Rentgeno spinduliai yra dažnas diagnostinių tyrimų ir pramoninio stebėjimo komponentas, naudojamas viskam – nuo dantų stebėjimo iki lagamino skenavimo oro uoste. Tačiau didelės energijos spinduliai taip pat gamina jonizuojančiąją spinduliuotę, kuri gali būti pavojinga po ilgo ar per didelio poveikio. Dabar mokslininkai skelbia ACS centrinis mokslasžengėme žingsnį saugesnių rentgeno spindulių link, sukurdami labai jautrų ir sulankstomą detektorių, kuris sukuria geros kokybės vaizdus su mažesnėmis spindulių dozėmis.
„Ši pažanga sumažina aptikimo ribas ir atveria kelią saugesniam ir energiją taupančiam medicininiam vaizdavimui bei pramoniniam stebėjimui“, – sako atitinkamas tyrimo autorius Omaras F. Mohammedas. „Tai rodo, kad pakopinės inžinerijos įrenginiai padidina pavienių kristalų galimybes rentgeno spindulių aptikimo metu.”
Kaip ir matoma šviesa ir radijo bangos, rentgeno spinduliai yra elektromagnetinės spinduliuotės forma. Dėl didelės energijos būsenos jie gali praeiti pro daugumą objektų, įskaitant minkštuosius mūsų kūno audinius. Norint gauti rentgeno vaizdą, vadinamą rentgenograma, spinduliai arba praeina per kūną ir vaizde atrodo kaip šešėlinės formos, arba įstringa tankesniuose audiniuose, pavyzdžiui, kauluose, palikdami ryškesnę, baltą sritį. Radiacijos kiekis, kurį pacientas veikia vieno skenavimo metu, nėra pavojingas, todėl norint pastebėti sudėtingą poveikį, tektų atlikti tūkstančius nuskaitymų. Tačiau toks pakartotinis didelės energijos spindulių poveikis gali sugadinti elektroninę įrangą arba kelti pavojų tokiam asmeniui kaip rentgeno technikas. Taigi, kuo mažiau spindulių naudojama nuskaitymo metu, tuo geriau, tiesa?
Deja, mažiau spindulių reiškia prastesnės kokybės rentgenogramą. Tačiau padidinus detektoriaus jautrumą, teoriškai būtų galima pagaminti mažos dozės aukštos kokybės rentgeno spindulius. Taigi Omaras Mohammedas ir kolegos iš Karaliaus Abdullah mokslo ir technologijų universiteto sukūrė prietaisą, kuris palengvina šias saugesnes rentgeno spindulių sąlygas.
Norėdami padidinti rentgeno spindulių detektoriaus jautrumą, mokslininkai siekė iki minimumo sumažinti įrenginio generuojamą tamsiąją srovę – liekamąjį foninį triukšmą. Norėdami tai padaryti, jie sukūrė detektorius, naudodami specializuotus metilamonio švino bromido perovskito kristalus, o tada sujungė kristalus į elektrinę konfigūraciją, vadinamą kaskadu.
Kaskados konfigūracija beveik perpus sumažino tamsiąją srovę, o tai penkis kartus pagerino rentgeno aptikimo ribą, palyginti su ankstesniais detektoriais, pagamintais iš tų pačių kristalų, bet be kaskados. Rentgenogramos, padarytos naudojant naująjį detektorių, atskleidė smulkias detales, tokias kaip metalinė adata, perverianti avietę, ir vidinis USB laido komponentas. Komanda teigia, kad ši technologija yra perspektyvus būdas sukurti sulankstomus, saugesnius ir jautresnius komercinius rentgeno prietaisus, kurie padėtų sumažinti radiacijos poveikį medicininių procedūrų metu ir užfiksuoti subtilias detales atliekant pramoninį stebėjimą.
Autoriai pripažįsta Karaliaus Abdullah mokslo ir technologijų universiteto (KAUST) finansavimą.
