Институт рентгеновской Оптики (ИРО)был основан в 1991 году как международная организация со штаб-квартирой в Лозанне, Швейцария. В то время работа, выполнявшаяся по поликапиллярной оптике членом SPIE лабораторией Мурадина Кумахова в Институте Атомной Энергии им. Курчатова (ИАЭ), стала базисом нового института. В дополнение к ведущим учёным из Курчатовского института к ИРО присоединились выпускники Московского Государственного Университета.
После своего основания институт стал мировым лидером в капиллярной рентгеновской оптике, с первых дней от создания рентгеновских капиллярных линз, состоящих из отдельных капилляров, до современных исследований портативных рентгеновских приборов для промышленности и медицины.
Идея управления лучом нейтральных частиц, рентгеновских лучей и нейтронов, была первоначально высказана Кумаховым в восьмидесятых годах прошлого столетия. Идея была запатентована им в 1984 году и основана она на использовании многократных отражений и специальной геометрии отражающих поверхностей внутри полых стеклянных капилляров.
Первые капиллярные рентгеновские линзы были созданы в его лаборатории в ИАЭ в 1985, а первые нейтронные линзы - в 1987. Начиная с 1991 акцент в исследованиях ИРО был сделан на поликапиллярную оптику.
Действительно, в ИРО было разработано несколько поколений рентгеновских линз. Первые линзы были собраны вручную из нескольких тысяч отдельных капилляров с диаметром канала около 1 мм. Сравните это с более поздними поколениями линз, сделаными из почти миллиона каналов с диаметром менее чем 1 мкм.
Диапазон энергии, который может управляться с помощью поликапиллярной оптики Кумахова простирается от сотен эВ до 60 кэВ. Оптика имеет очень большой угол захвата (аналог угла зрения) - от 6° до 10°,- и эффективно передает излучение от источника, одновременно преобразовывая его в квазипараллельный или фокусированный луч. Длина линзы, в зависимости от задачи, составляет от нескольких мм до 12 см.
ИРО был также первым, кто создал поликапиллярную структуру с нанометровым
размером каналов, и первым, кто создал нейтронные поликапиллярные линзы,
эффективно фокусирующие пучки нейтронов.
| |
| Эта ранняя рентгеновская капиллярная линза имеет длину более 0,9 м и состоит из нескольких тысяч полых стеклянных капилляров. |
ИРО не только разработал и изготовил высококачественную оптику, но также создал новое поколение микрофокусных рентгеновских источников легко сочетающихся с рентгеновской оптикой, включая различные рентгеновские трубки различного назначения и генераторы.
Вдобавок, в разработанных ИРО дифрактометрах используются изготавливаемые там же линейные позиционно-чувствительные приемники, пространственное разрешение которых лучше 50 мкм. ИРО - единственная в России организация, изготавливающая полный набор рентгеновских приборов.
На основе поликапиллярной оптики Кумахова ИРО, в кооперации с Unisantis S.A. (Швейцария) создала новое поколение аналитического рентгеновского оборудования, состоящего более чем из 15 различных приборов.
Рентгеновские спектрометры были сделаны для локального флуоресцентного микроанализа химического состава объектов (µXRF). В этих приборах фокальное пятно поликапиллярной линзы составляет от 10 мкм и больше. Впервые портативный рентгеновский сканирующий микроскоп с фокальным пятном около 1 мкм будет доступен для коммерческой продажи в 2006.
Также были созданы рентгеновские дифрактометры для фазового анализа и анализа напряжений. Сейчас один прибор соединяет химический анализ (µXRF), фазовый анализ и анализ напряжений. Разработанные ИРО анализаторы напряжений используются для мониторинга и повседневного контроля в атомных энергетических установках, в авиации и на железных дорогах. Все эти приборы имеют малое потребление энергии (от 5 до 50 Вт), малые размеры и небольшой вес (10 кг и меньше). Приборы могут работать в полевых условиях, в условиях обычной лаборатории и в автомобиле - предлагая потенциально средства обнаружения реального времени для национальной безопасности.
Впервые в рентгеновском машиностроении был создан настольный аппарат, отличающийся рекордными параметрами уровня регистрации. Этот прибор может анализировать растворы, воду и т.п. при концентрации 10-9.
В ИРО была создана также рентгеновская мини-лаборатория. Она сочетает возможности пяти различных методов: рефлектометрии, рефрактометрии, дифрактометрии, малоуглового рассеяния и µXRF. Также был создан настольный микроскоп для рентгеновского исследования биологических эффектов.
В продолжение серии своих "малых" достижений в ИРО был разработан уникальный прибор, названный "лабораторным синхротроном". Этот портативный аппарат, весящий всего около 10 кг, обеспечивает беспрецедентные потоки монохроматических рентгеновских лучей на уровне от 1010 до 1011 фотон/с.мм2 при расходимости около 2 мрад. Этот прибор дает существенный прогресс по сравнению с существующими источниками, имеющими неподвижный или вращающийся анод. Если лабораторный синхротрон оснастить собирающей оптикой, то плотность потока может быть повышена ещё на два порядка.
Этот аппарат имеет широкий диапазон применений, включающий дифрактометрию протеинов, кристаллографию материалов при высоких давлениях, исследования микродифракции и малоуглового рассеяния. Наиболее важные применения прибор может найти в фармакологии.
Все эти достижения означают, что поликапиллярная оптика Кумахова стала реальным инструментом не только в лабораториях, но и в промышленности и в медицине.
Более полную информацию о поликапиллярных исследованиях в ИРО можно получить на сайте www.unisantis.com.
ИРО, однако, не только выполняет исследования. Институт также организует международные конференции по капиллярной рентгеновской и нейтронной оптике, которые проводятся в России каждые три года под эгидой SPIE и его Российского отделения SPIE/RUS.
Добавим, что ИРО получил в 2002 году Премию SPIE за технологические достижения за: "...выдающиеся научные и технологические достижения в разработке, изготовлении, применении и внедрении в практику рентгеновской и нейтронной оптики Кумахова".
Успехи ИРО были также признаны на Международной выставке военного и полицейского оснащения в 2004 году, где был удостоен награды его µXRF-анализатор - очень удобный прибор для криминалистических исследований.
 |
| Представители SPIE в гостях у исследователей Института Рентгеновской Оптики, включая (впереди слева направо): Президент SPIE Малгорцата Куявинска (Malgorzata Kujawinska), Исполнительный Директор SPIE/RUS Эдмунд Акопов, Мурадин Кумахов, Экс-президент SPIE Ричард Хувер (Richard Hoover) и Исполнительный директор SPIE Евгений Артурс (Eugene Arthurs). |