to provide a large amplitude of the pressure change due to the excited ultrasound.
  • the pressure change during such excitation does not exceed several units of bar.
  • the amplitude of the initial acoustic pulse will also be small. Under these conditions, the process of nonlinear formation of a shock wave from an initial acoustic pulse coming from the collapse zone occurs at a very large distance from the bubble, which, due to strong absorption, can cause the shock wave to not form.
  • a very sharp decrease in the pressure acting on a moving fluid leads to the nucleation, growth, and subsequent collapse of cavitation bubbles in the volume of a fluid jet emerging from a thin channel. In this case, the position of the changing centers of cavitation bubbles is shifted together with the moving fluid.
  • This method does not require complex systems for generating high-amplitude ultrasound in a liquid.
  • This method of formation of cavitation bubbles is implemented, for example, in Koldamasov’s cell.
  • the change in the pressure amplitude in the volume of the moving fluid with a sharp change in the passage section of the channels turns out to be very large and can reach 50-100 bar, which ensures the formation of intense shock waves immediately beyond the boundaries of the collapse zone.
  • stimulation of the initiation of cavitation bubbles by the formation of cavitation bubble micro-nuclei in the fluid flow can be applied.
  • Such microgerms may be, for example, impurity molecules or dissolved gas molecules.
  • the likelihood of cavitation microbubbles increases sharply when a fluid is exposed to a stream of heavy charged particles that form cavitation nuclei.
  • a method of obtaining x-ray radiation can be carried out in the device shown in figure 2, containing communicated with each other in series:
  • a device 13 for compressing a liquid medium which ensures the formation at the outlet of the device of a high-pressure flow of a liquid medium with a given pressure and temperature;
  • a device 14 for expanding a liquid medium providing the formation of cavitation zones, at least in the peripheral regions of the fluid flow;
  • an X-ray radiation device 15 comprising a target device 16 in communication with a liquid expansion device 14, at least in the region of the collapse zones 3 of the cavitation regions 2 of the liquid medium;
  • the device 12 for forming the initial flow of the working fluid can be made in the form of a pipe 18 with a pump 19 equipped with a pressure sensor 20.
  • the device 13 for compressing a liquid medium can be made in the form of a housing 21 having an internal cavity 22 with an input device 23 and a device 24 for outputting a liquid medium and equipped with a pressure sensor (not shown in the drawing) and a temperature control device (not shown) of a liquid medium in housing 21, for example, by a heat exchanger.
  • the device 24 for outputting the liquid medium from the compression device 13 to the expansion device 14 can be made, for example, in the form of a partition 25, in which a removable diaphragm 26 made of dielectric material is fixed, having a narrow channel 27, the length and area of the passage section of which provide the formation at the outlet of the device 24 output fluid flow of a given shape with a given pressure.
  • the diaphragm 26 may have several narrow channels 27 for creating a multi-jet fluid flow, which allows you to adjust the parameters of the fluid flow, for example, pressure, direction of the liquid jets and the location of the formed cavitation areas of the liquid jets.
  • the device 14 expansion of the liquid medium can be made in the form of a working chamber 28, equipped with a temperature control device, for example, a heat exchanger (not shown), which regulates the temperature of the liquid medium in the inner cavity 29 of the working chamber 28 in a given temperature range.
  • a temperature control device for example, a heat exchanger (not shown)
  • the configuration and dimensions of the internal cavity 29 provide the formation of areas 2 cavitation, at least in the peripheral regions of the flow of incoming liquid medium.
  • the design parameters of the device 24 for outputting the specified fluid flow from the compression device 13 into the working chamber 28 and the device for outputting the spent liquid medium 17 provide a predetermined pressure in the internal cavity 29 that is optimal for ensuring the required intensity of the process of formation and collapse of cavitation bubbles, i.e., the formation process in the cavitation areas 2 (Fig. l) of ultrasonic acoustic pulses 4 and shock waves 5 with predetermined parameters.
  • the X-ray radiation device 15 comprises a target device 16, comprising a target 6 in communication with the internal cavity 29 of the working chamber 28 of the liquid expansion device 14, at least in the region of the collapse zones 3 of the liquid cavitation regions 2.
  • the target 6 with its inner surface 30 is placed on the inner wall 31 of the working chamber 28 of the device 14 for expanding the liquid medium or is acoustically connected with the inner wall 31 in the contact area of the inner wall 31 with the region 2 of the cavitation of the liquid medium and can be made of dielectric material, for example, organic glass, or material with light atoms.
  • target 6 may to be performed single-layer, two-layer or combined - containing various atoms, the radiation of which you want to receive.
  • FIG. 1 Schematically, the evolution (Fig. 1) of a moving cavitation bubble, from nucleation after leaving channel 27, subsequent growth to maximum size and collapse on the inner wall 31 of working chamber 28, is shown on line 32.
  • an organic glass working chamber 28 was used, which had a length of 15 cm, a diameter of 8 cm, and was made of organic glass with a wall thickness of about 3 cm.
  • the target wall 6 was a wall of an organic glass working chamber 28 having an inner surface 31 and an outer surface 33.
  • the wall of the working chamber 28 made of organic glass was used as target 6, on the outer surface 33 of which a layer of copper powder was mechanically and acoustically bonded to its outer surface 33.
  • the experiments were also carried out using the wall 6 as the target a working chamber 28 of organic glass made with a copper content.
  • the experiments on the initiation of cavitation in the volume of the pumped liquid medium were carried out in a mode of gradual increase in pressure and in a pulsed mode.
  • the frequency and power of the obtained x-ray radiation was controlled by changing the pressure in the liquid flow in front of the region of its subsequent rapid expansion by changing the pressure in the stream in front of the narrow channel 27.
  • the frequency and power of the obtained x-ray radiation was controlled by the formation of a multi-stream fluid flow in the area of its subsequent rapid expansion through the use of a removable diaphragm 25 with multiple narrow channels 27 (not shown) and a change in pressure in the flow in front of them.
  • spindle oil containing finely dispersed fatty inclusions playing the role of impurities, which are the nucleation centers of the bubbles was used as a liquid medium.
  • stimulation can also be carried out by irradiating a liquid in the field of its rapid expansion by a stream of charged particles having a mean free path in the liquid corresponding to the desired size of the cavitation area.
  • a long-lived radioactive isotope such as Pu 239 or Am 241 , emitting alpha particles, can be used as a source of such charged particles.
  • the method of producing x-ray radiation according to the invention was carried out as follows.
  • the liquid medium in the form of spindle oil was pumped through a device 12 for supplying an initial stream of a liquid medium, ensuring the formation of a high-pressure stream of a liquid medium with a predetermined pressure and temperature at the outlet of the device to a device 13 for compressing a liquid medium, and then through the channels 27 of the output device 24 to a working chamber 28 expansion device 14.
  • the direction of the oil flow jets having cavitation regions was provided towards the inner wall 31 in the region of the location of the inner surface 30 of the target 6.
  • the spectrum of radiation received from the outer surface 9 of the target 6 was recorded using a combined XR and gamma-ray detector XR -IOOT-CdTe based on a CdT single crystal, which allows one to detect radiation with a resolution of at least 250 eV in the entire energy range from 0.5 to 500 keV.
  • the fluid flow takes the form of a straight jet, which glows very brightly in the spectral region of a white-blue color, the configuration of which completely coincides with the shape of the jet of rapidly moving spindle oil.
  • a method of producing x-ray radiation according to the invention can be implemented in a device for its implementation according to the invention, made using known technological methods and known equipment.
  • the present invention can be used in various fields of national economy, for example, in medicine, in the petrochemical industry, in the food industry.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Изобретение предлагает способ для получения рентгеновского излучения, включающий возбуждение атомов наружной поверхности мишени, в котором формируют при пониженном давлении поток жидкой среды, имеющий, по меньшей мере, в периферийной части потока области (2) кавитации с зонами (3) коллапса кавитационных пузырьков (1), обеспечивают контактирование зон (3) коллапса указанного потока с внутренней поверхностью (7) мишени (6) и получают рентгеновское излучение (11) на наружной поверхности (9) мишени (6), при этом используют мишень (6), выполненную из материала, имеющего низкий коэффициент объемного затухания упругой ультразвуковой волны, толщиной, равной или превышающей длину преобразования упругой ультразвуковой волны, возбуждаемой ударной волной (5) зоны (3) коллапса в материале мишени (6), в ударную волну (10) с малым фронтом на наружной поверхности (9) мишени (6). Предложено устройство для осуществления способа, в котором с помощью использования различных мишеней возможно получение узкополосного рентгеновского излучения, получение характеристического излучения определенного вещества, получение смешанного характеристического излучения.

Description

Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления
Область техники
Изобретение относится к способам получения рентгеновского излучения для его использования в различных областях народного хозяйства, в частности, в медицине, в химической, нефтехимической и других отраслях.
Предшествующий уровень техники
Рентгеновское излучение является важнейшим фактором ионизирующего воздействия на физические и биологические системы и широко используется в медицине , например, при проведении рентгеновских исследований, и других прикладных технологиях, например, в получении водорода, радиолизе воды. Создание оптимальных и безопасных источников рентгеновского излучения является актуальной задачей.
Известны изотопные источники ионизирующего излучения рентгеновского и гамма-диапазона, которые используются, например, в медицине для радиационной терапии - изотоп Со60, в дефектоскопии для объемного анализа структуры материалов - изотопы Со60 и Cs137, при проведении мессбауэровских исследований - например, изотопы Co57(Fe57) и Snrøm. Работа с этими изотопами требует особых мер радиационной защиты как во время практического использования, так и во время хранения.
В настоящее время основной способ получения рентгеновского излучения связан с процессом взаимодействия быстрых электронов с различными мишенями в рентгеновских трубках (Хараджа Ф. Общий курс рентгенотехники, М.-Л., изд. Энергия, 1966). Для получения жесткого излучения используются пучки ускоренных электронов с большей энергией и мишени, изготовленные из тяжелых атомов (атомов с большим зарядом ядра). Например, для получения рентгеновского излучения с длиной волны около 0.7A необходимо использовать электроны с энергией W>10-15 КэВ, которыми бомбардируют поверхность мишени, изготовленную из атомов середины таблицы Менделеева. Коэффициент η преобразования кинетической энергии таких электронов в характеристическое рентгеновское излучение очень мал: η < 10 ~ 10 ZW (где Z - заряд ядер атомов мишени, W - энергия ускоренных электронов в единицах эВ), и при такой энергии не превышает η ~ 10 " 2 %. Такие системы имеют большой вес и габариты, потребляют много электроэнергии, требуют специального водяного охлаждения рентгеновской трубки и особых мер как радиационной зашиты, так и защиты от действия высокого напряжения.
Раскрытие изобретения
Целью создания настоящего изобретения являлась разработка высокоэкономичного безопасного способа получения источника рентгеновского излучения, приемлемого для широкого использования в различных отраслях, например, в медицине, водородной энергетике, нефтехимии и других.
При разработке настоящего изобретения была поставлена задача создания способа генерации узкополосного рентгеновского излучения без применения источников радиоактивности и без использования ускоренного до высокой энергии пучка электронов, обеспечивающего возможность создания источников рентгеновского излучения заданного диапазона частот и мощности с возможностью изменения его мощности и частоты.
Известен способ генерации интенсивного излучения видимого диапазона при быстром движении струи жидкости сквозь узкие диэлектрические каналы, основанный на использовании радиационных процессов и сопутствующей сонолюминесценции при формировании и коллапсе кавитационных пузырьков в струе жидкости, протекающей под давлением через тонкий канал в кавитационную камеру, сквозь которую она проходит не касаясь стенок (А.А.Корнилова, В.И.Высоцкий, А.И.Колдамасов, Hyun Ik Yапg, Denis B. МсСошiеll, А.В.Десятов. Генерация интенсивного направленного излучения при быстром движении струи жидкости сквозь узкие диэлектрические каналы. Поверхность, N°3, 2007 с. 55-60). В этом способе процесс генерации излучения не требует использования ускорительных систем или радиоактивных изотопов. Генерация видимого излучения происходит внутри камеры в объеме струи жидкости..
Однако с помощью описанного способа генерируют излучение относительно низкой частоты в видимом диапазоне, которое может проходить сквозь прозрачные стенки кавитационной камеры. Способ не предоставляет возможности перестройки частот излучения, а также получения более жесткого излучения, в частности, рентгеновского излучения, за пределами кавитационной камеры. Поставленная задача была решена разработкой способа генерации рентгеновского излучения, включающего возбуждение атомов наружной поверхности мишени, отличающегося тем, что формируют при пониженном давлении поток жидкой среды, имеющий, по меньшей мере, в периферийной части потока области кавитации с зонами коллапса кавитационных пузырьков, обеспечивают контактирование зон коллапса указанного потока с внутренней поверхностью мишени и получают рентгеновское излучение на наружной поверхности мишени, при этом используют мишень, выполненную из материала, имеющего низкий коэффициент объемного затухания упругой ультразвуковой волны, толщиной, равной или превышающей длину преобразования упругой ультразвуковой волны, возбуждаемой ударной волной зоны коллапса в материале мишени, в ударную волну с малым фронтом на наружной поверхности мишени .
При этом, согласно изобретению, целесообразно указанный поток жидкой среды формировать в импульсном режиме и получать импульсное рентгеновское излучение.
При этом, согласно изобретению, целесообразно формирование областей кавитации в потоке жидкой среды осуществлять путем предварительного продавливания жидкой среды, по меньшей мере, через один узкий канал и последующего ее быстрого расширения.
При этом, согласно изобретению, целесообразно использовать мишень, выполненную из материала с легкими атомами или содержащего такие атомы.
При этом, согласно изобретению, целесообразно обеспечивать регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения путем изменения давления в потоке жидкости перед областью его последующего быстрого расширения.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно обеспечивать регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения путем формирования многоструйного потока жидкой среды в области его последующего быстрого расширения.
При этом, согласно изобретению, целесообразно на наружной поверхности мишени создавать, по меньшей мере, один малоразмерный участок, проницаемый для генерируемого рентгеновского излучения.
При этом, согласно изобретению, целесообразно обеспечивать стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости. При этом, согласно изобретению, целесообразно обеспечивать стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости путем предварительного введения в жидкость стимулятора, содержащего примеси, обеспечивающие формирование центров зарождения кавитационных пузырьков.
При этом, согласно изобретению, целесообразно в качестве примесей использовать молекулы или частицы жироподобных веществ.
При этом, согласно изобретению, целесообразно обеспечивать стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости путем облучения жидкости в области ее быстрого расширения потоком заряженных частиц, имеющих в жидкости длину пробега, соответствующую размерам области кавитации.
При этом, согласно изобретению, целесообразно в качестве источника заряженных частиц использовать долгоживущий радиоактивный изотоп.
При этом, согласно изобретению, целесообразно в качестве источника заряженных частиц использовать радиоактивный изотоп Pu или Am2 \ испускающий альфа- частицы.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения вещества материала мишени и другого вещества, содержащих атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить, на наружную поверхность мишени было нанесено дополнительно указанное другое вещество акустически связанным с материалом мишени слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения.
При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивать путем механического крепления слоя вещества к мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивать путем диффузионного внедрения атомов вещества слоя в приповерхностный слой мишени.
При этом, согласно изобретению, акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени возможно обеспечивать путем трансплантационного внедрения атомов слоя в приповерхностный слой мишени. При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени возможно обеспечивать адгезией с помощью акустического геля.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный слой был образован мелкодисперсными частицами вещества.
При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы указанный слой вещества на наружной поверхности мишени был распределен фрагментарно.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для получения характеристического рентгеновского излучения вещества, отличного от вещества материала мишени и содержащего атомы, электронные переходы в которых соответствуют желаемому характеристическому рентгеновскому излучению, на наружную поверхность мишени было нанесено указанное вещество сплошным, акустически связанным с материалом мишени, слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения, полностью покрывающим наружную поверхность мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения, материал мишени содержал атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить с наружной поверхности мишени.
Поставленная задача была также решена созданием устройства для осуществления способа генерации рентгеновского излучения согласно изобретению, содержащего сообщенные между собой последовательно:
- устройство подачи исходного потока жидкой среды, обеспечивающее заданное давление и скорость в потоке;
- устройство сжатия жидкой среды, обеспечивающее образование на выходе из устройства высоконапорной струи жидкой среды с заданным давлением и температурой;
- устройство расширения жидкой среды, обеспечивающее образование областей кавитации, по меньшей мере, в периферийных областях потока жидкой среды;
- устройство вывода отработавшей жидкой среды; - а также сообщенное с внутренней полостью устройства расширения жидкой среды, по меньшей мере, в области зон коллапса устройство генерации внешнего рентгеновского излучения, содержащее мишень, приспособленную для получения на ее наружной поверхности желаемого рентгеновского излучения.
При этом, целесообразно, чтобы устройство согласно изобретению для получения импульсного рентгеновского излучения содержало устройство подачи исходного потока, обеспечивающее формирование потока жидкой среды в импульсном режиме.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы устройство сжатия жидкой среды было приспособлено для формирования областей кавитации в потоке жидкой среды продавливанием жидкой среды, по меньшей мере, через один узкий канал и последующего ее быстрого расширения.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы устройство генерации внешнего рентгеновского излучения содержало мишень, выполненную из материала с легкими атомами или содержащего такие атомы.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы на наружной поверхности мишень имела, по меньшей мере, один малоразмерный участок, проницаемый для генерируемого рентгеновского излучения.
При этом целесообразно, чтобы устройство согласно изобретению было приспособлено для облучения жидкости в области ее быстрого расширения потоком заряженных частиц, имеющих в жидкости длину пробега, соответствующую размерам области кавитации.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в качестве источника заряженных частиц устройство содержало долгоживущий радиоактивный изотоп.
При этом, согласно изобретению, целесообразно в качестве источника заряженных частиц использовать радиоактивный изотоп Pu или Am , испускающий альфа- частицы.
При этом, согласно изобретению, целесообразно для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения вещества материала мишени и другого вещества, содержащих атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить, мишень на наружной поверхности содержала дополнительно указанное другое вещество акустически связанным с материалом мишени слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения. При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивать путем механического крепления слоя вещества к наружной поверхности мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивать путем диффузионного внедрения атомов вещества слоя в приповерхностный слой наружной поверхности мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивать путем трансплантационного внедрения атомов слоя в приповерхностный слой мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени (6) обеспечивают адгезией с помощью акустического геля.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный слой вещества на наружной поверхности мишени был образован мелкодисперсными частицами вещества.
При этом, согласно изобретению, целесообразно указанный слой вещества на наружной поверхности мишени распределять фрагментарно.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для получения характеристического рентгеновского излучения вещества, отличного от вещества материала мишени и содержащего атомы, электронные переходы в которых соответствуют желаемому характеристическому рентгеновскому излучению, на наружной поверхности мишень содержала указанное вещество сплошным, акустически связанным с материалом мишени, слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения, полностью покрывающим наружную поверхность мишени.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения, и при этом материал мишени содержит атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить с наружной поверхности мишени.
Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров осуществления способа генерации рентгеновского излучения согласно изобретению с помощью устройства для генерации рентгеновского излучения согласно изобретению, и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.l- схема получения рентгеновского излучения согласно изобретению;
Фиг.2 - схема устройства для осуществления способа получения рентгеновского излучения согласно изобретению, вариант выполнения.
При этом приведенные примеры осуществления не выходят за рамки патентных притязаний и не ограничивают возможности осуществления настоящего изобретения.
Наилучший вариант осуществления изобретения
При создании настоящего изобретения авторами была проанализирована известная информация о радиационных процессах, проходящих в зонах кавитации жидкости, а также полученные авторами результаты исследований.
При детальном исследовании характеристик и условий процесса формирования и последующего коллапса кавитационных пузырьков было установлено, что этот процесс характеризуется несколькими последовательными этапами эволюции кавитационных пузырьков.
Схема эволюции кавитирующего пузырька и получения рентгеновского излучения показана на Фиг.1.
Зарождение кавитационных пузырьков 1 связано с процессами разрушения сплошности жидкой среды при уменьшении внешнего давления, приводящими к появлению внутренних разрывов и росту количества и величины флуктуационно появляющихся в разрывах микрозародышей - микропузырьков с формированием области 2 кавитации.
Начальная стадия роста кавитационных пузырьков 1 в области 2 кавитации наблюдается при давлении, меньшем, чем давление насыщающего пара жидкости при заданной температуре жидкой среды. Это обстоятельство способствует испарению жидкости в объем расширяющегося пузырька и повышает внутреннее давление, что, в свою очередь, способствует росту пузырька 1. Исследования на основе уравнений Навье-Стокса (Ваrbеr В.Р. еt аl., Рhуs.Rероrts, v.281, 1997, p.65) показали, что скорость возрастания радиуса пузырьков намного меньше, чем скорость звука в окружающей жидкости.
Рост кавитационных пузырьков 1 прекращается при прекращении снижения внешнего давления, действующего на жидкость. Это состояние является неустойчивым и сразу после него наступает фаза коллапса (самосхлопывания) этих пузырьков.
Причиной коллапса являются силы поверхностного натяжения стенки кавитационного пузырька 1, резко возрастающие при уменьшении его радиуса. Под действием этих сил происходит очень быстрое сжатие пузырька, чему способствуют процессы конденсации на его стенках паров, находящихся в объеме пузырька. Скорость завершающей стадии самосхлопывания кавитационного пузырька может превышать скорость звука в жидкости (Ваrbеr В.Р. еt аl., Рhуs.Rероrts, v.281, 1997, p.65).
В процессе коллапса происходит резкое повышение температуры и давления в центре сжимаемого пузырька 1. Процесс коллапса прекращается, когда резко возросшее внутреннее давление остатков газа и пара в зоне 3 коллапса уравновешивается давлением стенок пузырька 1 и давлением жидкости, окружающей пузырек 1 по наружной поверхности и стремящейся к его центру.
Эти стадии эволюции пузырька 1 сопровождаются изменением состояния жидкости, окружающей сжимаемый пузырек 1 (Маргулис М.А. Успехи физических наук, т. 170, 2000, N°3, c.279). В начальной фазе роста пузырька 1 жидкость сравнительно медленно раздвигается, слабо увеличивая свою плотность в области, примыкающей к растущему пузырьку. В фазе коллапса происходит ускоренное движение большой массы жидкости, примыкающей к стенке пузырька, в направлении к центру коллапса. После завершения коллапса инерционное движение жидкости к центру приводит к импульсному сжатию ("пережатию") жидкости и кратковременному очень резкому возрастанию давления в зоне 3 коллапса в фазе максимального сжатия. Это состояние аналогично состоянию очень сильно сжатой пружины.
Как показано на Фиг.l, после этого начинается интенсивное обратное движение жидкости и формирование мощного акустического импульса 4, который затем превращается в ударную волну 5, распространяющуюся от зоны 3 коллапса в объем жидкости в области 2 кавитации. При удалении от зоны 3 коллапса амплитуда ударной волны 5 быстро падает как из-за сильного поглощения высокочастотного ультразвука в жидкости, так и из-за пространственной расходимости волны (Селиванов В. В., Соловьев B.C., Сысоев Н.Н. Ударные и детонационные волны (методы исследований), M., изд.МГУ, 1990). Такие акустические импульсы 4 в форме ударной волны 5 являются основной причиной кавитационного разрушения материалов и детально исследованы в экспериментах.
В результате ранее известных детальных измерений было обнаружено, что скорость ударной волны 5 на расстоянии 50 мкм от зоны 3 коллапса "схлопнувшегося" пузырька 1 составляет vsw= 4000 м/с, что намного превышает скорость звука v = 1430 м/с в воде при нормальных условиях. Амплитуда этой ударной волны соответствовала величинам 40 - 60 Кбар (Ресhа, R., Gоmрf В. "Мiсrоimрlоsiопs: Саvitаtiоп соllарsе апd shосk wаvе еmissiоп on а папоsесопd timе sсаlе". Рhуs. Rеv. Lеtt. v. 84, 2000, р. 1328- 1330).
С помощью пьезоэлектрического гидрофона были измерены параметры импульсов акустического давления в жидкости за пределами зоны 3 коллапса (Маtulа, T. J., I. M. Наllаj, R. О. Сlеvеlапd, L. А. Сrаm, W. С. Моss, апd R. А. Rоу, 1998, "Тhе асоustiс еmissiопs frоm siпglе-bubblе sопоlumiпеsсепсе". J. Асоust. Sос. Am. v.З, 1998, р. 1377- 1382). На расстоянии 1 мм от зоны 3 коллапса в области 2 кавитации импульс давления имел длительность фронта 5,2 не и амплитуду давления 1,7 бар.
Были обнаружены импульсы избыточного давления, превышающего 1 бар на расстоянии 2,5 мм от пузырька (Wапg, Z. Q., R. Ресhа, В. Gоmрf, W. Еisепmепgеr "Siпglе bubblе sопоlumiпеsсепсе: Iпvеstigаtiопs оf thе еmittеd рrеssurе wаvе with а fibеr орtiс рrоbе hydrophoпe".Phys. Rеv. E v. 59, 1999, р. 1777-1780).
Авторы настоящего изобретения установили, что, как показано на схеме Фиг.l, возможно использовать энергию акустических импульсов 4 ударных волн 5 коллапса кавитационных пузырьков 1 зоны 2 кавитации для возбуждения в мишени 6, контактирующей с зоной 2 коллапса по своей внутренней поверхности 7, упругих волн 8 с обеспечением последующего инициирования внутри мишени 6 и вблизи ее наружной поверхности 9 ударной волны 10, приводящей к возбуждению атомов наружной поверхности 9 мишени 6, то есть для генерации на наружной поверхности 9 мишени 6 рентгеновского излучения 11 в окружающую среду.
Кроме того, авторы установили, что для того, чтобы ударные волны 5 от зоны 3 коллапса кавитационных пузырьков 1 достигли внутренней поверхности 7 мишени 6, необходимо, чтобы пространство между зоной 3 коллапса и внутренней поверхностью 7 мишени 6 было заполнено средой, проводящей ударную волну 5, например, жидкостью. В этом случае ударная волна 5, распространяющаяся в объеме жидкой среды, воздействует на внутреннюю поверхность 7 мишени б и возбуждает в ней вторичную упругую волну 8, движущуюся к наружной поверхности 9 мишени и преобразующуюся в ударную волну 10 вблизи ее наружной поверхности 9. Для того, чтобы такой процесс перевозбуждения имел большую эффективность, необходимо соблюдение следующих условий: а) расстояние от зоны 3 коллапса кавитационного пузырька 1 до внутренней поверхности 7 мишени 6 должно быть равным или ненамного, не более, чем в 2-3 раза, превышать длину преобразования упругой ультразвуковой волны акустического импульса 4, возбуждаемой в жидкости зоне 3 коллапса, в первичную ударную волну 5 в этой жидкости, б)дoлжнo быть обеспечено акустическое согласование между жидкой средой и материалом мишени 6, обеспечивающее большой коэффициент преобразования энергии первичной ударной волны 5 в жидкости в энергию упругой волны 8 в материале мишени 6, в) толщина мишени 6 должна быть достаточно большой для обеспечения преобразования упругой волны 8 в пространстве между внутренней 7 и наружной 9 поверхностями мишени во вторичную ударную волну 10 вблизи наружной поверхности 9 мишени 6 .
При выполнении этих условий имеет место процесс возбуждения вторичной ударной волны 10 в мишени 6, контактирующей с жидкостью, в которой находится зона 3 коллапса. Эта ударная волна 10 движется к наружной поверхности 9 мишени 6, увеличивая амплитуду и синхронно с этим уменьшая длительность фронта ударной волны 10.
Эта вторичная ударная волна 10 доходит до наружной поверхности 9 мишени, отражается от ее границы с внешней средой, в частности, границы с воздухом. В процессе этого отражения происходит импульсное возбуждение электронных состояний в атомах, что ведет к последующей генерации рентгеновского излучения 11. Процесс возбуждения связан с импульсным воздействием на атомы (импульсньм ускорением атомов) на наружной поверхности 9 мишени 6, а также с их столкновением и деформацией электронных оболочек в этой области под воздействием ударной волны 10. Для иллюстрации настоящего изобретения рассмотрим некоторые из механизмов воздействия, которые могут приводить к возбуждению внутренних электронных состояний атомов на наружной поверхности 9 мишени 6.
Первый из механизмов связан с внезапным ускорением атомов при прохождении фронта ударной волны 10 внутри материала мишени 6.
Процессу возбуждения атома с зарядом ядра Z на примере перехода Is0 -» 2pQ соответствует состояние с наиболее интенсивным рентгеновским излучением при внезапном ускорении атома до скорости v на фронте ударной волны 10. Вероятность такого импульсного ускорения достаточно большая, поскольку скорость движения фронта ударной волны 10 намного превышает скорость звука, а ширина фронта AL очень мала и в плотных средах может составлять единицы или десятки ангстрем. Волновая функция атома в исходном состоянии имеет вид
Figure imgf000014_0001
Волновая функция электрона в атоме, движущемся со скоростью v - е.v вдоль оси z, в состоянии Ψ210(r), которому соответствует наиболее интенсивная Ka линия излучения, имеет вид
Ψ,10(/V) = + mev2 /2]t/Щ, r' = r + iе.vt
Figure imgf000014_0002
(Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики. M., 1963, §104).
При быстром изменении скорости атома вероятность возбуждения конкретного электронного перехода 100 — > 210 описывается выражением
Ж 100,210
Figure imgf000014_0003
Figure imgf000014_0004
В этом выражении:
V100 = Ze2 Ih « 2.3* 108Z см/с - среднеквадратичная скорость электрона в исходном состоянии Ψш(r,t) ,
а = j- « 5.10"9 см - боровский радиус. Учитывая, что скорость движения атомов v на фронте ударной волны мала по сравнению с V100 , окончательно находим
^V210 - 2.2*10-3 (v/vш)2
Если подставить в это соотношение приведенное выше значение для скорости ударной волны v=vsw= 4.10 см/с, то получим выражение для вероятности возбуждения Ka линия излучения в атоме с зарядом ядра Z
^100,210 « 4.1(Г12 /Z2
Возбужденные атомы распадаются за счет обратного спонтанного радиационного перехода 2p0 — > Is0 с излучением кванта характеристического излучения с энергией tгω2юm = ЗZ2mee4 /8П2
В том случае, когда мишень изготовлена из сравнительно легких атомов С, О, N с Z < 8 (например, из органического стекла), то энергия переходов будет соответствовать величинам Uo210100 « 0.7 -1 КэВ.
Если принять в качестве примера, что на 1 см поверхности камеры в слое толщиной 1 микрон находится около N « 1020 атомов, то количество возбужденных за счет действия одной ударной волны атомов в этом объеме будет равно AN = NW100210 « 105 . Прямые исследования акустических импульсов на поверхности мишени показали, что каждую седунду в камере образуется не менее 10б кавитационных пузырьков, что эквивалентно итоговому возбуждению 1011 атомов в секунду. Следовательно, при указанных параметрах такая система способна генерировать не менее 1011 квантов в секунду.
Другой механизм возбуждения рентгеновского излучения при отражении ударной волны от границы плотного вещества и воздуха связан с сильной деформацией электронных оболочек атомов на фронте ударной волны из-за большого градиента давлений VP « Pmax /ΔZ, « 10п -1012 бар/см в пределах очень узкого фронта (Аврорин
E.H.,Boдoлaгa Б.K., Симоненко B.A., Фортов В.Е. и др. Мощные ударные волны и экстремальные состояния вещества. Успехи физических наук, т.163, 1993, N°5, с. 1; Фортов В.Е. Мощные ударные волны и экстремальные состояния вещества. Успехи физических наук, т.177, 2007, N°4, с. 347). При таком напряжении происходит деформация электронных оболочек атомов на поверхности, что ведет к появлению вакансий на внутренних оболочках и, вследствие этого, к генерации характеристического рентгеновского излучения.
Таким образом, оба описанных выше механизма ведут к генерации характеристического рентгеновского излучения наружной поверхностью 9 мишени 6.
При этом, согласно изобретению, при нанесении на наружную поверхность 9 мишени 6 других материалов будут генерироваться другие линии характеристического рентгеновского излучения, которые соответствуют атомам этих материалов.
Например, согласно изобретению, если на наружную поверхность 9 мишени 6 нанести слой другого вещества, например, тонкий слой меди (Z = 29), и обеспечить акустический контакт этого слоя с наружной поверхностью 9, то при воздействии ударной волны 10 будут возбуждаться атомы меди, и в спектре будут присутствовать более жесткие линии характеристического излучения.
При этом, если этот слой будет полностью покрывать наружную поверхность 9 мишени 6 сплошным слоем, то сквозь него не будет проходить мягкое рентгеновское излучение самого вещества материала мишени 6, и такая система будет генерировать только излучение самой меди.
Если же медь будет нанесена в виде отдельных малоразмерных фрагментов, например, в виде мелкодисперсного порошка, то будет наблюдаться как более мягкое излучение от атомов материала самой мишени 6, так и излучение от нанесенной меди.
Таким образом, согласно изобретению, если наносить конкретный материал в виде малоразмерного фрагмента на конкретное место поверхности мишени, то можно получить локальный (квазиточечный) источник рентгеновского излучения.
Таким образом, согласно изобретению, процесс генерации рентгеновского излучения происходит при импульсном воздействии (ускорении, торможении или деформации) на атомы, расположенные на наружной поверхности мишени, или на атомы, акустически связанные с наружной поверхностью мишени. Это воздействие имеет место на фронте ударной волны, формируемой при кавитационных явлениях в жидкой среде внутри камеры.
При этом, согласно изобретению, процесс кавитации и схлопывания пузырька и сопутствующий ему процесс формирования мощного акустического импульса в окружающей его жидкой среде может быть стимулирован при разных способах изменения давления в жидкости. Например, известен акустический способ возбуждения кавитационных явлений путем наложения на жидкость переменного давления (Ваrbеr В.Р. еt аl., Рhуs.Rероrts, v.281, 1997 р.65). При этом кавитационные пузырьки возникают на стадии отрицательного давления ультразвука (растяжения). В этом способе положение центров кавитационных пузырьков остается неизменным в течение всего цикла изменения параметров этих пузырьков - от их зарождения до их коллапса. Недостатком этого способа является невозможность обеспечения большой амплитуды изменения давления за счет возбуждаемого ультразвука. Как правило, изменение давления при таком возбуждении не превышает несколько единиц бар. При такой сравнительно небольшой амплитуде изменения давления амплитуда начального акустического импульса также будет небольшой. В этих условиях процесс нелинейного формирования ударной волны из начального акустического импульса, идущего от зоны коллапса, происходит на очень большом расстоянии от пузырька, что из-за сильного поглощения может привести к тому, что ударная волна не будет формироваться.
Известен также способ возбуждения кавитационных явлений путем принудительного продавливания жидкости сквозь каналы с резко изменяющимся проходным сечением (А.А.Корнилова, В.И.Высоцкий, А.И.Колдамасов, Hyun Ik Yапg, Denis B. МсСоппеll, А.В.Десятов. Генерация интенсивного направленного излучения при быстром движении струи жидкости сквозь узкие диэлектрические каналы. Поверхность, N°3, 2007, с. 55-60). В этом случае процесс изменения давления прямо обусловлен условиями выхода жидкости, движущейся под воздействием большого давления сквозь тонкий канал, в камеру с большим поперечным сечением. Очень резкое уменьшение давления, действующего на движущуюся жидкость, приводит к зарождению, росту и последующему схлопыванию кавитационных пузырьков в объеме струи жидкости, выходящей из тонкого канала. При этом положение изменяющихся центров кавитационных пузырьков смещается вместе с движущейся жидкостью. Этот способ не требует сложных систем для генерации в жидкости ультразвука высокой амплитуды. Такой способ формирования кавитационных пузырьков реализуется, например, в ячейке Колдамасова.
При этом изменение амплитуды давления в объеме движущейся жидкости при резком изменении проходного сечения каналов оказывается очень большим и может достигать 50-100 бар, что обеспечивает формирование интенсивных ударных волн сразу за границами зоны коллапса. Кроме того, согласно изобретению, для формирования областей кавитации в потоке жидкости может быть применена стимуляция зарождения кавитационных пузырьков путем образования в потоке жидкости микрозародышей кавитационных пузырьков. Такими микрозародышами могут быть, например, молекулы примесей или молекулы растворенного газа. Кроме того, вероятность появления кавитационных микропузырьков резко возрастает при воздействии на жидкость потоком тяжелых заряженных частиц, образующих зародыши кавитации.
Способ получения рентгеновского излучения может быть осуществлен в устройстве, показанном на Фиг.2, содержащем сообщенные между собой последовательно :
- устройство 12 подачи исходного потока жидкой среды, обеспечивающее заданное давление и скорость в потоке;
- устройство 13 сжатия жидкой среды, обеспечивающее образование на выходе из устройства высоконапорного потока жидкой среды с заданным давлением и температурой;
- устройство 14 расширения жидкой среды, обеспечивающее образование зон кавитации, по меньшей мере, в периферийных областях потока жидкой среды;
- устройство 15 рентгеновского излучения, содержащее устройство 16 мишени, сообщенное с устройством 14 расширения жидкой среды, по меньшей мере, в области зон 3 коллапса областей 2 кавитации жидкой среды;
- устройство 17 вывода отработавшей жидкой среды.
При этом устройство 12 формирования исходного потока рабочей жидкой среды может быть выполнено в виде трубопровода 18 с насосом 19, снабженного датчиком 20 давления.
Устройство 13 сжатия жидкой среды может быть выполнено в виде корпуса 21, имеющего внутреннюю полость 22 с устройством 23 ввода и устройством 24 вывода жидкой среды и снабженного датчиком давления (на чертеже не показан) и устройством регулирования температуры (на чертеже не показано) жидкой среды в корпусе 21, например, теплообменником.
При этом устройство 24 вывода жидкой среды из устройства 13 сжатия в устройство 14 расширения может быть выполнено, например, в виде перегородки 25, в которой закреплена съемная диафрагма 26 из диэлектрического материала, имеющая узкий канал 27, длина и площадь проходного сечения которого обеспечивают образование на выходе из устройства 24 вывода потока жидкой среды заданной формы с заданным давлением. Однако диафрагма 26 может иметь несколько узких каналов 27 для создания многоструйного потока жидкой среды, что позволяет регулировать параметры потока жидкой среды, например, давление, направление струй жидкости и расположение формируемых областей кавитации струй жидкой среды.
Устройство 14 расширения жидкой среды может быть выполнено в виде рабочей камеры 28, снабженной устройством регулирования температуры, например, теплообменником (на чертеже не показано), обеспечивающим регулирование температуры жидкой среды во внутренней полости 29 рабочей камеры 28 в заданном диапазоне температур. Конфигурация и размеры внутренней полости 29 обеспечивают образование областей 2 кавитации, по меньшей мере, в периферийных областях потока поступающей жидкой среды. Конструктивные параметры устройства 24 вывода указанного потока жидкой среды из устройства 13 сжатия в рабочую камеру 28 и устройства 17 вывода отработавшей жидкой среды обеспечивают во внутренней полости 29 заданное давление, являющееся оптимальным для обеспечения требуемой интенсивности процесса образования и коллапса кавитационных пузырьков, то есть, процесса формирования в областях 2 кавитации (Фиг.l) ультразвуковых акустических импульсов 4 и ударных волн 5 с заданными параметрами.
Устройство 15 рентгеновского излучения содержит устройство 16 мишени, содержащее мишень 6, сообщенную с внутренней полостью 29 рабочей камеры 28 устройства 14 расширения жидкой среды, по меньшей мере, в области зон 3 коллапса областей 2 кавитации жидкой среды.
При этом, согласно изобретению, мишень 6 своей внутренней поверхностью 30 размещена на внутренней стенке 31 рабочей камеры 28 устройства 14 расширения жидкой среды или акустически сообщена с внутренней стенкой 31 в области контакта внутренней стенки 31 с областью 2 кавитации жидкой среды и может быть выполнена из диэлектрического материала, например, органического стекла, или материала с легкими атомами.
Согласно изобретению, в зависимости от того, какое рентгеновское излучение требуется получить, - излучение однородного вещества материала мишени или излучение другого вещества, отличного от вещества материала мишени, или смешанное излучение вещества материала мишени и другого вещества или излучение неоднородного вещества материала мишени, мишень 6 может быть выполнена однослойной, двухслойной или комбинированной - содержащей различные атомы, излучение которых требуется получить. Указанные варианты мишени 6 могут быть реализованы на основе известных технологий.
Схематично эволюция (Фиг.l) движущегося кавитационного пузырька, от зарождения после выхода из канала 27, последующего роста до максимального размера и коллапса на внутренней стенке 31 рабочей камеры 28, показана на линии 32.
В экспериментах, проведенных авторами, была использована рабочая камера 28 из органического стекла, которая имела длину 15 см, диаметр 8 см и была изготовлена из органического стекла с толщиной стенок около 3 см. В центре камеры 28 находилась диэлектрическая перегородка 25 длиной 2 см, сквозь которую проходила съемная диафрагма 26, в одной группе экспертиментов имеющая один узкий прямолинейный канал 27 диаметром около 1 мм, в другой группе экспертиментов имеющая 4 узких прямолинейных канала 27, расположенных по окружности.
В одной из групп экспериментов в качестве мишени 6 использовали стенку рабочей камеры 28 из органического стекла, имеющую внутреннюю поверхность 31 и наружную поверхность 33.
В другой группе экспериментов в качестве мишени 6 использовали стенку рабочей камеры 28 из органического стекла, на наружную поверхность 33 которой был напылением нанесен слой порошка меди, механически и акустически связанный с ее наружной поверхностью 33. Были также проведены эксперименты с использованием в качестве мишени 6 стенки рабочей камеры 28 органического стекла, изготовленного с содержанием меди.
Эксперименты по возбуждению кавитации в объеме прокачиваемой жидкой среды были проведены в режиме поэтапного возрастания давления и в импульсном режиме. При этом в одной группе экспериментов обеспечивали регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения путем изменения давления в потоке жидкости перед областью его последующего быстрого расширения за счет изменения напора в потоке перед узким каналом 27. В другой группе экспериментов регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения проводили путем формирования многоструйного потока жидкой среды в области его последующего быстрого расширения за счет использования съемной диафрагмы 25 со множеством узких каналов 27 (на чертеже не показано) и изменении напора в потоке перед ними. Для обеспечения стимуляции образования областей кавитации в потоке жидкости в качестве жидкой среды было использовано веретенное масло, содержащее мелкодисперсные жировые включения, играющие роль примесей, являющихся центрами зарождения пузырьков.
Специалистам в области радиационных технологий должно быть понятно, что стимуляция может быть также проведена с помощью облучения жидкости в области ее быстрого расширения потоком заряженных частиц, имеющих в жидкости длину пробега, соответствующую желаемым размерам области кавитации. Например, в качестве источника таких заряженных частиц можно использовать долгоживущий радиоактивный изотоп, например, Pu239 или Am241, испускающий альфа-частицы.
Способ получения рентгеновского излучения согласно изобретению был осуществлен следующим образом.
Жидкую среду в виде веретенного масла закачивали через устройство 12 подачи исходного потока жидкой среды, обеспечивающее образование на выходе из устройства высоконапорного потока жидкой среды с заданным давлением и температурой в устройство 13 сжатия жидкой среды, а затем через каналы 27 устройства 24 вывода — в рабочую камеру 28 устройства 14 расширения. В рабочей камере 28 обеспечивали направление струй потока масла, имеющих области кавитации, в сторону внутренней стенки 31 в области расположения внутренней поверхности 30 мишени 6. Регистрацию спектра излучения, получаемого с наружной поверхности 9 мишени 6 проводили с использованием комбинированного амплитудного рентгеновского и гамма-детектора XR-IOOT-CdTe на основе монокристалла CdT, который позволяет регистрировать излучение с разрешением не ниже 250 эВ во всем диапазоне энергий от 0.5 до 500 КэВ.
В исходном состоянии цвет веретенного масла был светло-коричневым и достаточно прозрачным, а само масло заполняло весь объем камеры 28.
При давлении около 25-30 атм. в объеме масла после его выхода из каналов 27 наблюдали процесс формирования начальной турбулентности в виде вихрей, видимых невооруженным глазом. При возрастании давления до 35-40 атм. средний размер турбулентных вихрей становится очень маленьким. При давлении 55-60 атм. происходит поэтапное и синхронизованное с ростом давления увеличение прозрачности движущегося масла в пространстве после выхода из каналов 27, что вызвано уменьшением размера кавитационных пузырьков, и начинается отрыв потока движущейся жидкости от стенок рабочей камеры 28.
При увеличении давления до 70-80 атм. после выхода из каналов 27 поток жидкости принимает вид прямолинейной струи, которая очень ярко светится в области спектра бело-голубого цвета, конфигурация которого полностью совпадает с формой струи быстро движущегося веретенного масла.
При детальном исследовании было обнаружено, что при протекании жидкости в режиме кавитации за пределами толстостенной герметичной камеры регистрируется интенсивное рентгеновское излучение.
. При этом при давлении в диапазоне 35-40 атм. около внешней поверхности камеры было зарегистрировано излучение с энергией около 1 КэВ в пределах полосы шириной 300 эВ.
При экспериментах, проведенных с нанесением на наружную поверхность 33 камеры 28 порошка меди, механически и акустически связанного с ее наружной поверхностью 33, в спектре, кроме линии с энергией 1 КэВ, появлялись интенсивные линии рентгеновского излучения с энергией около 3.5 КэВ.
При увеличении давления жидкости появлялись дополнительные более жесткие линии спектра, а амплитуда генерируемого спектра постепенно уменьшалась. Увеличение энергии генерируемого излучения связано с возрастанием энергии ударных волн, которые могли возбуждать более глубокие рентгеновские уровни, а уменьшение интенсивности связано с тем, что при возрастании давления меньшая часть струи жидкости касалась внутренних стенок 31 камеры 28. При достижении давления 55-60 атм. генерация излучения прекращалась. Прекращение излучения связано с полным отрывом потока жидкости с кавитационными пузырьками от внутренней поверхности 31 камеры 28, в результате чего стала невозможной передача ударной волны из объема жидкости в мишень 16.
Таким образом, при применении способа получения рентгеновского излучения согласно изобретению было получено рентгеновское излучение. При этом спект полученного рентгеновского излучения был различен в зависимости от варианта выполнения используемой мишени.
Специалистам в области радиационных технологий должно быть понятно, что в способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления могут быть внесены различные усовершенствования и улучшения, не выходящие за рамки формулы изобретения. Например, могут быть применены различные варианты мишеней, например, с различной площадью нанесенных на основной материал мишени фрагментов других веществ, в зависимости от того, какое характеристическое излучение предполагается получать, что позволит реализовать источники рентгеновского излучения различных габаритов с различной мощностью.
Промышленная применимость
Способ получения рентгеновского излучения согласно изобретению может быть осуществлен в устройстве для его осуществления согласно изобретению, выполненном с использованием известных технологических приемов и известного оборудования. Настоящее изобретение может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например, в медицине, в нефтехимической промышленности, в пищевой промышленности .

Claims

Формула изобретения
1. Способ получения рентгеновского излучения, включающий возбуждение атомов наружной поверхности мишени, отличающийся тем, что формируют при пониженном давлении поток жидкой среды, имеющий, по меньшей мере, в периферийной части потока области (2) кавитации с зонами (3) коллапса кавитационных пузырьков (1), обеспечивают контактирование зон (3) коллапса указанного потока с внутренней поверхностью (7) мишени (6) и получают рентгеновское излучение (11) на наружной поверхности (9) мишени (6), при этом используют мишень (6), выполненную из материала, имеющего низкий коэффициент объемного затухания упругой ультразвуковой волны, толщиной, равной или превышающей длину преобразования упругой ультразвуковой волны, возбуждаемой ударной волной (5) зоны (3) коллапса в материале мишени (6), в ударную волну (10) с малым фронтом на наружной поверхности (9) мишени (6).
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что указанный поток жидкой среды формируют в импульсном режиме и получают импульсное рентгеновское излучение.
3. Способ по п.l, отличающийся тем, что формирование областей (2) кавитации в потоке жидкой среды осуществляют путем предварительного продавливания жидкой среды, по меньшей мере, через один узкий канал (27) и последующего ее быстрого расширения.
4. Способ по п.l, отличающийся тем, что используют мишень (6), выполненную из материала с легкими атомами или содержащего такие атомы.
5. Способ по п.l, отличающийся тем, что обеспечивают регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения путем изменения давления в потоке жидкости перед областью его последующего быстрого расширения.
6. Способ по п.l, отличающийся тем, что обеспечивают регулирование частоты и мощности получаемого рентгеновского излучения путем формирования многоструйного потока жидкой среды в области его последующего быстрого расширения.
7. Способ по п.l, отличающийся тем, что на наружной поверхности (9) мишени (6) создают, по меньшей мере, один малоразмерный участок, проницаемый для генерируемого рентгеновского излучения.
8. Способ по п.l, отличающийся тем, что обеспечивают стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости.
9. Способ по п.l, отличающийся тем, что обеспечивают стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости путем предварительного введения в жидкость стимулятора, содержащего примеси, обеспечивающие формирование центров зарождения кавитационных пузырьков.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве примесей используют молекулы или частицы жироподобных веществ.
11. Способ по п.l, отличающийся тем, что обеспечивают стимуляцию образования областей кавитации в потоке жидкости путем облучения жидкости в области ее быстрого расширения потоком заряженных частиц, имеющих в жидкости длину пробега, соответствующую размерам области кавитации.
12. Способ по п.l 1, отличающийся тем, что в качестве источника заряженных частиц используют долгоживущий радиоактивный изотоп.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве источника заряженных ооп О АЛ частиц используют радиоактивный изотоп Pu или Am , испускающий альфа- частицы.
14. Способ по п.l, отличающийся тем, что приспособлен для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения вещества материала мишени и другого вещества, содержащих атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить, и при этом на наружную поверхность мишени наносят дополнительно указанное другое вещество акустически связанным с материалом мишени слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем механического крепления слоя вещества к мишени.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем диффузионного внедрения атомов вещества слоя в приповерхностный слой мишени.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем трансплантационного внедрения атомов слоя в приповерхностный слой мишени.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают адгезией с помощью акустического геля.
19. Способ по п.14, отличающийся тем, что указанный слой образуют мелкодисперсными частицами вещества.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что указанный слой вещества на наружной поверхности мишени распределяют фрагментарно.
21. Способ по п.l, отличающийся тем, что приспособлен для получения характеристического рентгеновского излучения вещества, отличного от вещества материала мишени и содержащего атомы, электронные переходы в которых соответствуют желаемому характеристическому рентгеновскому излучению, и при этом на наружную поверхность мишени наносят указанное вещество сплошным, акустически связанным с материалом мишени, слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения, полностью покрывающим наружную поверхность мишени.
22. Способ по п.l, отличающийся тем, что приспособлен для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения, и при этом материал мишени содержит атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить с наружной поверхности мишени.
23. Устройство для осуществления способа получения рентгеновского излучения, содержащее сообщенные между собой последовательно: устройство (12) подачи исходного потока жидкой среды, обеспечивающее заданное давление и скорость в потоке;
- устройство (13) сжатия жидкой среды, обеспечивающее образование на выходе из устройства высоконапорной струи жидкой среды с заданным давлением и температурой; устройство (14) расширения жидкой среды, обеспечивающее образование областей (2) кавитации, по меньшей мере, в периферийных областях потока жидкой среды;
- устройство (17) вывода отработавшей жидкой среды;
- а также сообщенное с внутренней полостью устройства (14) расширения жидкой среды, по меньшей мере, в области зон (3) коллапса устройство (15) генерации внешнего рентгеновского излучения, содержащее мишень (6), приспособленную для получения на ее наружной поверхности (9) желаемого рентгеновского излучения.
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что приспособлено для получения импульсного рентгеновского излучения и содержит устройство (1) подачи исходного потока, обеспечивающее формирование потока жидкой среды в импульсном режиме.
25. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что устройство (13) сжатия жидкой среды приспособлено для формирования областей (2) кавитации в потоке жидкой среды продавливанием жидкой среды, по меньшей мере, через один узкий канал (27) и последующего ее быстрого расширения.
26. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что устройство (15) генерации внешнего рентгеновского излучения содержит мишень (6), выполненную из материала с легкими атомами или содержащего такие атомы.
27. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что на наружной поверхности (9) мишень (6) имеет, по меньшей мере, один малоразмерный участок, проницаемый для генерируемого рентгеновского излучения.
28. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что приспособлено для облучения жидкости в области ее быстрого расширения потоком заряженных частиц, имеющих в жидкости длину пробега, соответствующую размерам области кавитации.
29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что в качестве источника заряженных частиц содержит долгоживущий радиоактивный изотоп.
30. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что в качестве источника заряженных частиц используют радиоактивный изотоп Pu239 или Am241, испускающий альфа- частицы.
31. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что приспособлено для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения вещества материала мишени и другого вещества, содержащих атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить, и при этом мишень (6) на наружной поверхности (9) содержит дополнительно указанное другое вещество акустически связанным с материалом мишени (6) слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения.
32. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем механического крепления слоя вещества к наружной поверхности (9) мишени (6).
33. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем диффузионного внедрения атомов вещества слоя в приповерхностный слой наружной поверхности (9) мишени (6).
34. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени обеспечивают путем трансплантационного внедрения атомов слоя в приповерхностный слой мишени.
35. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что акустическую связь указанного слоя вещества с материалом мишени (6) обеспечивают адгезией с помощью акустического геля.
36. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что указанный слой вещества на наружной поверхности (9) мишени (6) образуют мелкодисперсными частицами вещества.
37. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что указанный слой вещества на наружной поверхности (9) мишени (6) распределяют фрагментарно.
38. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что приспособлено для получения характеристического рентгеновского излучения вещества, отличного от вещества материала мишени и содержащего атомы, электронные переходы в которых соответствуют желаемому характеристическому рентгеновскому излучению, и при этом на наружной поверхности (9) мишень (6) содержит указанное вещество сплошным, акустически связанным с материалом мишени, слоем толщиной не более длины поглощения генерируемого рентгеновского излучения, полностью покрывающим наружную поверхность (9) мишени (6).
39. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что приспособлено для получения смешанного характеристического рентгеновского излучения, и при этом материал мишени содержит атомы, электронные переходы в которых соответствуют смешанному характеристическому рентгеновскому излучению, которое предполагают получить с наружной поверхности мишени.
PCT/RU2008/000514 2008-08-12 2008-08-12 Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления WO2010019068A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000514 WO2010019068A1 (ru) 2008-08-12 2008-08-12 Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000514 WO2010019068A1 (ru) 2008-08-12 2008-08-12 Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010019068A1 true WO2010019068A1 (ru) 2010-02-18

Family

ID=41669062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000514 WO2010019068A1 (ru) 2008-08-12 2008-08-12 Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010019068A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096934C1 (ru) * 1995-11-29 1997-11-20 Милья Аркадьевич Маргулис Способ получения высокотемпературной плазмы и осуществления термоядерных реакций
WO2003061989A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Nanospire, Inc. Method and apparatus for the controlled formation of cavitation bubbles
US20040174957A1 (en) * 2001-06-21 2004-09-09 Geoffrey Harding X-ray source provided with a liquid metal target
RU2006124013A (ru) * 2006-07-04 2008-01-20 Александр Яковлевич Стрельцов (RU) Способ получения инверсной заселенности атомных уровней рабочего вещества лазеров с помощью термоядерных взрывов, вызванных явлениями кумуляции и сонолюминесценции

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096934C1 (ru) * 1995-11-29 1997-11-20 Милья Аркадьевич Маргулис Способ получения высокотемпературной плазмы и осуществления термоядерных реакций
US20040174957A1 (en) * 2001-06-21 2004-09-09 Geoffrey Harding X-ray source provided with a liquid metal target
WO2003061989A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Nanospire, Inc. Method and apparatus for the controlled formation of cavitation bubbles
RU2006124013A (ru) * 2006-07-04 2008-01-20 Александр Яковлевич Стрельцов (RU) Способ получения инверсной заселенности атомных уровней рабочего вещества лазеров с помощью термоядерных взрывов, вызванных явлениями кумуляции и сонолюминесценции

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gaitan et al. Transient cavitation in high-quality-factor resonators at high static pressures
US20050135532A1 (en) Methods and apparatus to induce D-D and D-T reactions
US5594165A (en) Method and apparatus for detection of particles in ultra-pure liquids using acoustic scattering and cavitation
WO2002097823A1 (en) Methods and apparatus to induce d-d and d-t reactions
Barnabé-Heider et al. Response of superheated droplet detectors of the PICASSO dark matter search experiment
Gaitan An experimental investigation of acoustic cavitation in gaseous liquids
Nigmatulin et al. On thermonuclear processes in cavitation bubbles
Nikitenko Plasma formation during acoustic cavitation: toward a new paradigm for sonochemistry
Crum Resource paper: sonoluminescence
Marklund et al. Electromagnetic wave collapse in a radiation background
Nigmatulin et al. Evidence for nuclear emissions during acoustic cavitation revisited
Toriyabe et al. Acceleration of the d+ d reaction in metal lithium acoustic cavitation with deuteron bombardment from 30 to 70 keV
Lahey Jr et al. Sonoluminescence and the Search for Sonofusion
RU2454840C2 (ru) Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления
Kolyada et al. Pulse electrothermal plasma accelerators and its application in scientific researches
WO2010019068A1 (ru) Способ получения рентгеновского излучения и устройство для его осуществления
Suslick The sonochemical hot spot
Morrison The origin of cosmic rays
Greene et al. Advances in heat transfer
Vysotskii et al. On the long-range detection and study of undamped directed temperature waves generated during the interaction between a cavitating water jet and targets
Eddingsaas Mechanoluminescence induced by acoustic cavitation
Ночніченко et al. Experimental study of cavitation-hydrodynamic luminescence in gas-liquid environment
Kornilova et al. Generation of X-rays at bubble cavitation in a fast liquid jet in dielectric channels
Tsap et al. Oscillating magnetic trap and non-thermal emission from solar flares
Stringham Cavitation and fusion

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08876753

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010115391

Country of ref document: RU

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08876753

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1