Rentgenski mikroskopi. Rentgenska mikroskopija Skenirajući sondni mikroskopi

Radikalno poboljšanje prostorne rezolucije može se postići upotrebom rendgenskog mikroskopa (meka talasna dužina rendgenskog zračenja je 2-5 nm). Stepen transparentnosti uzorka u rendgenskom području određen je njegovom debljinom, gustinom i atomskim brojem materijala koji se proučava. Rice. 35 prikazuje tipične vrijednosti koeficijenta apsorpcije rendgenskih zraka. Izvori rendgenskih zraka su brojni i raznoliki, od masivnih akceleratora čestica do malih prijenosnih izvora zračenja u stonim mikrotomografima. X-zrake se obično proizvode bombardiranjem mete materijala sa visokim atomskim brojem Z elektronima. Tipična rendgenska katodna cijev je prikazana na Sl. 36.

U poređenju sa elektronima, meki rendgenski zraci prodiru u uzorak mnogo dublje, do 10 mikrona, što u biologiji odgovara debljini ćelije. Interakcijom sa materijom, meki rendgenski zraci omogućavaju dobijanje kontrastnih slika bioloških objekata pri atmosferskom pritisku, bez potrebe za njihovo veštačko bojenje. Kontrast se može odrediti i pojedinačnim hemijskim elementima i hemijskim jedinjenjima. Jedini izvori mekih rendgenskih zraka su akceleratori čestica. Elementarne čestice koje se kreću po kružnim orbitama emituju takozvano sinhrotronsko zračenje, koje je meki rendgenski zrak.

Većina transmisionih rendgenskih mikroskopa dizajnirana je za izvor sinhrotronskog zračenja velike snage koji osigurava kratko vrijeme ekspozicije. Međutim, postoje i desktop sistemi koji koriste meke rendgenske zrake sa rezolucijom manjom od 100 nm. Na sl. Slika 37 prikazuje dijagram instalacije u kojoj se koristi sistem meta meta. Impuls od 100 pikosekundi na frekvenciji od 10 Hz generiran od strane Nd-YAG lasera fokusira se na kapljice etanola promjera 15 μm izbačene iz staklene kapilare koje vibrira piezoelektrični uređaj. Laserski proizvedena plazma djeluje kao izvor rendgenskih zraka velike svjetlosti. Da bi se osigurala dovoljna gustina fotona u ravni objekta, potreban je visoko efikasan optički kondenzator. U ovom sistemu, rendgenski zraci se fokusiraju na uzorak pomoću višeslojnog sfernog kondenzatorskog ogledala. Dvjesto slojeva W/B 4 C naneseno je na površinu ogledala, koja se nalazi na udaljenosti od 3,37 nm jedan od drugog, što obezbjeđuje refleksiju interferencije okomito na usmjereni snop. Refleksija svakog sloja je 0,5% na talasnoj dužini od 3,37 nm. Centralna dijafragma, postavljena iznad izvora zračenja, ne emituje direktne zrake iz plazme (što bi dovelo do preopterećenja optičke CCD matrice). CCD matrica ima 1024 x 1024 piksela i hlađena je tanka ploča. Stepen uvećanja sistema zavisi od udaljenosti između zonske ploče i CCD matrice. Rezolucija ovog mikroskopa je manja od 60 nm. Za najbolje rezultate, uzorak bi trebao biti tanak (ne više od nekoliko mikrona debljine).

Pojava konfokalnih optičkih mikroskopa omogućila je proučavanje volumena prozirnih materijala (na dubini od desetina mikrona). Međutim, čak i kod prozirnih materijala, dubina prodiranja je ograničena radnom udaljenosti sočiva. Prirodno sredstvo dubljeg prodiranja u materijal je rendgensko zračenje. Upotreba rendgenskih zraka dramatično povećava dubinu prodiranja u odnosu na vidljivu svjetlost, što omogućava proučavanje znatno veće količine uzorka.

Na sl. Slika 36 je dijagram tipičnog izvora rendgenskih zraka. Iz katode izlete elektroni, koji se ubrzavaju pod električnim poljem do velikih brzina i udaraju u ciljnu anodu. Kada je meta (obično napravljena od kaveza) bombardirana elektronima visoke energije, ona emituje X-zrake u širokom rasponu valnih dužina. Kada X-zraci prolaze kroz materiju, izazivaju iste fenomene kao i svjetlost, kao što su difrakcija, refrakcija i fluorescencija.

Skenirajući sondni mikroskopi.

Skenirajući sondni mikroskopi (SPM) zasnivaju se na drugačijem principu snimanja koji prevazilazi granicu rezolucije difrakcije. Princip rada takvih mikroskopa zasniva se na skeniranju objekta ultra malom sondom. Moderni SPM omogućavaju snimanje interakcije sonde sa pojedinačnim atomima i molekulima, čineći SPM uporedivim po rezoluciji sa elektronskim mikroskopima, a po nekim parametrima superiornijim od njih. Preneseni ili reflektovani signal se snima i koristi za formiranje trodimenzionalne topografije površine uzorka pomoću kompjuterske obrade.

Ovisno o principu interakcije između sonde i uzorka, SPM-ovi se dijele na elektronske, atomske sile i bliskopolje.

Najzanimljiviji je skenirajući mikroskop bliskog polja (BROM), koji radi u vidljivom području. Do stvaranja kontrasta u BROM-u može doći na osnovu fenomena apsorpcije, polarizacije, refleksije, luminescencije, itd. Ove mogućnosti su odsutne u elektronskoj i mikroskopiji atomske sile. Osim toga, svjetlosni mikroskop je relativno jeftin i nedestruktivan istraživački alat i omogućava rad s biološkim i medicinskim preparatima u prirodnim uvjetima.

Princip rada skenirajućeg mikroskopa u bliskom polju je skeniranje objekta optičkom sondom na udaljenosti manjoj od valne dužine od objekta (u bliskom polju). Ulogu svjetlosne sonde u ovom mikroskopu obavljaju vrhovi koji emituju svjetlost sa izlaznim rupama, čiji je radijus 10-20 puta manji od valne dužine svjetlosti. Dakle, skenirajući mikroskop za skeniranje u bliskom polju daje slike sa rezolucijom desetinama puta većom od one kod konvencionalnog mikroskopa.

Rentgenski mikroskop je uređaj za proučavanje veoma malih objekata čije su dimenzije uporedive sa talasnom dužinom rendgenskog zračenja. Princip rada se zasniva na upotrebi elektromagnetnog zračenja sa talasnom dužinom od 0,01 do 1 nanometar.

Rentgenski mikroskopi su između elektronskih i optičkih mikroskopa u smislu rezolucije. Teorijska rezolucija rendgenskog mikroskopa dostiže 2-20 nm, što je za red veličine veće od rezolucije optičkog mikroskopa (do 150 nm). Trenutno postoje rendgenski mikroskopi sa rezolucijom od oko 5 nm.

Razvoj i upotrebu rendgenskih mikroskopa prati niz ozbiljnih poteškoća. Rendgenske zrake je gotovo nemoguće fokusirati konvencionalnim sočivima. Činjenica je da je indeks loma rendgenskih zraka u različitim medijima koji su im transparentni približno isti i da se vrlo malo razlikuje od jedinice. Oscilacije su reda . Osim toga, rendgenske zrake također ne odbijaju električna i magnetska polja, što onemogućava korištenje električnih i magnetskih sočiva za fokusiranje. Međutim, u modernoj rendgenskoj optici nedavno su se pojavila i već se široko koriste sočiva koja djeluju na temelju efekta obrnute refrakcije (na temelju razlike indeksa loma u kondenziranoj tvari u odnosu na zrak). Funkciju sočiva obavlja šupljina u obliku sočiva unutar materijala, nazvana Snigirev sočivo.

Ljudsko oko ne percipira direktno rendgenske zrake. Stoga je za posmatranje i evidentiranje rezultata potrebno koristiti tehnička sredstva (foto opremu ili elektronsko-optičke pretvarače).

Postoje dvije vrste rendgenskih mikroskopa - reflektivni i projekcijski. Reflektivni mikroskopi koriste fenomen prelamanja rendgenskih zraka tokom incidencije ispaše. Projekcioni mikroskopi koriste veliku prodornu moć rendgenskih zraka. U njima se predmet koji se proučava postavlja ispred izvora zračenja i osvjetljava rendgenskim zracima. Zbog činjenice da koeficijent apsorpcije rendgenskih zraka ovisi o veličini atoma kroz koje prolaze, ova metoda omogućava da se dobiju informacije ne samo o strukturi, već i o kemijskom sastavu objekta koji se proučava.

Rentgenski mikroskopi se široko koriste u različitim oblastima nauke, uključujući medicinu, mineralogiju i metalurgiju.

Koristeći rendgenski projekcioni mikroskop možete:

ocijeniti kvalitetu tankih premaza;
dobiti mikro radiografiju bioloških i botaničkih preseka debljine do 200 mikrona;
primjenjuju se za analizu mješavina praha lakih i teških metala prilikom proučavanja unutrašnje strukture objekata koji su neprozirni za svjetlosne zrake i elektrone.

Važna prednost rendgenskih mikroskopa je da se mogu koristiti za posmatranje nediseciranih živih ćelija.

Rentgenski mikroskop

Rentgenski mikroskop je uređaj koji proučava mikroskopsku strukturu i strukturu objekta koristeći rendgensko zračenje. Rentgenski mikroskop ima višu granicu rezolucije od svjetlosnog mikroskopa jer rendgenski zraci imaju kraću valnu dužinu od svjetlosti. Rentgenski mikroskop se razlikuje od optičkog svjetlosnog mikroskopa prvenstveno po svom optičkom sistemu. Optička svjetlosna sočiva i prizme ne mogu se koristiti za fokusiranje rendgenskih zraka. Za refleksiju rendgenskih zraka, rendgenski mikroskop koristi zakrivljeno ogledalo ili kristalografske ravni.

X-zrake imaju veliku prodornu moć i linearnu strukturu spektra. Rentgenski mikroskopi se razlikuju po načinu rada i ili su reflektirajući ili projekcijski.

Dizajn reflektivnog mikroskopa uključuje izvor rendgenskih zraka, zakrivljena reflektorska ogledala od kvarca sa zlatnim slojem, ili reflektor može biti zakrivljeni monokristal, detektor slike – fotografski film ili elektronsko-optički pretvarač. Ali reflektivni rendgenski mikroskopi nemaju visoku rezoluciju; ona je ograničena malim kutom ukupne vanjske refleksije, velikom žarišnom daljinom i složenošću visokokvalitetne obrade zrcalne reflektirajuće površine. Reflektivni rendgenski mikroskopi proizvode veoma izobličene slike. Ako se za fokusiranje koriste zakrivljeni monokristali, slika će također biti iskrivljena zbog strukture samog kristala. Stoga se rendgenski reflektirajući mikroskopi ne koriste široko. Projekcioni rendgenski mikroskopi su efikasniji. Princip rada projekcionih rendgenskih mikroskopa je da formiraju projekciju senke posmatranog objekta u snopu divergentnih rendgenskih zraka koji dolaze iz tačkastog izvora rendgenskog zračenja. Dizajn projekcijskog rendgenskog mikroskopa uključuje izvor rendgenskih zraka - mikrofokusnu rendgensku cijev, komoru u kojoj

Ovaj tekst je uvodni fragment. Iz knjige 100 velikih izuma autor Ryzhov Konstantin Vladislavovič

28. MIKROSKOP Otprilike u isto vrijeme, kada je počelo istraživanje svemira uz pomoć teleskopa, prvi pokušaji da se otkriju tajne mikrosvijeta pomoću sočiva, poznato je da mali objekti, čak i ako su dobro osvijetljeni, šalju zrak to je preslabo za oko

autor Tim autora

Mikroskop Mikroskop je optički instrument dizajniran za dobijanje uvećanih slika bilo kojih objekata ili strukturnih detalja ovih objekata koji nisu vidljivi golim okom.Uopšteno govoreći, mikroskop je sistem koji se sastoji od dva sočiva, ali

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Rendgen aparat Rendgen aparat je uređaj namenjen za istraživanje (rendgenska dijagnostika) i lečenje bolesti (rentgenska terapija) pomoću rendgenskih zraka.Disciplina koja se bavi rendgenskom dijagnostikom i rendgenskom terapijom se zove

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Rendgenski goniometar (vidi “Rentgenska kamera”, “Rentgenski difraktometar”) Rendgenski goniometar je uređaj koji snima difrakcijski uzorak na fotografskom filmu; koristeći položaj posmatranog uzorka i detektora, uzrokuje difrakcija rendgenskih zraka.

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Rentgenski difraktometar (pogledajte „Rentgenski goniometar“) Rendgenski difraktometar je uređaj koji određuje intenzitet i smjer rendgenskog zračenja koje difragira na predmetu koji se proučava, a koji ima kristalnu strukturu. On meri

Iz knjige Velika enciklopedija tehnologije autor Tim autora

Mikroskop Mikroskop je optički uređaj koji vam omogućava da dobijete slike objekata koji nisu vidljivi golim okom. Koristi se za posmatranje mikroorganizama, ćelija, kristala, struktura legura sa tačnošću od 0,20 mikrona. Ova rezolucija mikroskopa je najmanja

Iz knjige 100 poznatih izuma autor Pristinski Vladislav Leonidovič

Rentgenski mikroskop
Prednosti
Specifikacije
Područja primjene
Video

Rentgenski mikroskop Rigaku nano3DX

Rentgenski mikroskop Rigaku nano3DX omogućava vam da proučavate strukturu i sastav velikih uzoraka visoke rezolucije. Omogućava ne samo otkrivanje, već i kvantitativnu analizu (morfometrijski i statistički) šupljina, pukotina i drugih defekata, nehomogenosti elementarnog i faznog sastava u materijalima i gotovim proizvodima na submikronskom nivou, bez potpunog uništavanja objekata istraživanja. Rigaku nano3DX ima rotirajući anodni izvor X zraka velike snage koji omogućava brzo prikupljanje eksperimentalnih podataka i prebacivanje između različitih anodnih materijala za dobar kontrast i/ili veću penetraciju.

Utvrđeno je da se tanke membrane bioloških objekata ili organskih filmova najbolje proučavaju zračenjem kromne anode. Aktivna ljekovita tvar u farmaceutskoj tableti i kompozitni materijal ojačan karbonskim vlaknima izgledat će najkontrastnije u zračenju bakrene anode. A za rad sa koštanim tkivom, silikatima i aluminijskim kompozitima potrebno je koristiti zračenje molibdenske anode. A za to ne morate kupiti tri različita uređaja. Rigaku je uspio implementirati sve ove funkcije u jednom.

Generator rendgenskih zraka sa rotirajućom anodom - MicroMax-007 HF - instaliran je kao izvor zračenja u rendgenskom mikroskopu nano3DX. Njegov dizajn je značajno poboljšan u odnosu na slične izvore prethodnih generacija i ne zahtijeva intenzivno održavanje. Rezultirajući fluks rendgenskih zraka je uporediv po intenzitetu sa sinhrotronskim zračenjem. Dostupne su anode od bakra, hroma i molibdena (promenljive pritiskom na dugme).

U rendgenskom mikroskopu nano3DX, slike se uvećavaju upotrebom posebnog detektora sa malim osjetljivim elementima. Ovo podešavanje (prikazano gore) uključuje postavljanje uzorka blizu detektora visoke rezolucije. Karakterizira ga kratko vrijeme akumulacije signala, visoka stabilnost i rezolucija. Kolo koje se koristi u drugim instrumentima (prikazano ispod) karakteriše velika udaljenost od uzorka do detektora. Zahtijeva male veličine izvora i izuzetno visoku stabilnost kako bi se izbjeglo zamućenje slike. Kao posljedica - dugo vremena akumulacije signala i niska otpornost na šum i vibracije.;

Nano3DX dijagram

Kolo koje se koristi u drugim uređajima

Slika na lijevoj strani jasno pokazuje da su pri digitalnoj rezoluciji od 0,27 µm/piksel linije na test objektu od 0,6 µm apsolutno jasno razriješene.

Radi koristeći dizajn paralelnog snopa za postizanje visokog kontrasta i brzog prikupljanja podataka;
Visoka rezolucija čak i na velikim i srednjim uzorcima;
Visok kontrast rezultirajućih slika zbog mogućnosti prebacivanja između anoda napravljenih od različitih materijala;
Veliko vidno polje;
Visoka rezolucija digitalne slike;
Velika brzina akumulacije podataka zbog velike snage izvora rendgenskih zraka;
Prijateljski korisnički interfejs;
Visok stepen sigurnosti osoblja.

rendgenski izvor	MicroMax-007 HF
Napon rendgenske cijevi	od 20 do 50 kV
Struja rendgenske cijevi	do 30 mA
Detektor	Rendgen CCD kamera
Rezolucija detektora	3300 x 2500 piksela
Veličina piksela	od 0,27 do 4 µm
linija vida	od 0.9mmx0.7mm do 14mmx10mm
Detektori	Scintilacija proporcionalna protoku
Dinamički raspon	16 bit
Tablica uzoraka	automatski 5-osni
Brzina rotacije uzorka	Standardno, 30 o/min.
Odstupanje ose stola tokom rotacije	ne više od 0,5 mikrona

Izvor MicroMax™-007 HF

Za prebacivanje između izvora, samo pozovite rendgensko zračenje i okrenite prekidač!

Generator rendgenskih zraka
Maksimalna snaga	1,2 kW
Raspon napona ubrzanja	20-60 kV (korak – 1 kV)
Current	10-30 mA (korak – 1 mA)
Stabilnost visokog napona	±0,015%
Zahtjevi za napajanje	3 faze, 200/220 V, 12 A
Anodni blok
Dostupni anodni materijali	Cu, Cr, Mo, Co
Prečnik	99 mm
Brzina rotacije	9000 o/min
Rotacioni mehanizam	direktnim pogonom
Vakuumska brtva	Magnetni fluid niskog viskoziteta
Materijal potpornog ležaja	Keramičke kugle

Farmaceutski lijek u tabletama

Tableta koja se rastvara na jeziku

RTG MIKROSKOP. Zbog kratke talasne dužine rendgenskih zraka. R. m. zračenje može doseći difrakciju. dozvole reda nekoliko. desetine nm i prema teorijskom Po rezoluciji zauzima srednju poziciju između optičkih i elektronskih mikroskopa. Omogućava vam da proučavate ne samo raspodjelu ukupne gustoće materije, već i raspodjelu specifičnih gustoća. chem. elemenata prema njihovim karakteristikama. rendgenski snimak zračenje (apsorpcija). Za razliku od elektronskog mikroskopa, R. m. omogućava proučavanje živih organizama. objekata.

Na osnovu načina formiranja slike, pravi se razlika između projekcije, kontakta, refleksije i difrakcijske slike; Prema principu registracije, R. m. može biti slikovni, formirajući stvarnu ili sjenčanu sliku objekta, ili skenirajući (raster), koji registruje zračenje jednog elementa objekta koji se nalazi na optičkom sočivu. osi mikroskopa, a kompletna slika (raster) se kreira sekvencijalno pomicanje objekta u odnosu na os mikroskopa pomoću preciznog mehanizma. Prednosti potonje metode registracije su nezavisnost rezolucije od aberacija optičkog polja. sistema i, samim tim, nema ograničenja u veličini vidnog polja, kao i manje zračenja. opterećenje na objektu istraživanja.

R. m. radi u širokom rasponu rendgenskih energija. kvanti - od desetina eV do desetina keV. Na Dalekom istoku dio spektra najviše. Važan je region talasne dužine od 2,3-4,4 nm, što odgovara tzv. “vodeni prozor”, u kojem se postiže maksimum. kontrast između organskih tvari koje sadrže ugljik. supstance živih ćelija i tečne citoplazme. R. m., koji rade u HF dijelu opsega, koriste se za proučavanje strukture raspadanja. strukturalni materijala koji sadrže elemente sa visokim at. broj.

Projekcioni rendgenski mikroskop za posmatranje strukture samosvetlećih objekata, to je kamera obscura (slika 1,a), rupa se nalazi na maloj udaljenosti ( S 1) iz izvora O i na velikom ( S 2)- sa ekrana za snimanje E ili detektora. Povećanje takve projekcije R. m. M = S2/S1, rezolucija je određena prečnikom rupe d i uslovi difrakcije, difrakcija. granica je

Rice. 1. Šeme projekcijskih rendgenskih mikroskopa za proučavanje strukture samosvjetlećih (a) i prozirnih (b) objekata; O - objekat; I - izvor zračenja; E - ekran.

U translucentnoj projekciji R. m. (slika 1, b) mikrofokusni rendgenski snimak. izvor I stvara sliku u sjeni objekta O na ekranu E, snimljenu na fotografskom filmu ili televizijskim detektorom. tip. Za izvor konačne veličine d rezolucija takvog R. m. određena je sumom, gdje je i u uobičajenom slučaju je ~1 µm. Nedostaci projekcije R. m. su mali otvor blende i veliko zračenje. opterećenje na objektu koji se skenira.

Kontaktni rendgenski mikroskop je granični slučaj projekcijske rendgenske mikroskopije S 2, jednaka debljini uzorka, koji se direktno ugrađuje. kontakt sa filmom ili ekranom. Ova tehnika se ponekad naziva mikroradiografija. Izvor I je postavljeno da znači. udaljenost od uzorka O, a veličina i, shodno tome, snaga izvora može biti znatno veća nego u slučaju projekcije R. m. Rezolucija ovisi o debljini uzorka t i kontrast između "tamnih" i "svetlih" detalja objekta, u difrakciji. limit . Na primjer, na = 3 nm i t = 3 µm nm. Za registraciju slika u ovoj rezoluciji koristite fotorezisti, koji se koristi u fotolitografiji i ima znatno veću intrinzičnu vrijednost. rezolucija (na primjer, za PMMA smolu - 5 nm). Nakon razvijanja ili graviranja, slika objekta se uvećava pomoću elektronske ili optičke tehnologije. mikroskop

Reflektivni rendgenski mikroskop može biti i za snimanje i za skeniranje, sa upadnom incidencijom ili optikom normalnog upada s višeslojnom prevlakom (vidi Sl. Rentgenska optika).R. m ovog tipa rada u okolini< 4 кэВ, рассматривается возможность осуществить эту схему Р. м. для более «жёсткого» излучения (в области- 10 кэВ). Классич. тип отражательного Р. м. скользящего падения - микроскоп Киркпатрика - Баэза, состоящий из пары скрещенных сферич. или цилиндрич. зеркал (рис. 2). В этой схеме источник О и зеркала А и Б расположены таким образом, что меридиональное O" i sagitalne astigmatske srednje izvorne slike (vidi optička slika), stvoren od ogledala A, bile bi sagitalne, odnosno meridionalne slike za ogledalo B, koje, zbog reverzibilnosti objekta i slike, stvara stigmatsku uvećanu sliku izvora u tački O 1. Konačna difrakcija dozvolu takvog ( - kritični ugao ukupne spoljašnje refleksije). Za homogene premaze ovaj odnos ne zavisi od i u području od 0,1< < 4 кэВ для наиб. плотных металлич. покрытий (напр., платины) составляет 5-7 нм. Реальное разрешение Р. м. Киркпатрпка - Баэза определяется сферич. аберрацией и комой и обычно составляет 1 мкм. Оно может быть повышено только за счёт уменьшения размеров зеркал и, следовательно, светосилы, к-рая в результате не намного превышает светосилу проекционного Р. м.

Rice. 2. Šema Kirkpatrick-Baez-ovog reflektivnog rendgenskog mikroskopa s incidencijom ispaše; O - izvor (emitujući objekat); A i B - sferna ili cilindrična ogledala; O" i - srednje astigmatske slike; O 1 - stvarna slika.

Reflektivna sočiva sa upadnom pažnjom sa Voltaireovim sistemom ogledala imaju mnogo veći (za 2-3 reda veličine) omjer otvora, od čega se najčešće koristi hiperboloidno-elipsoidni sistem (vidi sliku 2 u čl. rendgenska optika). Teorijski rezolucija takvog R. m. na optičkom. malih boginja je određena relacijom gdje M- uvećanje, - ugao zaoštravanja približno jednak % otvora blende. Na primjer, za skenirajući radiometar, koji daje smanjenu sliku izvora u ravnini objekta koji se skenira sa M = 0,3 i , na = 2,5 nm = 5 nm. Stvarna rezolucija zavisi od tačnosti proizvodnje ogledala, koja imaju duboko asferični oblik, i iznosi ~1 µm; neophodno za dobijanje teorijskih tačnost rezolucije (-1 nm) je još uvijek nedostižna za modernu tehnologiju. tehnologije. Aberacije polja će se odraziti. R. m. ovog tipa su prilično veliki i ograničavaju vidno polje na ugao. magnitude ~ 1°. Upotreba višeslojne interferencije. premazi omogućavaju povećanje ugla q i na taj način povećavaju luminoznost reflektivnog sočiva.

Vrlo obećavajuća je reflektirajuća sočiva normalnog upada prema Schwarzschild shemi, u kojoj se koriste ogledala s višeslojnim premazom (slika 3).

Rice. 3. Dijagram reflektirajućeg rendgenskog mikroskopa sa normalnim upadnim ogledalima prema Schwarzschild shemi; I - izvor; Z 1 i Z 2 - ogledala sa višeslojnim premazom; O - objekat; P - prijemnik zračenja.

Ovaj tip skenirajućeg mikroskopa proizvodi smanjenu sliku izvora pomoću sfernih ogledala. oblici smješteni gotovo koncentrično. Za date parametre: numerički otvor blende A, koeficijent smanjiti M i udaljenost od izvora do prvog ogledala S- postoje takve optimizacije. vrijednosti radijusa zakrivljenosti ogledala r 1 I r 2 i udaljenosti između njih, sa sfernim aberacija, koma i astigmatizam su praktički odsutni. Difrakcija optička rezolucija osa je određena kao za optičku. mikroskop, odnos, sa tipičnom vrednošću A = 0,3-0,4 u opsegu = 22-20 pm to je 30-50 nm. Za postizanje takve rezolucije potrebna je precizna proizvodnja ogledala i njihovo međusobno poravnanje sa tačnošću reda od

U difrakcionom rendgenskom mikroskopu. element je ploča Fresnel zona, rubovi za jednobojne. zračenje je sočivo sa žižnom daljinom , gdje r 1- radijus prve Fresnelove zone, - talasna dužina, m - red spektra. Difrakcija rezolucija ploče Fresnel zone određena je širinom vanjske zone: = 1,22, gdje je P- broj ekstremne zone. Omjer otvora je određen prečnikom Efikasnost difrakcije za amplitudno modulirane Fresnelove zonske ploče je cca. 10% u prvom, 2% u drugom i 1% u trećem redu spektra. Difrakcija R.M. obično radi na tom području

< 1 кэВ, т. к. для более жёсткого излучения тонкоплёночные зонные пластинки Френеля становятся прозрачными.

Dijagram difrakcijske slike. R. m. je prikazan na sl. 4. Kao izvor max. sinhrotroni se često koriste, akumuliraju. prstenovi ili ondulatori, čije se zračenje prethodno monohromatizira na spektralnu širinu i pomoću kondenzatora usmjerava na uzorak O instaliran u ravni dijafragme D. Ploča mikrozone (MZP) daje uvećanu sliku objekta u ravni detektora. Doza zračenja uzorka je značajno smanjena u difrakciji skeniranja. R. m., u kojem se koristi samo jedna ploča zone fokusiranja. Difrakcija Najviše je (do 1991.) pružio R. m. Najveća rezolucija od svih radio talasa (~50 nm), koja je određena ekstremnim mogućnostima tehnologije za izradu zonskih ploča.

Rice. 4. Šema difrakcionog rendgenskog mikroskopa sa pločama Fresnel zone; I - izvor zračenja; D 1 i D 2 - dijafragme; M - monohromator sa difrakcionom rešetkom; K - Fresnelova zonska ploča - kondenzator; MZP - mikrozonska ploča; O - objekat; P - prijemnik zračenja.

Primjena rendgenskih mikroskopa. R. m. max. obećavajuće za probleme u biologiji i medicini (sl. 5, 6). Oni vam omogućavaju da proučavate vlažnu biologiju. objekti - jednoćelijski organizmi, preseci tkiva, dep. ćelije, njihova jezgra (bez dodatnog bojenja). Korištenje "mekog" rendgenskog zraka. zračenje u blizini apsorpcionih traka svjetlosnih elemenata omogućava proučavanje distribucije ovih elemenata u strukturi objekta. Biopolimeri koji se sastoje od makromolekula (proteini, nukleinske kiseline, itd.) efikasno se proučavaju primenom kontaktne rendgenske metode visoke rezolucije. mikroskopija. Upotreba impulsnih izvora omogućava proučavanje dinamike procesa u nestacionarnim objektima (na primjer, živim ćelijama). Da bi se dobile trodimenzionalne slike tkiva u medicini, razvijaju se kompjuterske metode. rendgenska tomografija mikroobjekti.

R. m. se uspješno koristi u nauci o materijalima u proučavanju strukturnih karakteristika polikristalnih, polimernih i kompozitnih materijala (slika 7).

Rice. 5. Kontaktna mikrografska slika živog ljudskog trombocita dobijena korišćenjem impulsnog izvora rendgenskih zraka (razgradna plazma u gasu). Na slici su vidljive karakteristike manje od 10 nm.

Rice. 6. Slika dijatomeja dobijena uz pomoć rendgenskog difrakcionog mikroskopa. Talasna dužina emisije je 4,5 nm. Skala odgovara 1 µm.

Rice. 7. Kontaktna mikrografska slika uzorka kompozitnog materijala (fiberglasa). Svijetla područja su staklena vlakna (prečnika oko 10 mikrona), tamna područja su polimerna. Slika karakterizira gustinu, ujednačenost, smjer i raspodjelu vlakana. Debljina uzorka 400 µm, energija fotona X-zraka< 30 кэВ .

Za razvoj rendgenskih metoda. mikroskopija, stvaranje izvora rendgenskih zraka visokog intenziteta je važno. radijacije. Jedan od izvora koji obećavaju je visokotemperaturna laserska plazma. Uz pomoć imidžing zrcalne plazme proučava se struktura i dinamika procesa koji se odvijaju u takvoj plazmi.

Lit.: Rentgenska optika i mikroskopija, ur. G. Shmal i D. Rudolf, trans. sa engleskog, M., 1987. V. A. Slemzin.