Röntgenmikroszkópok. Röntgenmikroszkópia Pásztázó szonda mikroszkópok

A térbeli felbontás radikális javulását röntgenmikroszkóp segítségével érhetjük el (a lágy röntgen hullámhossza 2-5 nm). A minta átlátszóságának mértékét a röntgentartományban a vizsgált anyag vastagsága, sűrűsége és rendszáma határozza meg. Rizs. A 35. ábra a röntgensugár-abszorpciós együttható tipikus értékeit mutatja. A röntgensugárforrások sokfélék, a hatalmas részecskegyorsítóktól a kisméretű hordozható sugárforrásokig az asztali mikrotomográfokban. A röntgensugarakat általában úgy állítják elő, hogy egy nagy Z rendszámú anyag célpontját elektronokkal bombázzák Egy tipikus röntgen katódsugárcső látható az ábrán. 36.

Az elektronokhoz képest a lágy röntgensugárzás sokkal mélyebben, akár 10 mikronig hatol a mintán, ami a biológiában egy sejt vastagságának felel meg. Az anyaggal való kölcsönhatás révén a lágy röntgensugarak lehetővé teszik, hogy a biológiai tárgyakról légköri nyomáson kontrasztos képeket készítsenek anélkül, hogy szükség lenne mesterséges színezésükre. A kontrasztot egyedi kémiai elemek és kémiai vegyületek is meghatározhatják. A lágy röntgensugárzás egyetlen forrása a részecskegyorsító. A körpályán mozgó elemi részecskék úgynevezett szinkrotronsugárzást bocsátanak ki, amely lágy röntgensugárzás.

A legtöbb transzmissziós röntgenmikroszkóp nagy teljesítményű szinkrotron sugárforráshoz készült, amely rövid expozíciós időt biztosít. Vannak azonban olyan asztali rendszerek is, amelyek 100 nm-nél kisebb felbontású lágy röntgensugárzást használnak. ábrán. A 37. ábra egy olyan telepítés diagramját mutatja, amelyben ejtőcélrendszert használnak. Az Nd-YAG lézer által generált 100 pikoszekundumos, 10 Hz frekvenciájú impulzust egy piezoelektromos eszközzel vibrált üvegkapillárisból kilökődő 15 μm átmérőjű etanolcseppekre fókuszálják. A lézerrel előállított plazma nagy fényerejű röntgensugárzás forrásaként működik. A megfelelő fotonsűrűség biztosításához a tárgysíkban rendkívül hatékony optikai kondenzátorra van szükség. Ebben a rendszerben a röntgensugarakat egy többrétegű gömb alakú kondenzátor tükör fókuszálja a mintára. A tükör felületén kétszáz réteg W/B 4 C rakódik le, egymástól 3,37 nm távolságra, amely az irányított sugárra merőlegesen interferencia-visszaverődést biztosít. Az egyes rétegek reflektanciája 0,5% 3,37 nm hullámhosszon. A sugárforrás felett elhelyezett központi membrán nem bocsát ki közvetlen sugarakat a plazmából (ami az optikai CCD mátrix túlterheléséhez vezetne). A CCD mátrix 1024 x 1024 pixeles, és egy hűtött vékony lemez. A rendszer nagyítási foka a zónalemez és a CCD mátrix közötti távolságtól függ. Ennek a mikroszkópnak a felbontása kisebb, mint 60 nm. A legjobb eredmény érdekében a mintának vékonynak kell lennie (nem több, mint néhány mikron vastag).

A konfokális optikai mikroszkópok megjelenése lehetővé tette az áttetsző anyagok térfogatának tanulmányozását (tíz mikron mélységben). A behatolási mélységet azonban még átlátszó anyagok esetén is korlátozza a lencse munkatávolsága. Az anyagba való mélyebb behatolás természetes eszköze a röntgensugárzás. A röntgensugarak használata drámaian megnöveli a behatolás mélységét a látható fényhez képest, ami lényegesen nagyobb mintatérfogat vizsgálatát teszi lehetővé.

ábrán. A 36. ábra egy tipikus röntgenforrás diagramja. Az elektronok kirepülnek a katódból, amelyeket az elektromos tér nagy sebességre gyorsít, és eltalálják a célanódot. Amikor egy (általában ketrecből készült) célpontot nagy energiájú elektronokkal bombáznak, az röntgensugarakat bocsát ki széles hullámhossz-tartományban. Amikor a röntgensugarak áthaladnak az anyagon, ugyanazokat a jelenségeket okozzák, mint a fény, például diffrakciót, fénytörést és fluoreszcenciát.

Pásztázó szonda mikroszkópok.

A pásztázó szonda mikroszkópok (SPM) egy másik képalkotási elven alapulnak, amely felülmúlja a felbontás diffrakciós határát. Az ilyen mikroszkópok működési elve egy tárgy ultra-kis szondával történő letapogatásán alapul. A modern SPM-ek lehetővé teszik a szonda egyes atomokkal és molekulákkal való kölcsönhatásának rögzítését, így az SPM-ek felbontásukban összehasonlíthatók az elektronmikroszkópokéval, és bizonyos paramétereikben felülmúlják azokat. Az átvitt vagy visszavert jelet rögzítik, és számítógépes feldolgozás segítségével háromdimenziós topográfiát készítenek a minta felületéről.

A szonda és a minta közötti kölcsönhatás elvétől függően az SPM-eket elektronikus, atomi erőre és közeli térre osztják.

A legérdekesebb a közeli pásztázó pásztázó mikroszkóp (BROM), amely a látható területen működik. A BROM-ban a kontrasztképződés az abszorpció, polarizáció, reflexió, lumineszcencia stb. jelenségei alapján történhet. Ezek a lehetőségek az elektron- és atomerőmikroszkópiában hiányoznak. Ezenkívül a fénymikroszkóp viszonylag olcsó és roncsolásmentes kutatási eszköz, és lehetővé teszi, hogy természetes körülmények között dolgozzon biológiai és orvosi készítményekkel.

A közeli pásztázó mikroszkóp működési elve az, hogy egy objektumot optikai szondával a tárgytól egy hullámhossznál kisebb távolságra pásztáznak (a közeli mezőben). A fényszonda szerepét ebben a mikroszkópban fénykibocsátó csúcsok látják el kimeneti lyukakkal, amelyek sugara 10-20-szor kisebb, mint a fény hullámhossza. Így a közeli pásztázó pásztázó mikroszkóp felbontása több tízszer nagyobb, mint a hagyományos mikroszkópé.

A röntgenmikroszkóp egy olyan eszköz, amely nagyon kicsi tárgyak tanulmányozására szolgál, amelyek méretei összehasonlíthatók a röntgensugárzás hullámhosszával. A működési elv 0,01 és 1 nanométer közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás használatán alapul.

A röntgenmikroszkópok felbontás tekintetében az elektronmikroszkópok és az optikai mikroszkópok közé tartoznak. A röntgenmikroszkóp elméleti felbontása eléri a 2-20 nm-t, ami egy nagyságrenddel nagyobb, mint az optikai mikroszkópé (150 nm-ig). Jelenleg körülbelül 5 nm-es felbontású röntgenmikroszkópok léteznek.

A röntgenmikroszkópok fejlesztése és alkalmazása számos komoly nehézséggel jár. A röntgensugárzást hagyományos lencsékkel szinte lehetetlen fókuszálni. Az a tény, hogy a röntgensugárzás törésmutatója a különböző, számukra átlátszó közegekben megközelítőleg azonos, és nagyon kevéssé különbözik az egységtől. Az oszcillációk nagyságrendűek. Ezenkívül a röntgensugarakat sem téríti el az elektromos és mágneses mező, ami megakadályozza az elektromos és mágneses lencsék használatát a fókuszáláshoz. A modern röntgenoptikában azonban a közelmúltban megjelentek és már széles körben elterjedtek a fordított fénytörés hatása alapján működő lencsék (a kondenzált anyag levegőhöz viszonyított törésmutatójának különbsége alapján). A lencse funkcióját az anyag belsejében található lencse alakú üreg, az úgynevezett Snigirev-lencse látja el.

A röntgensugárzást az emberi szem közvetlenül nem érzékeli. Ezért az eredmények megfigyeléséhez és rögzítéséhez technikai eszközök (fényképészeti berendezés vagy elektron-optikai konverter) használata szükséges.

Kétféle röntgenmikroszkóp létezik - tükröző és vetítő. A reflexiós mikroszkópok a röntgensugarak törésének jelenségét használják a legeltetés során. A vetítőmikroszkópok a röntgensugárzás nagy áthatoló erejét használják fel. Ezekben a vizsgált tárgyat sugárforrás elé helyezik és röntgensugárzással megvilágítják. Tekintettel arra, hogy a röntgensugárzás abszorpciós együtthatója az atomok méretétől függ, amelyeken áthaladnak, ez a módszer lehetővé teszi, hogy ne csak a vizsgált objektum szerkezetéről, hanem kémiai összetételéről is információt szerezzünk.

A röntgenmikroszkópokat széles körben alkalmazzák a tudomány különböző területein, beleértve az orvostudományt, az ásványtant és a kohászatot.

Röntgen projekciós mikroszkóp segítségével:

értékelje a vékony bevonatok minőségét;
akár 200 mikron vastagságú biológiai és botanikai metszetek mikroröntgenfelvétele;
Könnyű- és nehézfémporok keverékeinek elemzésére alkalmazható olyan tárgyak belső szerkezetének vizsgálatakor, amelyek átlátszatlanok a fénysugarak és elektronok számára.

A röntgenmikroszkópok fontos előnye, hogy a feldarabolatlan élő sejtek megfigyelésére alkalmasak.

Röntgenmikroszkóp

A röntgenmikroszkóp egy olyan eszköz, amely röntgensugárzás segítségével vizsgálja egy tárgy mikroszkopikus szerkezetét és szerkezetét. A röntgenmikroszkóp felbontása nagyobb, mint a fénymikroszkópé, mivel a röntgensugárzás hullámhossza rövidebb, mint a fény. A röntgenmikroszkóp elsősorban optikai rendszerében különbözik az optikai fénymikroszkóptól. Az optikai fénylencsék és prizmák nem használhatók röntgensugarak fókuszálására. A röntgensugarak visszaverésére a röntgenmikroszkóp görbe tükröt vagy krisztallográfiai síkokat használ.

A röntgensugarak nagy áthatolóerővel és lineáris spektrumszerkezettel rendelkeznek. A röntgenmikroszkópok működési módjukban különböznek, és reflektívek vagy vetítők.

A fényvisszaverő mikroszkóp kialakítása magában foglal egy röntgenforrást, kvarcból készült íves reflektortükröket aranyréteggel, vagy a reflektor lehet ívelt egykristály, képdetektor - fényképészeti film vagy elektron-optikai konverter. A fényvisszaverő röntgenmikroszkópok azonban nem rendelkeznek nagy felbontással; ezt korlátozza a teljes külső visszaverődés kis szöge, a nagy gyújtótávolság és a tükörreflexiós felület kiváló minőségű feldolgozásának összetettsége. A fényvisszaverő röntgenmikroszkópok erősen torz képeket készítenek. Ha ívelt egykristályokat használunk a fókuszáláshoz, akkor magának az egykristálynak a szerkezete miatt is torz lesz a kép. Ezért a röntgensugár-visszaverő mikroszkópokat nem használják széles körben. A projekciós röntgenmikroszkópok hatékonyabbak. A projekciós röntgenmikroszkópok működési elve az, hogy a vizsgált objektum árnyékvetületét képezzék a röntgensugár pontforrásából érkező, széttartó röntgensugár nyalábjában. A projekciós röntgenmikroszkóp kialakítása tartalmaz egy röntgenforrást - egy mikrofókuszos röntgencsövet, egy kamrát, amelyben

Ez a szöveg egy bevezető részlet. A 100 nagy találmány című könyvből szerző Ryzhov Konstantin Vladislavovich

28. MIKROSZKÓP Körülbelül ugyanebben az időben, amikor megkezdődött a teleszkópok segítségével az űrkutatás, először történtek kísérletek lencsék segítségével a mikrovilág titkainak feltárására, ismeretes, hogy a kisméretű tárgyak, még ha jól meg is vannak világítva, sugarat küldenek. ami túl gyenge a szemnek

szerző Szerzők csapata

Mikroszkóp A mikroszkóp egy optikai műszer, amelyet arra terveztek, hogy bármilyen szabad szemmel nem látható objektumról vagy ezek szerkezeti részleteiről nagyított képeket készítsen. A mikroszkóp általában két lencséből álló rendszer, de

A Great Encyclopedia of Technology című könyvből szerző Szerzők csapata

Röntgengép A röntgenkészülék olyan készülék, amelyet kutatásra (röntgendiagnosztika) és betegségek kezelésére (röntgenterápia) terveztek röntgen segítségével A röntgendiagnosztikával és röntgenterápiával foglalkozó tudományág. nak, nek hívják

A Great Encyclopedia of Technology című könyvből szerző Szerzők csapata

Röntgen-goniométer (lásd: „Röntgenkamera”, „Röntgen-diffraktométer”) A röntgengoniométer olyan készülék, amely fényképészeti filmre diffrakciós mintát rögzít, a megfigyelt minta és a detektor helyzetét felhasználva röntgensugarak diffrakciója.

A Great Encyclopedia of Technology című könyvből szerző Szerzők csapata

Röntgen-diffraktométer (lásd „Röntgengoniométer”) A röntgendiffraktométer a vizsgált, kristályos szerkezetű tárgyon diffrakciós röntgensugárzás intenzitását és irányát meghatározó készülék. Ő mér

A Great Encyclopedia of Technology című könyvből szerző Szerzők csapata

Mikroszkóp A mikroszkóp egy optikai eszköz, amellyel szabad szemmel nem látható tárgyakról készíthet képeket. Mikroorganizmusok, sejtek, kristályok, ötvözetszerkezetek megfigyelésére szolgál 0,20 mikron pontossággal. Ez a mikroszkóp felbontása a legkisebb

A 100 híres találmány című könyvből szerző Pristinsky Vladislav Leonidovics

Röntgenmikroszkóp
Előnyök
Műszaki adatok
Alkalmazási területek
Videó

Röntgenmikroszkóp Rigaku nano3DX

A Rigaku nano3DX röntgenmikroszkóp lehetővé teszi nagy minták szerkezetének és összetételének nagy felbontású tanulmányozását. Lehetővé teszi anyagokban és késztermékekben az üregek, repedések és egyéb hibák, elemi és fázisösszetétel inhomogenitásának szubmikronszinten történő kimutatását, de kvantitatív (morfometriai és statisztikai) elemzését is anélkül, hogy a kutatási objektumokat teljesen megsemmisítené. A Rigaku nano3DX nagy teljesítményű forgó anód röntgenforrással rendelkezik, amely lehetővé teszi a kísérleti adatok gyors beszerzését és a különböző anódanyagok közötti váltást a jó kontraszt és/vagy a nagyobb penetráció érdekében.

Megállapítást nyert, hogy a biológiai tárgyak vagy szerves filmek vékony membránjait legjobban króm anód sugárzásával lehet tanulmányozni. A gyógyszertablettában lévő hatóanyag és a szénszálakkal megerősített kompozit anyag a réz anód sugárzásában fog kinézni a leginkább. És a csontszövettel, szilikátokkal és alumínium kompozitokkal való munkához molibdén anód sugárzását kell használni. És ehhez nem kell három különböző eszközt vásárolnia. A Rigaku ezeket a funkciókat egyben tudta megvalósítani.

A nano3DX röntgenmikroszkópba sugárforrásként egy forgó anóddal ellátott röntgengenerátor - MicroMax-007 HF - van beépítve. Kialakítása jelentősen javult az előző generációk hasonló forrásaihoz képest, és nem igényel intenzív karbantartást. Az így létrejövő röntgensugár intenzitása hasonló a szinkrotronsugárzáséhoz. Rendelhetők réz-, króm- és molibdén anódok (egy gombnyomással cserélhetők).

A nano3DX röntgenmikroszkópban a képeket egy speciális, kis érzékeny elemekkel ellátott detektor segítségével nagyítják fel. Ez a beállítás (fent látható) azt jelenti, hogy a mintát egy nagy felbontású detektor közelébe kell helyezni. Rövid jelfelhalmozódási idő, nagy stabilitás és felbontás jellemzi. A más műszerekben használt áramkört (lásd alább) a minta és a detektor közötti nagy távolság jellemzi. A kép elmosódásának elkerülése érdekében kis forrásméretekre és rendkívül nagy stabilitásra van szükség. Ennek következtében - hosszú jelgyülemlési idő és alacsony zaj- és rezgésállóság.;

Nano3DX diagram

Más eszközökben használt áramkör

A bal oldali képen jól látható, hogy 0,27 µm/pixel digitális felbontásnál a 0,6 µm-es tesztobjektum vonalai teljesen tisztán felbontottak.

Párhuzamos sugárkialakítással működik a nagy kontraszt és a gyors adatgyűjtés érdekében;
Nagy felbontás még nagy és közepes méretű mintákon is;
A kapott képek nagy kontrasztja a különböző anyagokból készült anódok közötti váltás képességének köszönhetően;
Nagy látómező;
Nagy digitális képfelbontás;
Nagy sebességű adatgyűjtés a röntgenforrás nagy teljesítménye miatt;
Barátságos felhasználói felület;
Magas fokú személyi biztonság.

Röntgenforrás	MicroMax-007 HF
A röntgencső feszültsége	20-50 kV között
Röntgencső áram	30 mA-ig
Detektor	X-ray CCD kamera
Detektor felbontása	3300 x 2500 pixel
Pixel méret	0,27-4 µm
rálátás	0,9 mm x 0,7 mm-től 14 mm x 10 mm-ig
Detektorok	Áramlásarányos szcintilláció
Dinamikus hatókör	16 bites
Minta táblázat	automata 5 tengelyes
A minta forgási sebessége	Normál, 30 ford./perc.
Az asztal tengelyének eltérése forgatás közben	legfeljebb 0,5 mikron

Forrás: MicroMax™-007 HF

A források közötti váltáshoz csak hívja ki a röntgensugárzást, és fordítsa el a kapcsolót!

Röntgen generátor
Maximális teljesítmény	1,2 kW
Gyorsító feszültségtartomány	20-60 kV (lépés – 1 kV)
Jelenlegi	10-30 mA (lépés – 1 mA)
Nagyfeszültségű stabilitás	±0,015%
Teljesítménykövetelmények	3 fázis, 200/220 V, 12 A
Anód blokk
Elérhető anód anyagok	Cu, Cr, Mo, Co
Átmérő	99 mm
Forgási sebesség	9000 ford./perc
Forgó mechanizmus	közvetlen hajtás
Vákuumos tömítés	Alacsony viszkozitású mágneses folyadék
Tartócsapágy anyaga	Kerámia golyók

Gyógyszerészeti gyógyszer tablettában

A nyelven oldódó tabletta

RÖNTG MIKROSZKÓP. A röntgensugár rövid hullámhossza miatt. Az R. m. sugárzás elérheti a diffrakciót. engedélyek sorrendje több. tíz nm és az elméleti szerint Felbontását tekintve az optikai és elektronmikroszkóp között köztes helyet foglal el. Lehetővé teszi nemcsak a teljes anyagsűrűség, hanem a fajlagos sűrűségek eloszlásának tanulmányozását is. chem. elemeket jellemzőik szerint. röntgen sugárzás (abszorpció). Az elektronmikroszkóppal ellentétben az R. m. lehetővé teszi az élő szervezetek tanulmányozását. tárgyakat.

A képalkotás módszere alapján megkülönböztetünk vetítési, érintkezési, reflektív és diffrakciós képalkotást; A regisztrációs elv szerint az R. m. lehet képalkotás, egy tárgy valós vagy árnyékképét képező, vagy pásztázás (raszter), amely a tárgy optikai lencsén elhelyezkedő egyik elemének sugárzását regisztrálja. A mikroszkóp tengelye, és a teljes kép (raszter) szekvenciálisan jön létre tárgy mozgatása a mikroszkóp tengelyéhez képest precíziós mechanizmus segítségével. Ez utóbbi regisztrációs módszer előnye, hogy a felbontás független az optikai mező aberrációitól. rendszerek, ezért nincs korlátozás a látómező méretére, valamint kevesebb sugárzásra. terhelés a kutatási objektumon.

Az R. m. a röntgenenergiák széles tartományában működik. kvantumok - tíz eV-tól tíz keV-ig. A spektrum távol-keleti részén a leginkább. Fontos a 2,3-4,4 nm-es hullámhossz-tartomány, amely megfelel az ún. „vízablak”, amelyben a maximumot érik el. kontraszt a széntartalmú szerves. élő sejtek és folyékony citoplazma anyaga. A tartomány HF részében működő R. m.-t a bomlás szerkezetének vizsgálatára használjuk. szerkezeti magas at-t tartalmazó elemeket tartalmazó anyagok. szám.

Projekciós röntgenmikroszkóp az önvilágító tárgyak szerkezetének megfigyelésére ez egy camera obscura (1,a ábra), a lyuk kis távolságra található ( S 1) az O forrásból és egy nagy ( S 2)- az E felvételi képernyőről vagy az érzékelőről. Az ilyen előrejelzés növekedése R. m. M = S2/S1, a felbontást a furat átmérője határozza meg dés diffrakciós feltételek, diffrakció. a határ az

Rizs. 1. Önvilágító (a) és áttetsző (b) tárgyak szerkezetének tanulmányozására szolgáló vetítő röntgenmikroszkópok sémái; O - tárgy; I - sugárforrás; E - képernyő.

Az áttetsző vetületben R. m. (1. ábra, b) mikrofókuszos röntgen. Az I. forrás árnyékképet hoz létre az O objektumról az E képernyőn, fotófilmre vagy televíziós detektorral rögzítve. típus. Véges méretű forráshoz d egy ilyen R. m. felbontását az összeg határozza meg, ahol és szokásos esetben ~1 µm. Az R. m. vetítés hátrányai a kis apertúra és a nagy sugárzás. terhelés a vizsgált objektumra.

A kontakt-röntgenmikroszkóp a projekciós röntgenmikroszkópia limitáló esete S 2, megegyezik a közvetlenül beépített minta vastagságával. érintkezés filmmel vagy képernyővel. Ezt a technikát néha mikroradiográfiának nevezik. Forrás And jelentése jelentése. távolsága az O mintától, és a forrás mérete és ennek megfelelően a teljesítménye lényegesen nagyobb lehet, mint az R. m vetítés esetén A felbontás a minta vastagságától függ t valamint a tárgy „sötét” és „világos” részletei közötti kontraszt, diffrakcióban. limit . Például = 3 nm-nél és t = 3 µm nm. Az ilyen felbontású képek regisztrálásához használja a fotorezisztál, amelyet a fotolitográfiában használnak, és lényegesen magasabb belső értékű. felbontás (például PMMA gyanta esetén - 5 nm). Előhívás vagy maratás után a tárgy képe elektronikus vagy optikai technológia segítségével nagyításra kerül. mikroszkóp

A reflektív röntgenmikroszkóp lehet képalkotó és pásztázó is, legeltetéses vagy normál beesési optikával többrétegű bevonattal (lásd az 1. ábrát). Röntgen optika).R. m ilyen típusú munkát végeznek a területen< 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 RÓL RŐL"és sagittalis asztigmatikus köztes forrásképek (lásd optikai kép), a tükör által létrehozott A, a B tükör sagittális és meridionális képei lennének, amelyek a tárgy és a kép reverzibilitása miatt a forrás stigmatikus kinagyított képét hoz létre a ponton. O 1. Végső diffrakció az ilyenek engedélye ( - a teljes külső visszaverődés kritikus szöge). A homogén bevonatok esetében ezért ez az arány nem 0,1-től és 0,1 tartományban van< < 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.

Rizs. 2. A Kirkpatrick-Baez legeltetéses reflexiós röntgenmikroszkóp vázlata; O - forrás (kibocsátó objektum); A és B - gömb vagy hengeres tükrök; O" és - közbenső asztigmatikus képek; O 1 - valós kép.

A Voltaire-tükrös rendszerrel szerelt, fényvisszaverő beesést okozó lencsék sokkal nagyobb (2-3 nagyságrenddel) rekesznyílás-aránnyal rendelkeznek, amelyből leggyakrabban a hiperboloid-ellipszoid rendszert alkalmazzák (lásd a 2. ábrát az Art. röntgen optika). Elméleti felbontású ilyen R. m. optikai. a himlőt a reláció határozza meg, ahol M- nagyítás, - a nyílásszög megközelítőleg megegyezik a nyílás %-ával. Például egy pásztázó radiométerhez, amely kicsinyített képet ad a forrásról a szkennelt tárgy síkjában. M = 0,3 és = 2,5 nm = 5 nm. A tényleges felbontás a mélyen aszférikus alakú tükrök gyártási pontosságától függ, és ~1 µm; elméleti megszerzéséhez szükséges a felbontás pontossága (-1 nm) még mindig elérhetetlen a modern technológia számára. technológiákat. A mező aberrációi tükröződnek. Az ilyen típusú R. m-ek meglehetősen nagyok, és a látómezőt egy szögre korlátozzák. magnitúdók ~ 1°. Többrétegű interferencia alkalmazása. A bevonatok lehetővé teszik a q szög növelését, és ezáltal a fényvisszaverő lencse fényerejét.

Nagyon ígéretes a Schwarzschild-séma szerinti normál beesésű fényvisszaverő lencse, amelyben többrétegű bevonattal ellátott tükröket használnak (3. ábra).

Rizs. 3. Reflexiós röntgenmikroszkóp diagramja normál beesési tükrökkel a Schwarzschild-séma szerint; I - forrás; Z 1 és Z 2 - tükrök többrétegű bevonattal; O - tárgy; P - sugárzás vevő.

Az ilyen típusú pásztázó mikroszkóp a forrás kicsinyített képét állítja elő gömbtükrök segítségével. szinte koncentrikusan elhelyezkedő formák. Adott paramétereknél: numerikus rekesznyílás A, együttható csökken Més a forrás és az első tükör távolsága S- vannak ilyen optimalizálások. a tükrök görbületi sugarának értékei r 1És r 2és a köztük lévő távolságok, gömb alakú aberráció, kóma és asztigmatizmus gyakorlatilag hiányzik. Diffrakció optikai felbontás tengelyét úgy határozzuk meg, mint az optikai esetében. mikroszkóp, arány, tipikus értékkel A = 0,3-0,4 tartományban = 10-20 pm, ez 30-50 nm. Az ilyen felbontás eléréséhez a tükrök precíz gyártása és egymáshoz igazítása nagyságrendi pontossággal szükséges.

Diffrakciós röntgenmikroszkópban. elem Fresnel zónalemez, élek monokromatikushoz. sugárzás egy gyújtótávolságú lencse, ahol r 1- az első Fresnel-zóna sugara, - hullámhossz, m - spektrumrend. Diffrakció a Fresnel zónalemez felbontását a külső zóna szélessége határozza meg: = 1,22, ahol P- a szélső zóna száma. A nyílásarányt az átmérő határozza meg A diffrakciós hatásfok amplitúdómodulált Fresnel zónalemezeknél kb. 10% az első, 2% a második és 1% a harmadik sorrendben. Diffrakció R.M. általában a környéken dolgozik

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

Diffrakciós kép diagramja. ábrán látható az R. m. 4. Forrásként max. szinkrotronokat gyakran használnak, felhalmozódnak. gyűrűk vagy hullámzók, amelyek sugárzását előzetesen spektrális szélességre monokromatizálják, és kondenzátor segítségével a D membrán síkjában elhelyezett O mintára irányítják. A mikrozóna lemez (MZP) nagyított képet ad a tárgyról a detektor síkja. A mintát érő sugárdózis jelentősen csökken a pásztázó diffrakcióban. R. m., amelyben csak egy fókuszzóna lemezt használnak. Diffrakció R. m. nyújtotta (1991-ig) a legtöbbet. Az összes rádióhullám közül a legnagyobb felbontás (~50 nm), amelyet a zónalemezek gyártási technológiájának extrém képességei határoznak meg.

Rizs. 4. Fresnel zónalemezekkel ellátott diffrakciós röntgenmikroszkóp vázlata; I - sugárforrás; D 1 és D 2 - membránok; M - monokromátor diffrakciós ráccsal; K - Fresnel zóna lemez - kondenzátor; MZP - mikrozóna lemez; O - tárgy; P - sugárzás vevő.

Röntgenmikroszkópok alkalmazása. R. m. max. biológia és orvostudomány problémáira ígéretes (5., 6. ábra). Lehetővé teszik a nedves élő biol tanulmányozását. tárgyak - egysejtű szervezetek, szövetmetszetek, dep. sejtek, azok magjai (további festés nélkül). „Lágy” röntgen segítségével. A fényelemek abszorpciós sávjaihoz közeli sugárzás lehetővé teszi ezen elemek eloszlásának tanulmányozását a tárgy szerkezetében. A makromolekulákból (fehérjék, nukleinsavak stb.) álló biopolimereket hatékonyan vizsgálják a nagy felbontású kontaktröntgen módszerrel. mikroszkópia. Az impulzusos források használata lehetővé teszi a folyamatok dinamikájának tanulmányozását nem álló objektumokban (például élő sejtekben). A szövetek háromdimenziós képeinek elkészítéséhez az orvostudományban számítógépes módszereket fejlesztenek ki. Röntgen tomográfia mikroobjektumok.

Az R. m.-t sikeresen alkalmazzák az anyagtudományban a polikristályos, polimer és kompozit anyagok szerkezeti sajátosságainak vizsgálatában (7. ábra).

Rizs. 5. Élő emberi vérlemezkék kontaktmikroszkópos képe, amelyet impulzusos röntgenforrással (gázban lebontó plazma) készítettek. A képen 10 nm-nél kisebb jellemzők láthatók.

Rizs. 6. Röntgendiffrakciós mikroszkóppal készített kovamoszat képe. Az emissziós hullámhossz 4,5 nm. A skála 1 µm-nek felel meg.

Rizs. 7. Kompozit anyagminta (üvegszál) kontaktmikroszkópos képe. A világos területek üvegszálak (átmérője kb. 10 mikron), a sötét területek polimerek. A kép a szálak sűrűségét, egyenletességét, irányát és eloszlását jellemzi. Mintavastagság 400 µm, röntgen foton energia< 30 кэВ .

Röntgen-módszerek fejlesztésére. mikroszkópia, a nagy intenzitású röntgenforrások létrehozása fontos. sugárzás. Az egyik ígéretes forrás a magas hőmérsékletű lézerplazma. A képalkotó tükörplazmák segítségével az ilyen plazmában lezajló folyamatok szerkezetét, dinamikáját vizsgálják.

Megvilágított.: Röntgenoptika és mikroszkópia, szerk. G. Shmal és D. Rudolf, ford. angolból, M., 1987. V. A. Slemzin.