General Atomics представила компактную систему EXCALIBUR для калибровки X-ray оборудования

Компания General Atomics 2 июля объявила в Сан-Диего о запуске новой компактной лабораторной системы EXCALIBUR, предназначенной для точных измерений и калибровки рентгеновского оборудования, используемого в передовых исследованиях и производстве. Название EXCALIBUR расшифровывается как Experimental X-ray CALIBration UseR facility.

Система ориентирована на экспериментальные задачи в таких областях, как термоядерный синтез, физика плазмы, полупроводники, сенсоры и космические технологии. Она предназначена прежде всего для исследования тонких пленок, покрытий и фольги, применяемых в рентгеновских системах.

Такие материалы могут быть в тысячи раз тоньше человеческого волоса или иметь толщину, близкую к тонкому пластику. Они часто используются в качестве окон или фильтров для рентгеновских пучков, обеспечивая прохождение X-ray излучения, поддержание вакуумного уплотнения и защиту чувствительного оборудования.

В General Atomics отмечают, что при производстве некоторых пленок и фольги допускаются отклонения толщины на уровне 10–20%. Эти небольшие различия могут влиять на результаты экспериментов, поэтому более точные и удобные методы измерения имеют важное значение для исследователей.

EXCALIBUR объединяет в одной компактной системе рентгеновский источник, высокоточные детекторы, рентгеновскую камеру, автоматизированные приборы и аналитические инструменты. Система позволяет без повреждения образцов определять состав материала, энергии рентгеновского излучения, способные проходить через материал, а также содержание материала.

Кроме того, EXCALIBUR может проводить измерения в нескольких точках одного образца или анализировать десятки образцов за один день. Это помогает исследователям быстрее получать данные, которые ранее было трудно получить или на сбор которых требовалось значительно больше времени.

Директор Центра передовой диагностики General Atomics Хуан Хайбо заявил, что ценность EXCALIBUR заключается в скорости, гибкости, точности и воспроизводимости. По его словам, система способна за короткое время поддерживать быстрое прототипирование, моделирование характеристик на основе метрологии и расширенную калибровку.

Помимо измерения тонких пленок и фольги, EXCALIBUR может применяться для исследования рентгеновских брэгговских кристаллов. Такие кристаллы разделяют рентгеновское излучение по длинам волн и помогают ученым получать ключевую информацию об источниках X-ray излучения и плазменных экспериментах, включая температуру, плотность, движение, турбулентность и примеси в плазме. Эти данные также используются для сопоставления экспериментальных результатов с компьютерными моделями.

Поскольку даже небольшие дефекты в кристаллах могут влиять на качество измерений, их точная калибровка до использования в условиях высокорадиационных исследований особенно важна.

General Atomics недавно опубликовала статью в рецензируемом журнале Plasma Physics and Controlled Fusion, где продемонстрировала возможности EXCALIBUR. Компания использовала систему для калибровки кварцевого кристалла, расположенного в геометрии Лауэ.

Ученый General Atomics в области технологий инерциального термоядерного синтеза и руководитель проекта Рубен Сантана отметил, что рентгеновские кристаллы обычно калибруются на крупных синхротронных установках. Однако такие установки сильно востребованы, а производители кристаллов используют их нечасто, поэтому после изготовления кристаллы не всегда обладают калибровочной точностью, необходимой для экспериментов с высокой плотностью энергии.

По словам Сантаны, применение EXCALIBUR поможет исследователям еще до начала эксперимента лучше понимать, как эффективность и качество кристаллов могут повлиять на результаты измерений.