Rentgenski mikroskopi. Rentgenska mikroskopija Skenirni sondni mikroskopi

Radikalno izboljšanje prostorske ločljivosti lahko dosežemo z uporabo rentgenskega mikroskopa (valovna dolžina mehkega rentgena je 2-5 nm). Stopnja prosojnosti vzorca v območju rentgenskih žarkov je določena z njegovo debelino, gostoto in atomskim številom preučevanega materiala. riž. 35 prikazuje tipične vrednosti koeficienta absorpcije rentgenskih žarkov. Viri rentgenskih žarkov so številni in različni, od masivnih pospeševalnikov delcev do majhnih prenosnih virov sevanja v namiznih mikrotomografih. Rentgenski žarki se običajno proizvajajo z obstreljevanjem tarče materiala z visokim atomskim številom Z z elektroni. Tipična rentgenska katodna cev je prikazana na sliki. 36.

Mehki rentgenski žarki v primerjavi z elektroni prodrejo v vzorec veliko globlje, do 10 mikronov, kar v biologiji ustreza debelini celice. Z interakcijo s snovjo mehki rentgenski žarki omogočajo pridobivanje kontrastnih slik bioloških objektov pri atmosferskem tlaku, ne da bi bilo potrebno njihovo umetno barvanje. Kontrast lahko določajo tako posamezni kemični elementi kot kemične spojine. Edini vir mehkih rentgenskih žarkov so pospeševalci delcev. Elementarni delci, ki se gibljejo po krožnih orbitah, oddajajo tako imenovano sinhrotronsko sevanje, ki je mehak rentgenski žarek.

Večina transmisijskih rentgenskih mikroskopov je zasnovanih za vir sinhrotronskega sevanja visoke moči, ki zagotavlja kratke čase osvetlitve. Vendar pa obstajajo tudi namizni sistemi, ki uporabljajo mehke rentgenske žarke z ločljivostjo manj kot 100 nm. Na sl. Slika 37 prikazuje diagram naprave, v kateri je uporabljen sistem padajočih tarč. 100 pikosekundni impulz pri frekvenci 10 Hz, ki ga generira Nd-YAG laser, se fokusira na kapljice etanola s premerom 15 μm, ki se izbijejo iz steklene kapilare, ki jo vibrira piezoelektrična naprava. Lasersko proizvedena plazma deluje kot vir rentgenskih žarkov visoke svetlosti. Za zagotovitev zadostne gostote fotonov v ravnini objekta je potreben visoko učinkovit optični kondenzator. V tem sistemu so rentgenski žarki fokusirani na vzorec z večplastnim sferičnim kondenzatorskim ogledalom. Dvesto plasti W/B 4 C je nanesenih na površino zrcala, ki se nahajajo na razdalji 3,37 nm drug od drugega, kar zagotavlja interferenčni odboj pravokotno na usmerjen žarek. Odbojnost vsake plasti je 0,5 % pri valovni dolžini 3,37 nm. Osrednja diafragma, postavljena nad virom sevanja, ne prepušča direktnih žarkov iz plazme (kar bi povzročilo preobremenitev optične matrike CCD). CCD matrika ima 1024 x 1024 slikovnih pik in je ohlajena tanka plošča. Stopnja povečave sistema je odvisna od razdalje med consko ploščo in matriko CCD. Ločljivost tega mikroskopa je manjša od 60 nm. Za najboljše rezultate mora biti vzorec tanek (ne več kot nekaj mikronov).

Pojav konfokalnih optičnih mikroskopov je omogočil preučevanje volumna prosojnih materialov (na globini več deset mikronov). Vendar je tudi pri prozornih materialih globina penetracije omejena z delovno razdaljo leče. Naravno sredstvo za globlje prodiranje v material so rentgenski žarki. Uporaba rentgenskih žarkov močno poveča globino prodiranja v primerjavi z vidno svetlobo, kar omogoča preučevanje bistveno večjega volumna vzorca.

Na sl. Slika 36 je diagram tipičnega vira rentgenskih žarkov. Iz katode letijo elektroni, ki jih električno polje pospeši do visokih hitrosti in zadenejo ciljno anodo. Ko je tarča (običajno izdelana iz kletke) obstreljena z visokoenergijskimi elektroni, oddaja rentgenske žarke v širokem razponu valovnih dolžin. Ko rentgenski žarki prehajajo skozi snov, povzročajo enake pojave kot svetloba, kot so uklon, lom in fluorescenca.

Vrtilni sondni mikroskopi.

Mikroskopi z vrstično sondo (SPM) temeljijo na drugačnem principu slikanja, ki presega uklonsko mejo ločljivosti. Načelo delovanja takšnih mikroskopov temelji na skeniranju predmeta z ultra majhno sondo. Sodobni SPM omogočajo snemanje interakcije sonde s posameznimi atomi in molekulami, s čimer so SPM po ločljivosti primerljivi z elektronskimi mikroskopi, po nekaterih parametrih pa tudi boljši od njih. Oddani ali odbiti signal se posname in uporabi za oblikovanje tridimenzionalne topografije površine vzorca z računalniško obdelavo.

Glede na princip interakcije med sondo in vzorcem delimo SPM na elektronske, atomske sile in bližnje polje.

Najbolj zanimiv je skenirni mikroskop bližnjega polja (BROM), ki deluje v vidnem območju. Tvorba kontrasta v BROM se lahko pojavi na podlagi pojavov absorpcije, polarizacije, refleksije, luminiscence itd. Teh možnosti ni v elektronski mikroskopiji in mikroskopiji na atomsko silo. Poleg tega je svetlobni mikroskop relativno poceni in nedestruktivno raziskovalno orodje in vam omogoča delo z biološkimi in medicinskimi pripravki v naravnih pogojih.

Načelo delovanja vrstičnega mikroskopa bližnjega polja je skeniranje predmeta z optično sondo na razdalji, ki je manjša od valovne dolžine od predmeta (v bližnjem polju). Vlogo svetlobne sonde v tem mikroskopu opravljajo svetleče konice z izhodnimi luknjami, katerih polmer je 10-20-krat manjši od valovne dolžine svetlobe. Tako skenirni mikroskop za skeniranje bližnjega polja zagotavlja slike z ločljivostjo, ki je desetkrat višja od tiste pri običajnem mikroskopu.

Rentgenski mikroskop je naprava za preučevanje zelo majhnih predmetov, katerih dimenzije so primerljive z valovno dolžino rentgenskega sevanja. Princip delovanja temelji na uporabi elektromagnetnega sevanja z valovno dolžino od 0,01 do 1 nanometra.

Rentgenski mikroskopi so po ločljivosti med elektronskimi in optičnimi mikroskopi. Teoretična ločljivost rentgenskega mikroskopa doseže 2-20 nm, kar je za red velikosti večje od ločljivosti optičnega mikroskopa (do 150 nm). Trenutno obstajajo rentgenski mikroskopi z ločljivostjo približno 5 nm.

Razvoj in uporabo rentgenskih mikroskopov spremljajo številne resne težave. Rentgenske žarke je skoraj nemogoče izostriti z običajnimi lečami. Dejstvo je, da je lomni količnik rentgenskih žarkov v različnih medijih, ki jih pregledujejo, približno enak in se zelo malo razlikuje od enote. Nihanja so reda velikosti . Poleg tega se rentgenski žarki tudi ne odklonijo zaradi električnih in magnetnih polj, kar onemogoča uporabo električnih in magnetnih leč za fokusiranje. V sodobni rentgenski optiki pa so se pred kratkim pojavile in se že pogosto uporabljajo leče, ki delujejo na podlagi učinka reverzne refrakcije (na podlagi razlike v lomnem količniku kondenzirane snovi glede na zrak). Funkcijo leče opravlja votlina v obliki leče znotraj materiala, imenovana leča Snigirev.

Rentgenskih žarkov človeško oko ne zazna neposredno. Zato je za opazovanje in beleženje rezultatov potrebna tehnična sredstva (foto oprema ali elektronsko-optični pretvorniki).

Obstajata dve vrsti rentgenskih mikroskopov - odsevni in projekcijski. Refleksijski mikroskopi uporabljajo pojav loma rentgenskih žarkov med vpadom paše. Projekcijski mikroskopi uporabljajo visoko prodorno moč rentgenskih žarkov. Pri njih predmet, ki ga proučujemo, postavimo pred vir sevanja in osvetlimo z rentgenskimi žarki. Ker je absorpcijski koeficient rentgenskih žarkov odvisen od velikosti atomov, skozi katere prehajajo, ta metoda omogoča pridobivanje informacij ne le o strukturi, temveč tudi o kemični sestavi preučevanega predmeta.

Rentgenski mikroskopi se pogosto uporabljajo na različnih področjih znanosti, vključno z medicino, mineralogijo in metalurgijo.

Z rentgenskim projekcijskim mikroskopom lahko:

oceniti kakovost tankih premazov;
pridobiti mikro radiografijo bioloških in botaničnih rezov do debeline 200 mikronov;
uporabljajo za analizo zmesi prahu lahkih in težkih kovin pri preučevanju notranje strukture predmetov, ki so neprozorni za svetlobne žarke in elektrone.

Pomembna prednost rentgenskih mikroskopov je, da z njimi lahko opazujemo žive celice, ki niso razčlenjene.

Rentgenski mikroskop

Rentgenski mikroskop je naprava, ki proučuje mikroskopsko strukturo in strukturo predmeta z uporabo rentgenskega sevanja. Rentgenski mikroskop ima višjo mejo ločljivosti kot svetlobni mikroskop, ker imajo rentgenski žarki krajšo valovno dolžino od svetlobe. Rentgenski mikroskop se od optičnega svetlobnega mikroskopa razlikuje predvsem po optičnem sistemu. Optičnih svetlobnih leč in prizem ni mogoče uporabiti za fokusiranje rentgenskih žarkov. Za odboj rentgenskih žarkov rentgenski mikroskop uporablja ukrivljeno zrcalo ali kristalografske ravnine.

Rentgenski žarki imajo veliko prodorno moč in linearno strukturo spektra. Rentgenski mikroskopi se razlikujejo po načinu delovanja in so odsevni ali projekcijski.

Zasnova odbojnega mikroskopa vključuje vir rentgenskih žarkov, ukrivljena reflektorska zrcala iz kremena z zlato plastjo, lahko pa je reflektor ukrivljen monokristal, slikovni detektor - fotografski film ali elektronsko-optični pretvornik. Toda odsevni rentgenski mikroskopi nimajo visoke ločljivosti, omejena je z majhnim kotom popolnega zunanjega odboja, veliko goriščno razdaljo in zahtevnostjo kakovostne obdelave zrcalne odsevne površine. Reflektivni rentgenski mikroskopi proizvajajo zelo popačene slike. Če za ostrenje uporabimo ukrivljene monokristale, tudi slika izpade popačena zaradi strukture samega monokristala. Zato se rentgenski odsevni mikroskopi ne uporabljajo široko. Projekcijski rentgenski mikroskopi so učinkovitejši. Načelo delovanja projekcijskih rentgenskih mikroskopov je oblikovanje senčne projekcije preučevanega predmeta v snopu divergentnih rentgenskih žarkov, ki prihajajo iz točkovnega vira rentgenskega sevanja. Zasnova projekcijskega rentgenskega mikroskopa vključuje vir rentgenskih žarkov - mikrofokusno rentgensko cev, komoro, v kateri

To besedilo je uvodni del. Iz knjige 100 velikih izumov avtor Ryzhov Konstantin Vladislavovič

28. MIKROSKOP Približno v istem času, ko se je začelo raziskovanje vesolja s pomočjo teleskopov, so bili prvi poskusi razkriti skrivnosti mikrosveta s pomočjo leč.Znano je, da majhni predmeti, tudi če so dobro osvetljeni, pošiljajo žarek. ki je prešibak za oko

avtor Ekipa avtorjev

Mikroskop Mikroskop je optični instrument, namenjen pridobivanju povečanih slik kakršnih koli predmetov ali strukturnih podrobnosti teh predmetov, ki niso vidni s prostim očesom.Na splošno je mikroskop sistem, sestavljen iz dveh leč, vendar

Iz knjige Velika enciklopedija tehnike avtor Ekipa avtorjev

Rentgenski aparat Rentgenski aparat je naprava, namenjena raziskovanju (rentgenska diagnostika) in zdravljenju bolezni (rentgenska terapija) z uporabo rentgenskih žarkov.Veda, ki se ukvarja z rentgensko diagnostiko in rentgensko terapijo. je poklican

Iz knjige Velika enciklopedija tehnike avtor Ekipa avtorjev

Rentgenski goniometer (glej “Rentgenska kamera”, “Rentgenski difraktometer”) Rentgenski goniometer je naprava, ki posname uklonski vzorec na fotografski film; s pomočjo položaja opazovanega vzorca in detektorja povzroči difrakcija rentgenskih žarkov.

Iz knjige Velika enciklopedija tehnike avtor Ekipa avtorjev

Rentgenski difraktometer (glej “Rentgenski goniometer”) Rentgenski difraktometer je naprava, ki določa intenzivnost in smer rentgenskega sevanja, ki difraktira na proučevanem predmetu, ki ima kristalno strukturo. Meri

Iz knjige Velika enciklopedija tehnike avtor Ekipa avtorjev

Mikroskop Mikroskop je optična naprava, ki omogoča pridobivanje slik predmetov, ki niso vidni s prostim očesom. Uporablja se za opazovanje mikroorganizmov, celic, kristalov, struktur zlitin z natančnostjo 0,20 mikrona. Ta ločljivost mikroskopa je najmanjša

Iz knjige 100 slavnih izumov avtor Pristinski Vladislav Leonidovič

Rentgenski mikroskop
Prednosti
Specifikacije
Področja uporabe
Video

Rentgenski mikroskop Rigaku nano3DX

Rentgenski mikroskop Rigaku nano3DX vam omogoča preučevanje strukture in sestave velikih vzorcev z visoko ločljivostjo. Omogoča ne le odkrivanje, temveč tudi kvantitativno analizo (tako morfometrično kot statistično) votlin, razpok in drugih napak, nehomogenosti elementarne in fazne sestave v materialih in končnih izdelkih na submikronski ravni, ne da bi pri tem popolnoma uničili raziskovalne objekte. Rigaku nano3DX ima vir rentgenskih žarkov z vrtljivo anodo visoke moči, ki omogoča hitro pridobivanje eksperimentalnih podatkov in preklapljanje med različnimi anodnimi materiali za dober kontrast in/ali večjo penetracijo.

Ugotovljeno je bilo, da se tanke membrane bioloških objektov ali organskih filmov najbolje preučujejo s sevanjem kromove anode. Zdravilna učinkovina v farmacevtski tableti in kompozitni material, ojačan z ogljikovimi vlakni, bosta videti najbolj kontrastna v sevanju bakrene anode. In za delo s kostnim tkivom, silikati in aluminijevimi kompoziti je potrebno uporabiti sevanje molibdenove anode. In za to vam ni treba kupiti treh različnih naprav. Rigaku je lahko implementiral vse te funkcije v enem.

V rentgenskem mikroskopu nano3DX je kot vir sevanja nameščen generator rentgenskih žarkov z rotacijsko anodo - MicroMax-007 HF. Njegova zasnova je bistveno izboljšana v primerjavi s podobnimi viri prejšnjih generacij in ne zahteva intenzivnega vzdrževanja. Nastali tok rentgenskih žarkov je po jakosti primerljiv s sinhrotronskim sevanjem. Na voljo so bakrene, kromove in molibdenove anode (zamenljive s pritiskom na gumb).

V rentgenskem mikroskopu nano3DX se slike povečajo z uporabo posebnega detektorja z majhnimi občutljivimi elementi. Ta nastavitev (prikazana zgoraj) vključuje namestitev vzorca blizu detektorja z visoko ločljivostjo. Odlikuje ga kratek čas kopičenja signala, visoka stabilnost in ločljivost. Za vezje, ki se uporablja v drugih instrumentih (prikazano spodaj), je značilna velika razdalja od vzorca do detektorja. Zahteva majhne velikosti vira in izjemno visoko stabilnost, da prepreči zamegljenost slike. Posledično - dolgi časi kopičenja signala in nizka odpornost na hrup in vibracije.;

Nano3DX diagram

Vezje, ki se uporablja v drugih napravah

Slika na levi jasno kaže, da so pri digitalni ločljivosti 0,27 µm/piksel črte na testnem predmetu 0,6 µm povsem jasno razločene.

Deluje z zasnovo vzporednega žarka za doseganje visokega kontrasta in hitrega zbiranja podatkov;
Visoka ločljivost tudi na velikih in srednje velikih vzorcih;
Visok kontrast nastalih slik zaradi možnosti preklapljanja med anodami iz različnih materialov;
Veliko vidno polje;
Visoka ločljivost digitalne slike;
Visoka hitrost kopičenja podatkov zaradi velike moči rentgenskega vira;
Prijazen uporabniški vmesnik;
Visoka stopnja varnosti osebja.

Vir rentgenskih žarkov	MicroMax-007 HF
Napetost rentgenske cevi	od 20 do 50 kV
Tok rentgenske cevi	do 30 mA
Detektor	Rentgenska CCD kamera
Ločljivost detektorja	3300 x 2500 slikovnih pik
Velikost pikslov	od 0,27 do 4 µm
vidnem polju	od 0,9 mm x 0,7 mm do 14 mm x 10 mm
Detektorji	Proporcionalna scintilacija pretoka
Dinamični razpon	16 bit
Vzorčna tabela	avtomatski 5-osni
Hitrost vrtenja vzorca	Standardno, 30 vrt/min.
Odstopanje osi mize med vrtenjem	ne več kot 0,5 mikrona

Vir MicroMax™-007 HF

Za preklop med viri samo pokličite rentgensko sevanje in obrnite stikalo!

Generator rentgenskih žarkov
Največja moč	1,2 kW
Območje pospeševalne napetosti	20-60 kV (korak – 1 kV)
Trenutno	10-30 mA (korak – 1 mA)
Stabilnost visoke napetosti	±0,015 %
Zahteve glede napajanja	3 faze, 200/220 V, 12 A
Anodni blok
Razpoložljivi anodni materiali	Cu, Cr, Mo, Co
Premer	99 mm
Hitrost vrtenja	9000 vrt./min
Rotacijski mehanizem	direktni pogon
Vakuumsko tesnilo	Magnetna tekočina z nizko viskoznostjo
Podporni ležajni material	Keramične kroglice

Farmacevtsko zdravilo v tabletah

Tableta, ki se raztopi na jeziku

RENTGENSKI MIKROSKOP. Zaradi kratke valovne dolžine rentgenskih žarkov. R. m. sevanje lahko doseže difrakcijo. več dovoljenj. desetine nm in po teoretičnem Po ločljivosti zavzema vmesni položaj med optičnimi in elektronskimi mikroskopi. Omogoča preučevanje ne le porazdelitve skupne gostote snovi, temveč tudi porazdelitev specifičnih gostot. kem. elemente glede na njihove značilnosti. rentgensko slikanje sevanje (absorpcija). Za razliko od elektronskega mikroskopa vam R. m. omogoča preučevanje živih organizmov. predmetov.

Glede na način oblikovanja slike ločimo projekcijsko, kontaktno, refleksijsko in difrakcijsko slikanje; Po principu registracije je R. m. lahko slikanje, ki tvori realno ali senčno sliko predmeta, ali skeniranje (raster), ki registrira sevanje enega elementa predmeta, ki se nahaja na optični leči. osi mikroskopa, celotno sliko (raster) pa ustvarimo s sekvenčnim premikanje predmeta glede na os mikroskopa z uporabo natančnega mehanizma. Prednosti slednje metode registracije so neodvisnost ločljivosti od aberacij optičnega polja. sistemov in s tem brez omejitev glede velikosti vidnega polja ter manj sevanja. obremenitev raziskovalnega predmeta.

R. m. deluje v širokem razponu energij rentgenskih žarkov. kvanti - od deset eV do deset keV. V daljnovzhodnem delu spektra največ. Pomembno je območje valovne dolžine 2,3-4,4 nm, ki ustreza t.i. “vodno okno”, v katerem je dosežen maksimum. kontrast med organskimi, ki vsebujejo ogljik. snov živih celic in tekoča citoplazma. R. m., ki delujejo v HF delu območja, se uporabljajo za preučevanje strukture razgradnje. strukturno materiali, ki vsebujejo elemente z visoko at. število.

Projekcijski rentgenski mikroskop za opazovanje strukture samosvetlečih predmetov je kamera obscura (slika 1,a), luknja se nahaja na kratki razdalji ( S 1) od vira O in na veliki ( S 2)- s snemalnega zaslona E ali detektorja. Povečanje takšne projekcije R. m. M = S2/S1 ločljivost je določena s premerom luknje d in difrakcijski pogoji, uklon. meja je

riž. 1. Sheme projekcijskih rentgenskih mikroskopov za preučevanje strukture samosvetlečih (a) in prosojnih (b) predmetov; O - predmet; I - vir sevanja; E - zaslon.

V prosojni projekciji R. m. (slika 1, b) mikrofokusni rentgen. vir I ustvari senčno sliko predmeta O na zaslonu E, posneto na fotografski film ali s televizijskim detektorjem. vrsta. Za vir končne velikosti d ločljivost takega R. m., je določena z vsoto, kjer in je v običajnem primeru ~1 µm. Slabosti projekcije R. m. so majhna zaslonka in veliko sevanje. obremenitev predmeta, ki ga skenirate.

Kontaktni rentgenski mikroskop je mejni primer projekcijske rentgenske mikroskopije z S 2, enaka debelini vzorca, ki je nameščen neposredno. stik s filmom ali zaslonom. Ta tehnika se včasih imenuje mikroradiografija. Vir In je nastavljen na pomen. oddaljenost od vzorca O, velikost in s tem moč vira pa sta lahko bistveno večja kot v primeru projekcije R. m Ločljivost je odvisna od debeline vzorca t in kontrast med »temnimi« in »svetlimi« podrobnostmi predmeta pri uklonu. meja Na primer pri = 3 nm in t = 3 µm nm. Če želite registrirati slike s to ločljivostjo, uporabite fotorezisti, ki se uporablja v fotolitografiji in ima bistveno višjo intrinzično vrednost. ločljivost (na primer za smolo PMMA - 5 nm). Po razvijanju ali jedkanju se slika predmeta poveča z elektronsko ali optično tehnologijo. mikroskop

Reflektivni rentgenski mikroskop je lahko tako slikovni kot skenirni, z vpadno ali normalno vpadno optiko z večplastno prevleko (glej sliko 2). Rentgenska optika).R. m te vrste dela na tem območju< 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 " in sagitalne astigmatične slike vmesnega vira (glejte optična slika), ki ga je ustvarilo ogledalo A, bi bila sagitalna oziroma meridionalna slika za zrcalo B, ki zaradi reverzibilnosti objekta in slike ustvarja stigmatično povečano sliko vira v točki O 1. Končna difrakcija dovoljenje takega ( - kritični kot popolnega zunanjega odboja). Za homogene premaze torej to razmerje ni odvisno od in je v območju 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.

riž. 2. Shema Kirkpatrick-Baezovega reflektivnega rentgenskega mikroskopa s pašnim vpadom; O - vir (oddajni predmet); A in B - sferična ali cilindrična ogledala; O" in - vmesne astigmatične slike; O 1 - realna slika.

Odsevne vpadne leče z Voltairejevimi zrcalnimi sistemi imajo veliko večje (za 2-3 velikosti) razmerje zaslonke, od katerih se najpogosteje uporablja hiperboloidno-elipsoidni sistem (glej sliko 2 v čl. rentgenska optika). Teoretično ločljivost takega R. m. na optičnem. črnih koz je določeno z razmerjem, kjer M- povečava, - pašni kot približno enak % zaslonke. Na primer za skenirajoči radiometer, ki daje pomanjšano sliko vira v ravnini predmeta, ki ga skeniramo z M = 0,3 in pri = 2,5 nm = 5 nm. Dejanska ločljivost je odvisna od natančnosti izdelave zrcal, ki imajo globoko asferično obliko, in je ~1 µm; potrebno za pridobitev teoretičnih natančnost ločljivosti (-1 nm) je za sodobno tehnologijo še vedno nedosegljiva. tehnologije. Aberacije polja se bodo odražale. R. m. te vrste so precej veliki in omejujejo vidno polje pod kotom. magnitude ~ 1°. Uporaba večplastne interference. prevleke omogoča povečanje kota q in s tem povečanje svetilnosti odsevne vpadne leče.

Zelo obetavna je odsevna leča z normalnim vpadom po Schwarzschildovi shemi, v kateri se uporabljajo ogledala z večplastno prevleko (slika 3).

riž. 3. Diagram reflektirnega rentgenskega mikroskopa z normalnimi vpadnimi ogledali po Schwarzschildovi shemi; I - vir; Z 1 in Z 2 - ogledala z večplastno prevleko; O - predmet; P - sprejemnik sevanja.

Ta vrsta vrstičnega mikroskopa ustvari zmanjšano sliko vira s pomočjo sferičnih zrcal. oblike, ki se nahajajo skoraj koncentrično. Za dane parametre: numerična apertura A, koeficient zmanjšanje M in razdalja od vira do prvega ogledala S- obstajajo takšne optimizacije. vrednosti polmerov ukrivljenosti ogledal r 1 in r 2 in razdalje med njimi, s sferičnimi aberacija, koma in astigmatizem so praktično odsotni. Difrakcija optična ločljivost os se določi kot za optično. mikroskop, razmerje, s tipično vrednostjo A = 0,3-0,4 v območju = 10-20 pm je 30-50 nm. Za dosego takšne ločljivosti je potrebna natančna izdelava zrcal in njihova medsebojna poravnava z natančnostjo reda

V difrakcijskem rentgenskem mikroskopu. element je Fresnelova conska plošča, robovi za monokromatsko. sevanje je leča z goriščno razdaljo , kjer r 1- polmer prve Fresnelove cone, - valovna dolžina, m - vrstni red spektra. Difrakcija ločljivost plošče Fresnel cone je določena s širino zunanjega območja: = 1,22, kjer je p- številka skrajnega območja. Razmerje zaslonke je določeno s premerom Uklonska učinkovitost za amplitudno modulirane fresnelove conske plošče je pribl. 10 % v prvem, 2 % v drugem in 1 % v tretjem redu spektra. Difrakcija R.M. običajno dela na tem območju

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

Diagram uklonske slike. R. m. je prikazan na sl. 4. Kot vir maks. se pogosto uporabljajo sinhrotroni, kopičijo. obročev ali ondulatorjev, katerih sevanje je predhodno monokromatizirano na spektralno širino in s kondenzatorjem usmerjeno na vzorec O, nameščen v ravnini diafragme D. Mikrozonska plošča (MZP) daje povečano sliko objekta v ravnina detektorja. Doza sevanja vzorca se pri skeniranju difrakcije znatno zmanjša. R. m., pri katerem se uporablja samo ena plošča fokusne cone. Difrakcija Največ je (do leta 1991) zagotovil R. m. Najvišja ločljivost vseh radijskih valov (~50 nm), ki jo določajo izjemne zmogljivosti tehnologije izdelave conskih plošč.

riž. 4. Shema difrakcijskega rentgenskega mikroskopa s Fresnelovimi conskimi ploščami; I - vir sevanja; D 1 in D 2 - diafragme; M - monokromator z uklonsko rešetko; K - Fresnelova conska plošča - kondenzator; MZP - mikrozonska plošča; O - predmet; P - sprejemnik sevanja.

Uporaba rentgenskih mikroskopov. R. m maks. obetaven za probleme v biologiji in medicini (sl. 5, 6). Omogočajo vam preučevanje biol. predmeti - enocelični organizmi, tkivni izrezi, dep. celice, njihova jedra (brez dodatnega barvanja). Uporaba "mehkega" rentgena. sevanje v bližini absorpcijskih pasov svetlobnih elementov omogoča preučevanje porazdelitve teh elementov v strukturi objekta. Biopolimere, sestavljene iz makromolekul (proteini, nukleinske kisline itd.), učinkovito proučujemo z visokoločljivo kontaktno rentgensko metodo. mikroskopija. Uporaba impulznih virov omogoča preučevanje dinamike procesov v nestacionarnih objektih (na primer živih celicah). Za pridobitev tridimenzionalnih slik tkiv v medicini se razvijajo računalniške metode. Rentgenska tomografija mikroobjekti.

R. m. se uspešno uporablja v znanosti o materialih pri preučevanju strukturnih značilnosti polikristalnih, polimernih in kompozitnih materialov (slika 7).

riž. 5. Kontaktna mikrografska slika živega človeškega trombocita, pridobljena z uporabo impulznega rentgenskega vira (razpadna plazma v plinu). Na sliki so vidne značilnosti, manjše od 10 nm.

riž. 6. Slika diatomej, pridobljena z rentgenskim difrakcijskim mikroskopom. Valovna dolžina emisije je 4,5 nm. Lestvica ustreza 1 µm.

riž. 7. Kontaktna mikrografska slika vzorca kompozitnega materiala (steklena vlakna). Svetla področja so steklena vlakna (premer cca. 10 mikronov), temna področja so polimerna. Slika označuje gostoto, enakomernost, smer in porazdelitev vlaken. Debelina vzorca 400 µm, energija rentgenskega fotona< 30 кэВ .

Za razvoj rentgenskih metod. mikroskopiji je pomembno ustvarjanje virov rentgenskih žarkov visoke intenzivnosti. sevanje. Eden od obetavnih virov je visokotemperaturna laserska plazma. S pomočjo slikovne zrcalne plazme preučujemo strukturo in dinamiko procesov, ki potekajo v takšni plazmi.

Lit.: Rentgenska optika in mikroskopija, ur. G. Shmal in D. Rudolf, prev. iz angleščine, M., 1987. V. A. Slemzin.