Физики Томского политехнического университета создали первый отечественный томограф, позволяющий визуализировать внутреннюю структуру объектов с использованием не только корпускулярных, но и волновых свойств рентгеновского излучения. Благодаря этому томограф может сканировать и находить микродефекты в сложных объектах с низкоконтрастными включениями и восстанавливать распределение химических элементов по объему. Это могут быть и сложные композитные материалы для авиакосмической отрасли, биологические или геологические объекты. Разработка проводилась при поддержке Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» при участии компании «ЭлеСи». 

«Мы разработали исследовательский томограф со свободной конфигурацией. Томограф объединяет традиционный способ трансмиссионной или абсорбционной рентгеновской томографии, сканирование в темном поле, позволяющее  визуализировать контуры оптических неоднородностей, фазовоконтрастный способ и спектральную (цветную) томографию. Последний способ позволяет, например, определить распределение химических элементов в объекте исследования по их способности поглощать рентгеновское излучение. Концепция томографа-конструктора позволяет быстро сконфигурировать любой томографический эксперимент под самые разные задачи, интересные для промышленности, научных или биомедицинских исследований», — говорит руководитель проекта, заместитель директора по развитию Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Алексей Гоголев.

Разработанный томограф умеет не только считать кванты рентгеновского излучения, прошедшего через объект, но и учитывать изменение фазы, амплитуды и длины волны рентгеновского излучения, а также возникающие при прохождении объекта интерференционные эффекты.
Традиционная рентгеновская томография определяет элементы в материале по плотности. Но среди современных материалов самого разного применения очень много композитных материалов, состоящих из компонентов с близкой плотностью. Это касается и биологических объектов — например хрящ, окруженный мягкими тканями, слабо отличается от них по плотности. Поэтому увидеть дефект в таких объектах с помощью традиционной рентгеновской томографии бывает сложно, особенно если он имеет малые линейные размеры.

Рентгеновское излучение обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами, что позволяет использовать не только методы на основе его прохождения, но и более точные интерференционные методы, которые активно используются, например, при работе с видимым светом. Совместный учет амплитуды, фазы и длины волны рентгеновского излучения позволяет получить информацию о низкоконтрастных материалах и их структуре.

«Техническая возможность создать компактные устройства, работающие с волновой информацией в рентгеновском диапазоне, приемлемого размера для диагностики больших объектов появилась только в 2000-х годах.

Сейчас томографы, работающие на этих принципах, создаются несколькими научными коллективами в США, Европе, Японии. В России подобных томографов до нашего не было. Он позволяет нам отслеживать сразу четыре параметра вместо одного. К традиционному количеству квантов добавились длина, амплитуда волны и ее фаза. Именно эти параметры и позволяют нам сканировать низкоконтрастные объекты и получать больше информации»,
— поясняет Алексей Гоголев.

По его словам, одной из самых трудоемких задач для разработчиков было создание программного обеспечения для обработки информации и согласования работы всех новых элементов конструкции, добавленных к традиционным элементам томографа. Конечно, волновая природа излучения используется уже давно на синхротронных источниках света больших ускорительных комплексов заряженных частиц. Но это оборудование не доступно для широкого массового применения в отличие от рентгеновской трубки.

«Наш томограф позволяет проводить исследования в условиях небольшой лаборатории, — говорит ученый. — Сейчас мы продолжаем развивать инструментальную и программную базу разработанного томографа и формируем коллекцию результатов сканирования с целью поиска технических решений по улучшению повторяемости и точности результатов исследований. В ближайшем будущем наши наработки по этому проекту будут использованы в других российских крупных научных проектах, в том числе на установках класса мегасайнс».
 
Фото пресс-службы ТПУ 

Источники

Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
News2world.net, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
365 дней (365news.biz), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Profi-news.ru, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
РИА Новости, 25/09/2019
Томограф для самолетов создали в России
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 25/09/2019
Томограф для самолетов создали в России
Вечерняя Москва (vm.ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
3news.ru, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Wath News (istoriya.online), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Новости России (news-life.ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Новости@Rambler.ru, 25/09/2019
В России создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
News2world.net, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Kyivweekly.com, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
АвиаПОРТ (aviaport.ru), 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
Взгляд.Ру, 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
Новости России (news-life.ru), 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
Seldon.News (news.myseldon.com), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Kyivweekly.com, 25/09/2019
В России создали томограф для самолетов
Москва 24 (m24.ru), 25/09/2019
Российские физики создали томограф для поиска микротрещин в самолетах
Поиск (poisknews.ru), 25/09/2019
В России создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 25/09/2019
Российский мультиконтрастный томограф найдет даже сложные микротрещины на обшивке самолета
Hightech.fm, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Новости России и Мира (novostidny.ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Mukola.net, 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
123ru.net, 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
SMIonline (so-l.ru), 25/09/2019
Томограф для поиска микротрещин в самолете создали в России
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 25/09/2019
В России изобрели томограф, который обнаруживает микротрещины в самолетах
Агентство бизнес новостей (abnews.ru), 25/09/2019
В России изобрели томограф, который обнаруживает микротрещины в самолетах
Gorodskoyportal.ru/peterburg, 25/09/2019
В России изобрели томограф, который обнаруживает микротрещины в самолетах
Seldon.News (news.myseldon.com), 25/09/2019
Томограф для самолетов создали в России
Новости России (news-life.ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Mukola.net, 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Ритм (ritm-magazine.ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Azerbaycan 24 (azerbaycan24.com/ru), 25/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Vzglyad.az, 25/09/2019
Найти микротрещину
Стимул (stimul.online), 26/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Bisnes-sodeistvie.ru, 25/09/2019
Томограф для авиации
Академгородок (academcity.org), 26/09/2019
Томограф для авиации
Seldon.News (news.myseldon.com), 26/09/2019
Ученые создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Союз авиапроизводителей России (aviationunion.ru), 26/09/2019
Политехники создали новый томограф для промышленности и медицины
РИА Томск (riatomsk.ru), 26/09/2019
Политехники создали новый томограф для промышленности и медицины
Seldon.News (news.myseldon.com), 26/09/2019
Политехники создали новый томограф для промышленности и медицины
Новости России (news-life.ru), 26/09/2019
В ТПУ создали мультиконтрастный томографический комплекс для промышленности и медицины
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 26/09/2019
Томские ученые создали усовершенствованный томограф для промышленности и медицины
Томский обзор (obzor.city), 26/09/2019
Томские ученые создали усовершенствованный томограф для промышленности и медицины
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 26/09/2019
Томские ученые создали томограф для самолетов
ИА Север-Пресс, 26/09/2019
Томские ученые впервые в России создали инновационный томограф
Глобал70.ру (global-tomsk.ru), 26/09/2019
В России создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
World media press (worldmedia.press), 27/09/2019
Физики Томска заявили о создании нового томографа для промышленности и медицины
В Томске (vtomske.ru), 27/09/2019
Томские физики создали томограф, позволяющий сканировать и находить микродефекты в сложных объектах
Seldon.News (news.myseldon.com), 27/09/2019
Томские физики создали томограф, позволяющий сканировать и находить микродефекты в сложных объектах
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 27/09/2019
Томские ученые создали томографический комплекс для промышленности и медицины
Новости всемирной сети (news-w.com), 27/09/2019
Томские ученые создали томографический комплекс для промышленности и медицины
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 27/09/2019
Томские физики создали томограф, который позволит сканировать и находить микродефекты в сложных объектах
Радио Сибирь (radiosibir.ru), 27/09/2019
В России создали томограф, способный найти микротрещины в самолетах
Оружие России (arms-expo.ru), 29/09/2019
Полезная техника для самолетов
Вечерняя Москва, 30/09/2019
В ТПУ создали первый в России мультиконтрастный томограф для промышленности и медицины: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (yandex.ru/news), 03/10/2019
В ТПУ создали первый в России мультиконтрастный томограф для промышленности и медицины
Научная Россия (scientificrussia.ru), 03/10/2019
В ТПУ создали первый в России мультиконтрастный томограф для промышленности и медицины
Nanonewsnet.ru, 05/10/2019
В ТПУ создали первый в России мультиконтрастный томограф для промышленности и медицины
SMIonline (so-l.ru), 05/10/2019

Похожие новости

  • 05/02/2019

    Томские ученые разработали новейшие технологии изготовления твердооксидного топлива

    ​Старший научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Степан Линник и его команда разработали ионно-плазменные методы формирования тонкопленочных твердооксидных топливных элементов.
    419
  • 28/03/2019

    Китайские и российские ученые изобрели уникальный маскировочный материал

    Уникальный маскировочный материал на основе оксида железа получили из обычных водопроводных труб ученые Томского политехнического университета. Разработчики уверены, что в будущем это покрытие очень пригодится военным — с его помощью можно сделать невидимой для радаров любую технику.
    296
  • 09/09/2016

    Разработки томичей заинтересовали Airbus Safran Launchers

    ​Представители компании Airbus Safran Launchers - лидера европейской космической промышленности заинтересовались технологиями и наработками сибирских ученых, сообщает пресс-служба Томского государственного университета.
    1814
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    893
  • 29/06/2018

    Как ученые ТПУ помогают искать жизнь во Вселенной

    ​Исследование межзвездной среды, поиск экзопланет, изучение Солнечной системы - все это происходит в основном в лабораториях, где обрабатываются данные с межпланетных космических станций или мощных телескопов.
    582
  • 17/03/2017

    Ученые ТГУ предложили свой способ снижения веса самолетов

    Ученые Томского государственного университета разработали специализированное покрытие, благодаря которому на 30 и более процентов можно уменьшить вес летательных аппаратов. Созданная в ТГУ технология не имеет в России аналогов и позволит снизить расходы на запуск и эксплуатацию аэрокосмической техники.
    1437
  • 10/12/2016

    По мнению экспертов, большие данные уже перешагнули границу научного мира

    ​В Томском политехническом университете работает первая международная школа по Big Data (большим данным). Ее участниками стали ведущие исследователи из России, Великобритании, США и Италии. Профессор Университета Генуи (Италия) Дарио Барберис и директор физического факультета университета Ланкастера (Великобритания), профессор Роджер Джонс поделились со Службой новостей мнением о роли больших данных в жизни современного человека.
    1412
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    925
  • 26/08/2016

    Российские и немецкие ученые разрабатывают молекулярные переключатели для электроники

    ​Физики из Томского госуниверситета (ТГУ). а также их коллеги из Германии, работают над изучением новых свойств органики, наблюдаемых при взаимодействии органических молекул с металлом. Перспективное исследование, как отмечают его авторы, найдет применение в молекулярной электронике будущего.
    1669
  • 11/10/2019

    Электрохимия на службе у фотоники: как углеродные нанотрубоки управляют лазерными импульсами

     Международная команда ученых, которую возглавила группа из Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий, показала возможность управления нелинейно-оптическим откликом углеродных нанотрубок с помощью электрохимического легирования.
    103