Характеристики лада х рей: Технические характеристики Lada XRAY » Лада.Онлайн

Содержание

Лада XRay технические характеристики - двигатель, коробка передач, габариты, клиренс, кузов, подвеска (фото, видео)

Возможно, качество продукции концерна «АвтоВАЗ» с последними внесенными изменениями в новые модели, вскоре перестанет быть поводом для анекдотов – и это не может не радовать. Технические характеристики  новой Лады XRay уже успели поразить многих.

Описание возможностей разработки

Как видно на предложенных фото, которые были сделаны еще во время предварительного показа концептов Икс Рей и Весты еще в 2014 году, данный автомобиль имеет внушительные габаритные размеры. Длина кузова составляет 4165 мм, его ширина – 1764 мм и высота – 1570 мм. Данные габариты, как и колесная база длиной 2592 мм, останутся, по заявлениям конструкторов, едиными для всех автомобилей Лада Х Рей. Характеристики, относящиеся к другим показателям и параметрам, могут существенно отличаться.

Касательно модификаций и изменений данной модели, конструкторы и генеральный директор автомобильного концерна «АвтоВАЗ» заявили о том, что Икс Рей будет выпускаться в трех разнообразных версиях привода.

Кузов, по заверению руководства концерна, останется неизменным (относительно того вида, в котором сейчас серийно производится Лада XRay) – однако не исключается возможность легкого рестайлинга в случае таковой необходимости.

В настоящее время готов к выходу в продажу только переднеприводный вариант этого нового автомобиля. Выход в свет версии Лады Икс Рей Cross в полном приводе в виде полноправного внедорожника должен состояться во второй половине 2016 года – и примерно в это же время будет выпущен автомобиль с переключаемым полным приводом 4х2, сочетающий все преимущества двух описанных модификаций.

Хэтчбек Лада Икс Рей

Конструкторы «АвтоВАЗ» еще до начала разработки серийной модели заявили, что данный автомобиль не будет претендовать на звание городского кроссовера, даже несмотря на огромное внешнее сходство. Во всех источниках, благодаря этому, данный автомобиль упоминается исключительно как хэтчбек (либо SUV).

Многие отечественные автолюбители с нетерпением ждали новый автомобиль Лада XRay хэтчбек – характеристики и практически полное устранение всех ошибок предыдущих провальных моделей сыграли свою роль. Машина отлично подойдет как для городской езды, так и для использования для путешествия по разбитым гравийным дорогам, благодаря высокому (195 мм в снаряженном состоянии) клиренсу и мощной подвеске. Подвеска, по мнению экспертов, получилась очень динамичной и приятной: передняя выполнена независимой, по системе Мак-Ферсон, а задняя представля

Технические характеристики Лада Х рей - официальный дилер автомобилей в Москве

  1.6 MT (106 л.с.) 1.6 MT (110 л.с.) 1.8 MT (122 л.с.) 1.8 AMT (122 л.с.)
Кузов
Колея задних колёс, мм 1532 1532 1532 1532
Колея передних колёс, мм 1492 1492 1492 1492
Количество мест для сидения 5 5 5 5
Минимальный объём багажника, л 361 361 361 361
Максимальный объём багажника, л 1207 1207 1207 1207
Снаряженная масса, кг 1190 1190 1190 1190
Колёсная база, мм 2592 2592 2592 2592
Усилитель руля Электроусилитель Электроусилитель Электроусилитель Электроусилитель
Длина, мм 4165 4165 4165 4165
Ширина, мм 1764 1764 1764 1764
Высота, мм 1570 1570 1570 1570
Дорожный просвет, мм 195 195 195 195
Количество дверей 5 5 5 5
Объем бензобака, л 50 50 50 50
Допустимая полная масса, кг 1650 1650 1650 1650
Двигатель
Тип двигателя Бензиновый Бензиновый Бензиновый Бензиновый
Объем двигателя в литрах, л 1. 6 1.6 1.8 1.8
Рабочий объем, см3 1596 1596
1800
1800
Конфигурация Рядный Рядный Рядный Рядный
Количество цилиндров 4 4 4 4
Количество клапанов на цилиндр 4 4 4 4
Тип впуска Распределенный впрыск Распределенный впрыск Распределенный впрыск Распределенный впрыск
Максимальная мощность, л. с. 106 110 122 122
Обороты максимальной мощности, мин., об./мин. 5800 5500 6000 6000
Максимальный крутящий момент 148 150 173 173
Обороты макс. крут. момента, мин., об./мин. 4200 4000 3500 3500
Рекомендуемое топливо АИ-95 АИ-95 АИ-95 АИ-95
Трансмиссия
Коробка передач Механика Механика Механика Робот
Количество передач 5 5 5 5
Привод Передний Передний Передний Передний
Ходовая часть
Передняя подвеска Независимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивости Независимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивости Независимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивости Независимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивости
Задняя подвеска Полузависимая Полузависимая Полузависимая Полузависимая
Диаметр переднего обода, дюймы
16
16 16 16
Ширина профиля передней шины, мм 205 205 205 205
Высота профиля передней шины, мм 55 55 55 55
Диаметр передней шины, дюймы 16 16 16 16
Диаметр заднего обода, дюймы 16 16 16 16
Ширина профиля задней шины, мм 205 205 205 205
Высота профиля задней шины, мм 55 55 55 55
Диаметр задней шины, дюймы 16 16 16 16
Тормозная система
Передние тормоза Дисковые вентилируемые Дисковые вентилируемые Дисковые вентилируемые Дисковые вентилируемые
Задние тормоза Барабанные Барабанные Барабанные Барабанные
Динамические характеристики и расход топлива
Максимальная скорость, км/ч 176 181 186 186
Время разгона до 100 км/ч, с 11. 4 11.1 10.3 10.9
Расход топлива в городе, л/100 км 9.3 8.9 9.3 8.6
Расход топлива на шоссе, л/100 км 5.9 5.6 5.8 5.8
Расход топлива в смешанном цикле, л/100 км 7.2 6.8 7.1 6.8
Объем бензобака, л 50 50 50 50

Плюсы и минусы Лада Х Рей: характеристики, обзор, отзывы владельцев

Лада XRAY — модель, выпущенная Авто ВАЗом в 2015 году. Считается второй по счету революционной новинкой отечественного автопрома. Детали для автомобиля были переняты у таких иномарок, как Ниссан и Рено. Производителем Лада позиционируется как компактный кроссовер. Для желающих приобрести Лада Х Рей, характеристики, описание, отзывы становятся важным фактором в принятии решения. 

Плюсы 

Лада Х рей переняла все плюсы от предыдущей модели Сандеро. Но производители на этом не остановились и улучшили свой продукт. Как результат, продажи Х рей превысили продажи от ее прародителя. 

Основные плюсы: 

Расстояние от земли до кузова машины составляет 19,5 см. Машина легко преодолевает городские бордюры стандартной высоты 15,0 см. За городом на не асфальтированных дорогах большой просвет также обеспечивает хорошую проходимость. 

Производитель сохранил конструкцию предыдущей модели, усовершенствовав ее. Спереди стоит Макферсон, сзади — упругая балка. В сравнении с Сандеро, балка увеличена на 37 мм. Конструкция подвески простая и не доставляет проблем владельцу. Во время движения крен подвески минимален, позволяет выезжать из колеи. 

  • Экономичный расход топлива. 

Расход топлива Лады Х рей колеблется от 6 до 9 литров. Машина достаточно экономичная, при этом легко разгоняется на светофоре и при обгоне. 

  • Вместительность. 

В багажнике Лады организован фальшпол для инструментов, не нужных ежедневно. Благодаря этому, машина достаточно вместительная при небольшом размере. 

  • Электроника. 

В стандартную комплектацию входят электропривод, сигнализация, обогрев стекол и зеркал, датчики дождя. В дополнительной комплектации присутствует задний партроник, камера заднего вида, климат-контроль. 

  • Шумоизолязия. 

При быстрой езде и плохих погодных условиях на улице в салоне сохранятся тишина. 

Все части кузова выполнены из оцинкованных материалов. Автомобиль прочный, не поддается ржавчине. Выдерживает удары гравия, образующиеся сколы не значительны. 

То как выглядит Лада Икс Рей привлекает внимание автолюбителей. Дизайн сдержанный и в то же время, элегантный. 

 LADA XRAY обгоняет своих конкурентов по оснащенности салона. Даже в базовой комплектации в машине установлена надежная система безопасности: система стабилизации, 2 подушки безопасности и система Эра-Гронасс, которая при аварии определяет степень аварии и расположение пострадавших в транспорте. После система посылает сигнал бедствия оператору МЧС через ближайшего сотового оператора.  

В дополнительную комплектацию входит система показа пробок, климат-контроль, подсветка входа и выхода, литые диски диаметром 17 дюймов, обивка сидений из эко кожи. 

Недостатки 

Кроме плюсов, LADA Х RAY имеет ряд существенных минусов и мелких недостатков. 

Минусы: 

  • Передний привод. 

Лада позиционируется производителем как кроссовер, но не является им по сути. На машину нельзя поставить полный привод, что затрудняет проезд по плохой дороге. Хрей негласно ставят в один ряд с хетчбеком. 

  • Теснота салона. 

В машине мало места для пассажиров сзади. У крупных людей ноги упираются в переднее сидение. 

  • Противобуксировочная система.  

Работа системы на хорошем уровне, но ее нельзя отключить. На зыбкой дороге (песок, снег) она не позволяет набрать скорость. Заехать на возвышенность или проехать по грязи машина не сможет. На более новых моделях производитель устранил этот недостаток. 

Для дополнительного места в багажнике не предусмотрено отдельной дверцы. Чтобы открыть его, нужно поднимать весь фальшпол, при наличии большого числа вещей в багажнике, его придется полностью разбирать. Еще один недостаток это близко поставленные педали. Для водителя — мужчины в крупной обуви есть опасность перепутывания педалей газа и тормоза. 

Обзор 

К 2017 году 9 место по продажам авто на российском рынке принадлежало лада икс рей. Обзор автовладельцев охватывает внешнюю часть машины и внутреннее содержание. 

Экстерьер 

Внешне Лада выполнена в современном стильном дизайне. Цветовая гамма представлена серым, белым и черным цветами. Под капотом выполнен выступ, но не аккуратные водители рискуют зацепиться им за преграду. Декоративные пороги на машине отсутствуют. 

Капот имеет удобный большого размера рычаг для открывания и подпорку. Газовых упоров в комплектации не предусмотрено. Крышка капота оборудована утеплителем. 

Лада ремонтно пригодна, все части под капотом расположены плотно, но подход к ним не перекрыт. Нет декоративных элементов, мешающих охлаждению двигателя. Из неудобств, резервуар для омывающей жидкости расположен очень далеко от края. При необходимости долить, придется прижиматься к машине и испачкать одежду. 

Выточка деталей на стыках выполнена грубо. Но металл толстый, краска лежит везде без пропусков достаточным слоем. Заводской герметик нанесен качественно на все необходимые места. Швы скреплены крупными надежными болтами. Производитель не рекомендует мытье из керхера. 

Багажник открывается вручную рычагом или кнопкой на ключе. Толстые боковые панели забирают место, поэтому ширина небольшая. Внутри расположена розетка на 12 В. По бокам расположены органайзеры, домкрат и катушка заднего ремня безопасности. Под фальшполом дополнительное место и запаска. Перед багажником имеется металлический порожек. Он выполнен в темном цвете, в случае возникновения царапин, они будут хорошо заметны. 

Интерьер 

Мультимедийная система удобна в использовании, интерфейс быстро понимается водителями. Система обладает быстрым действием и легкой навигацией. Акустическая система имеет регулировку громкости, расположенную на руле. Камера заднего вида показывает четкую картинку хорошего качества. 

Руль регулируется только по высоте, вытянуть его на себя нельзя. Для водителя маленького роста держать руль на таком расстоянии может быть неудобно. В работе руль упругий. 

Еще одно неудобство для водителя — отсутствие подлокотника. Козырьки маленького размера, при наклоне головы или при маленьком росте, их не хватит для защиты от солнца. Также козырьки не оборудованы зеркалами. 

Пластик внутри салона крепкий. Во время движения не издает шума, но при прикосновении поскрипывает. Сидения удобные, мягкие, имеют боковую поддержку. 

Технические характеристики 

Длинной машина 4165 мм, расстояние между передним и задним колесом 2592 мм. Величина капота и багажника 834 мм и 739 мм соответственно. Высота автомобиля 1570 мм. Ширина передней части колеблется от 1484 мм до 1492 мм. Ширина багажника 1764 мм, расстояние между задними колесами 1524 — 1532 мм. 

У  lada xray технические характеристики частично зависят от типа двигателя и коробки передач. Мотор представлен двумя вариантами: объем 1,6 л с мощностью 106 л.с., 1,8 л — 122 л.с. На оба мотора устанавливается механическая коробка передач, на 1,8 л может устанавливаться автоматическая. 

Характеристики кузова. Колеса 4х2, передний привод. Двигатель находится впереди в поперечном расположении. Объем багажника составляет 361/1207. Кроссовер, 5 дверей. В салоне 5 посадочных мест.  Дорожный просвет равен 195 мм. 

Характеристики двигателя. Бензинового типа. Цилиндры в количестве 4 шт, тип расположения — рядное. Подача топлива осуществляется путем впрыскивания с электронным управлением. Максимально достигаемая мощность равна 90(122)/5900 кВт (л.с.)/об. мин. И 78 (106)/5800 кВт (л.с.)/об. мин. Для работы двигателя рекомендуется выбирать бензин 92, 95. Рабочий объем составляет 1774 см3 для двигателя 1,8 л и 1596 см3 для объема 1,6 л. 

Управление рулем осуществляется по механизму зубчато — реечной передачи. 

Масса. Масса автомобиля без пассажиров составляет 1206 — 1255 кг, нагружать машину можно до 1650 кг. Прицеп, не имеющий тормозной системы, по массе не должен превышать 600-650 кг, прицеп с тормозом может весить до 800 кг. В топливный бак помещается 50 л бензина. 

Характеристики подвески. В передней части находится независимая пружинная подвеска типа Макферсон. Установлены «качающиеся свечи» газонаправленные или гидравлические. Полунезависимая подвеска в задней части машина рычажная. На подвеску установлен стабилизатор. 

Лада икс рей характеристики комплектации с мотором 1,6 л. Автомобиль разгоняется до скорости 172 км/ч. Время разгона с места до 100 км/ч равно 11,7 с. Расход топлива при движении в городе — 9,2 л/100 км, на загородной дороге — 5,9 л/100 км, для смешанного цикла 7,0. Коробка передач механическая. Передаточное число 3,9. 

На двигатель объемом 1,8 л коробка устанавливается коробка механическая или автоматическая — «робот», скорость максимальная 185 км/ч и 186 км/ч соответственно. На разгон уходит 10,4 с для 5МТ и 12,3 с для 5АМТ. Расход бензина на механической коробке в черте города составляет 9,7 л/100 км, за пределами города — 6,1, для смешанной езды — 7,2. Для «робота» эти показатели равны 9,0; 6,0; 6,8 соответственно. Передаточное число на механической коробке 4,2. На автоматической — 3,9.   

Отзывы владельцев 

«Хороший городской автомобиль, простой в обслуживании, не капризный. В соотношении цена/качество намного обгоняет аналогичные машины. Последующее содержание тоже намного дешевле. 

Из минусов. Маленький багажник. Салон тоже тесноват, мне, как водителю, нормально, а пассажиры сзади жалуются. Фильтр салона меня очень неудобно. 

Машина у меня уже три года, пробег 53000, за это время поломок не было, прохожу только плановые ТО.» 

За 2 года проехал на Икс трее 70000, только ТО и никаких проблем. При разгоне шумит немного, больше никаких проблем не обнаружил. В целом доволен.

Расход масла маленький, во всяком случае, у меня, что очень радует. Пробег 45.000. Плюсов много по сравнению с другими машинами, которые у меня были. Многие пишут, что ссади тесно. Скажу, что у всех потребности разные. На нашу семью — я, жена и ребенок — нормально. 

Из недостатков. Короткая первая передача! 

Из ремонта за 45.000 пробега была только замена колодок и ВСЁ!!!больше на японца не сяду!!!

Технические характеристики Лада Х Рей / МирАвто Лада

Технические характеристики Лада Х Рей кроссовер в цифрах. На Лада Икс Рей устанавливаются новые современные моторы от АвтоВАЗа и концерна Reanult объемом 1. 6 и 1.8 литра мощностью 106, 110 и 122 л.с. Новый уровень безопасности для автомобиля: ЭРА ГЛОНАСС, ABS с Brake Assist, ESP, фронтальные подушки безопасности, дневные ходовые огни и Isofix. Краш тест Lada Xray пока не проводился.

Технические характеристики в цифрах

  • 100 000 Гарантия (км)

  • 15 000 Интервал ТО (км)

  • 195 Клиренс (см)

  • Краш тест

  • 361 Объем багажника (л.)

  • 50 Объем бака (л.)


С двигателем 106 л.с. механика

  • 1.6 л. 16-кл.

    Тип двигателя

  • 9.3 л. 5.9 л.  

    Расход на 100 км

  • 176 км/ч

    Максимальная скорость

  • 11. 4 с.

    Разгон до 100 км/ч

  • 5МТ   

    Тип коробки передач

  • 694 км

    Запас хода по трассе

С двигателем 110 л.с. механика

  • 1.6 л. 16-кл.

    Тип двигателя

  • 8.9 л. 5.6 л.  

    Расход на 100 км

  • 181 км/ч

    Максимальная скорость

  • 11.1 с.

    Разгон до 100 км/ч

  • 5МТ   

    Тип коробки передач

  • 735 км

    Запас хода по трассе

С двигателем 122 л. с. робот

  • 1.8 л. 16-кл.

    Тип двигателя

  • 8.6 л. 5.8 л.  

    Расход на 100 км

  • 186 км/ч

    Максимальная скорость

  • 10.9 с.

    Разгон до 100 км/ч

  • 5АМТ   

    Тип коробки передач

  • 735 км

    Запас хода по трассе

Двигатели Лада Х-рей - полное описание всех характеристик

Популярный не только в России автомобиль Lada XRAY вместе готов завоёвывать мировой авторынок. Они стали новым витком эволюционной спирали. Инженеры уделили много внимания техническим параметрам и оснащению Лады Икс Рей. Особенно серьёзно подошли к моторам, от этого агрегата зависят многие параметры любого автомобиля. Будут доступны три варианта силового агрегата двигатель лады икс рей.

Самый «поедающий масло» порадует вас экономичным расходом горючего, но обладает самыми скромными силовыми возможностями. Для тех, кто любит высокие скорости, предусмотрен более мощный вариант, но он будет потреблять больше топлива.


Вернуться к оглавлению

Моторы кроссовера Лада XRay

Если вас интересует закономерный вопрос: какая мощность у моторов для данного кроссовера, то в комплектации представлены три варианта: 122, 110 и 106 л. с. Учитывается комплектация автомобиля, которая была выбрана.

Lada XRay оснащается тремя возможными разновидностями:

  • ВАЗ 21179: самый мощный из этого трио. Имеет мощность 122 л.с.;
  • HR16DE: импортный ДВС. Устанавливается в базовом варианте Lada XRay. Обладает высоким уровнем надёжности и мощностью 110 л. с.;
  • ВАЗ-21129: самый слабый по параметру мощность. Всего 106 л.с. Устанавливается для кроссоверов этой модели в базовой комплектации.

Все три двигателя внутреннего сгорания относятся к бензиновому типу. Если вы предпочитаете автоматизированные МКПП, то такая модификация предусмотрена для ДВС ВАЗ 21179.


Вернуться к оглавлению

Достоинства моторов кроссовера Лада XRay

Моторы строго соответствуют всему перечню стандартов и требований по параметрам качества и экологичности, действующим в странах Европы. Все три модификации кроссовера строго им соответствуют.


Вернуться к оглавлению

Чтобы мотор прослужил долго

Минимальный износ мотора требует выполнения определённых условий. Важно точно знать, сколько масла в моторе. Только так вы сможете избежать неприятного процесса в виде рения друг о друга движущихся частей в моторе. Этот показатель напрямую зависит от наличия в нём нужного количества масла. Этот показатель зависит от типа используемого в кроссовере ДВС. Моторы 21179 и 21129 потребуют масла совместимой марки и вязкости в объёме 4,2 литра. Для ДВС HR16DE (h5M) этот показатель составит чуть больше – 4,3 литра.

Недопустимо как падение уровня масла ниже отметки «min», так и превышение показателя «max». Они нанесены на специальный щуп для измерения количества масла в двигателе. Всегда проверяйте уровень только тогда, когда автомобиль стоит на ровной поверхности и при выключенном ДВС. Процедуру производят не менее 2 раз в 14 дней. При малейших сомнениях в правильности замеров их нужно как можно скорее повторить.


Вернуться к оглавлению

Какие марки масла предпочесть?

Настоятельно не рекомендуем вам экономить на масле. Выбирайте оптимальный вариант: 0W-30, 0W-40, 5W-30, 5W-40, 10W-30,10W-40, 15W-40. Только в этом случае ДВС будет работать с минимальной вероятностью возникновения сбоев и поломок.


Вернуться к оглавлению

Где найти информацию по двигателю?

Чтобы узнать, какой двигатель стоит на лада икс рей, достаточно заглянуть в руководство по эксплуатации. Там всегда указана точная техническая информация. В том числе и та, что касается ДВС для конкретной комплектации.


Вернуться к оглавлению

Где расположен номер ДВС?

Если нужно узнать номер двигателя лада икс рей, достаточно посмотреть на блоке цилиндров. У ДВС ВАЗ он расположен на торце в непосредственной близости от коробки передач. У HR16DE – на блоке цилиндров. Найти его несложно.


Вернуться к оглавлению

Температура ДВС Лада икс рей

Важно, чтобы температура двигателя лада икс рей не превышала допустимых границ диапазона 90-106 градусов. Предельный показатель составляет 126 градусов по Цельсию.


Вернуться к оглавлению

HR16DE: возможные проблемы

Лада xray с ДВС h5Mk показала себя хорошим силовым агрегатом. Не обошлось и без целого ряда изъянов, даже если строго соблюдать график технического обслуживания и бережно относиться к авто:

  • если наблюдается регулярный простой в пробке или пробег небольшой, ухудшается состояние маслосъёмных колец;
  • зазор клапанов требует постоянной и точной регулировки;
  • происходит вытягивание цепи ГРМ.

Вернуться к оглавлению

ДВС h5Mk: свист в двигателе

Подтяните или замените ремень генератора, если пришёл в негодность.


Вернуться к оглавлению

ДВС: двигатель взял и заглох

Когда глохнет двигатель, чаще всего потребуется замена реле в составе генераторного блока. Достаточно заказать оригинальное реле для блока зажигания и заменить вышедшую из строя запасную часть. В противном случае велика опасность заглохнуть во время движения.


Вернуться к оглавлению

ДВС h5Mk: прогорело кольцо

Прогар кольца в составе приёмной трубы у h5Mk встречается часто. На средних оборотах двигатель начинает издавать звуки громче. Достаточно заменить прокладку для устранения проблемы.


Вернуться к оглавлению

ДВС h5Mk:вибрация в двигателе

Вибрация двигателя предвещает, что правая подушка практически пришла в негодность. Достаточно заменить на новую.


Вернуться к оглавлению

ДВС h5Mk:капризы в мороз

ДВС HR16DE глохнет и с трудом заводится уже при от -15 С. Замена свечей – временная мера. Поможет обустройство подогрева двигателя формата Webasto.


Вернуться к оглавлению

ДВС ВАЗ: капризы и нюансы

При обрыве ремня гнутся клапана. Обязательно меняйте до 90 000 км пробега. Если двигатель стал троить, то нужно промыть все форсунки, проверить свечи зажигания или катушку. Померьте компрессию. Так узнаете, не прогорел или клапан ДВС.

Если ДВС работает рвано, а обороты плавают, нужно прочистить дроссельную заслонку. Возможно, почти вышел из строя регулятор холостого хода или датчик положения дроссельной заслонки, или оба.

Если возникли сложности с термостатом или на улице совсем холодно, то можно укрепить на решётке радиатора обрезанную в размер картонку. ДВС не будет заводиться. Проблема может скрываться в регуляторе давления топлива, топливном фильтре, свечах зажигания, бензонасосе, катушке зажигания стартере.

Если стучит или шумит двигатель, то проблемы могут быть серьёзнее. Суть в не исправных гидрокомпенсаторах. Стучат коренные или шатунные подшипники, лучше сразу обратиться в сервис и устранить проблему в короткие сроки.

LADA Xray характеристики фотографии

ГАЗ-69А

Первый образец машины, который рабочие завода назвали «тружеником», с официальной маркировкой ГАЗ-69 сошел с конвейера в 1947 году. В 1948 году на заводе были собраны еще 3 машины. …
Читать полностью


ЛАДА-Xray характеристики фотографии.
Год 2015 г.

В декабре 2015 года АвтоВАЗ запустил серийное производство автомобиля Lada Xray. Кузов новой модели — хетчбек, построенный на платформе В0. Она заимствована у Рено Сандеро Степвей, но на этом общие элементы с авто от партнерского альянса заканчиваются. Лада Икс Рей обладает индивидуальным, ярким интерьером и экстерьером. Особого внимания заслуживают технические характеристики автомобиля.

фотография LADA XRAY

На новом хетчбеке установлены шасси, обеспечивающие сочетание отличной управляемости и высокого дорожного просвета. Передняя подвеска выполнена по типу Мак Ферсон и независима, а балка заднего моста имеет увеличенную колею. В Lada Xray ВАЗом применяются уникальные пружинные механизмы производства «Mubea», имеющие форму S, а также амортизаторы от «Tenecco».

фотография LADA XRAY

Варианты двигателей ЛАДА XRAY

Силовой агрегат HR4, позаимствованный ВАЗом у альянса «Рено-Ниссан». Двигатель имеет мощность 110 л.с. и объем 1,6 литра. Он применяется совместно с пятиступенчатой МКПП, также предоставленной партнерским концерном.
    Силовой агрегат с заводским индексом 21129, собственной разработки ВАЗа. Характеристика двигателя: мощность 106 л.с. и объем 1,6 литра. С ним устанавливается механическая коробка передач, предоставленная зарубежным партнером Лады.
    Силовой агрегат, получивший от производителя индекс 21179. Характеристика двигателя: мощность 122 л.с. и объем 1,8 литров. В комплекте с данным мотором используется робот (РКПП), разработанный АвтоВАЗом.

Комплектации LADA XRAY — «Оптима», «Топ» и «Престиж».

Салон ЛАДА XRAY

фотография салон LADA XRAY

фотография багажник LADA XRAY

Рентгеновские характеристики Рона Куртуса

SfC Home> Физика> Электромагнитные волны>

, Рон Куртус (30 января 2008 г.)

Рентгеновские лучи имеют характеристики формы волны, аналогичные другим электромагнитным волнам. А именно, у них есть скорость, длина волны, частота и амплитуда. Когда рентгеновские лучи сталкиваются с веществом, их характеристики определяются короткой длиной волны излучения. Многие материалы прозрачны для рентгеновских лучей, в то время как свинец и другие плотные материалы не пропускают излучение.

Рентгеновские лучи можно обнаружить с помощью фотопленки, аналогично видимому свету. Другой эффект, который рентгеновские лучи оказывают на вещество, заключается в том, что они могут ионизировать атомы, что может вызвать радиационное повреждение живых тканей.

( Примечание : Для получения информации о том, насколько безопасна радиация, см. Риск для здоровья при рентгеновском излучении )

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

  • Каковы характеристики формы волны рентгеновского излучения?
  • Как рентгеновские лучи взаимодействуют с веществом?
  • Как рентгеновские лучи влияют на материю?

Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц



Характеристики формы сигнала

Как и любая форма волны, рентгеновские лучи имеют скорость, длину волны, частоту и амплитуду.

Скорость

Поскольку рентгеновские лучи - это электромагнитное излучение, их скорость в вакууме такая же, как и у видимого света: 186 000 миль / сек или 300 000 км / сек. Его скорость в прозрачном веществе меньше, в зависимости от показателя преломления этого материала на этой длине волны.

Длина волны

Рентгеновские лучи имеют очень короткую длину волны по сравнению с другими электромагнитными волнами.

Форма сигнала
Средняя длина волны
Радио
Прибл. 1,5 километра или 1 миля = 1,5 x 10 5 см
Видимый свет
1/1000 сантиметра = 10 -3 см
Рентгеновские снимки
1/1000000 сантиметр = 10 -6 см

Сравнение длин волн

Только гамма-лучи, исходящие от атомных взрывов, имеют более короткую длину волны, чем рентгеновские лучи.

Частота

Частота рентгеновского излучения - это его скорость, деленная на длину волны:

Частота = скорость / длина волны

Амплитуда

Амплитуда рентгеновского излучения эквивалентна его интенсивности или яркости. Как яркий видимый солнечный свет может вызвать ожог, так и интенсивный рентгеновский снимок может обжечь кожу.

Взаимодействие с веществом

Способ взаимодействия различных типов электромагнитного излучения с веществом определяется их длиной волны.Поскольку рентгеновские лучи имеют очень короткую длину волны, они имеют характеристики, отличные от видимого света. Наиболее интересной характеристикой рентгеновских лучей является их способность проходить через многие материалы, а также то, как излучение задерживается такими материалами, как свинец.

Проходит через вещи

Они легко проходят через мягкие ткани тела, но в некоторой степени блокируются твердым материалом, например костями.

Рентген головы человека

Остановлен свинцом

Рентгеновские лучи поглощаются плотными материалами, такими как свинец и уран, так что они могут проникать в материал только на небольшое расстояние.Вот почему свинцовые экраны используются для защиты людей от чрезмерного воздействия рентгеновских лучей.

Толщина экранирования определяется напряжением, используемым для генерации рентгеновских лучей, которое, в свою очередь, определяет амплитуду и длину волны излучения. Для рентгеновских лучей, генерируемых пиковыми напряжениями 75 киловольт (кВ), толщина свинцового экрана всего в 1 миллиметр (мм) или 0,039 дюйма достаточна, чтобы остановить рентгеновское излучение. Но для рентгеновских лучей, генерируемых напряжением 900 кВ, требуется свинцовая защита толщиной 51 мм или 2 дюйма.

Влияние на материю

Воздействие рентгеновских лучей на материю, вызывающее химические эффекты, такие как экспонирование фотопленки, и ионизирующие атомы, которые могут нанести вред живым тканям.

Фотопленка

Важной характеристикой рентгеновских лучей является то, что они открывают фотопленку, даже если она находится в контейнере. Вот почему не стоит пропускать фотоаппарат с пленкой через рентгеновский аппарат аэропорта.

Таким образом, если пучок рентгеновских лучей проходит через ваше тело и обнажает какую-то пленку, будут видны слабые очертания ваших мягких тканей, но ваши кости будут отчетливо видны.Если поместить между источником рентгеновского излучения и пленкой лист свинца, он не будет открыт.

Для рентгеновского снимка зубов необходимо держать за зубами кусок пленки

Медицинские и зубные техники-рентгенологи часто носят бейджи с фотопленкой, чтобы отслеживать, сколько рассеянного рентгеновского излучения они получают на своей работе. Пленка на бейдже периодически проверяется, чтобы узнать, сколько было получено.

Обнаружено электронным способом

Рентгеновские лучи также могут быть обнаружены электронным способом с помощью детектора, аналогичного тому, который используется в цифровой камере для записи видимого света.

Ионизирующий

Поскольку рентгеновские лучи обладают такой большой энергией из-за своей короткой длины волны, они могут ионизировать атомы, на которые попадают. Во многих ситуациях это мало или совсем не вредит. Но когда атомы в живых клетках ионизируются, это может убить клетку или вызвать мутации. По этой причине следует контролировать воздействие рентгеновских лучей, чтобы поддерживать его на безопасном уровне.

Сводка

Рентгеновские лучи имеют такие характеристики формы волны, как скорость, длина волны, частота и амплитуда. Многие материалы прозрачны для рентгеновских лучей, в то время как свинец и другие плотные материалы не пропускают излучение.Рентгеновские лучи можно обнаружить с помощью фотопленки, как и в видимом свете. Другой эффект, который рентгеновские лучи оказывают на материю, заключается в том, что они могут радиационно повредить живые ткани за счет ионизации атомов.


Стремитесь стать великим


Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайты

Ресурсы электромагнитных волн

Физические ресурсы

Книги

Книги с наивысшим рейтингом по рентгеновским лучам

Лучшие книги по электромагнитным волнам


Вопросы и комментарии

Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если это так, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.


Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
x-ray_characteristics.htm

Пожалуйста, включите это как ссылку на свой веб-сайт или как ссылку в своем отчете, документе или диссертации.

Авторские права © Ограничения


Где ты сейчас?

Школа чемпионов

Физические темы

Рентгенологические характеристики

Рентгеновская компьютерная томография (КТ)

Ричард Кетчем, Техасский университет в Остине

Что такое рентгеновская компьютерная томография (КТ)

Рентгеновская компьютерная томография (КТ) - это неразрушающий метод визуализации внутренних элементов твердых объектов и получения цифровой информации об их трехмерной геометрии и свойствах.
Трехмерная реконструкция черепа Herrerasaurus с вырезом, показывающим корпус мозга. Длина образца 32 см. Детали КТ-изображение обычно называется срезом , поскольку оно соответствует тому, как сканируемый объект выглядел бы, если бы он был разрезан вдоль плоскости. Еще лучшая аналогия - это кусок буханки хлеба, потому что точно так же, как ломтик хлеба имеет толщину, КТ-срез соответствует определенной толщине сканируемого объекта. Таким образом, в то время как типичное цифровое изображение состоит из пикселей (элементов изображения), изображение среза CT состоит из вокселей, (элементов объема).Продолжая аналогию на один шаг дальше, так же, как буханку хлеба можно воссоздать, сложив все ее ломтики, полное объемное представление объекта получается путем получения непрерывного набора CT-ломтиков.

Уровни серого на изображении КТ-среза соответствуют ослаблению рентгеновских лучей, которое отражает долю рентгеновских лучей, рассеянных или поглощенных, когда они проходят через каждый воксель. Ослабление рентгеновских лучей в первую очередь зависит от энергии рентгеновских лучей, а также плотности и состава отображаемого материала.

Основные принципы рентгеновской компьютерной томографии (КТ)

Томографическая визуализация состоит из направления рентгеновских лучей на объект с разных ориентаций и измерения уменьшения интенсивности вдоль ряда линейных траекторий. Это уменьшение характеризуется законом Бера, который описывает снижение интенсивности в зависимости от энергии рентгеновского излучения, длины пути и коэффициента линейного ослабления материала. Затем используется специальный алгоритм для восстановления распределения ослабления рентгеновского излучения в изображаемом объеме.
Простейшая форма закона Бера для монохроматического рентгеновского пучка через однородный материал: где I 0 и I - начальная и конечная интенсивность рентгеновского излучения, µ - линейный коэффициент ослабления материала (единицы 1 / длина), а x - длина пути рентгеновского излучения. Если материалов несколько, уравнение выглядит следующим образом: где каждое приращение i отражает отдельный материал с коэффициентом ослабления µ i с линейной протяженностью x i .В хорошо откалиброванной системе с использованием источника монохроматического рентгеновского излучения (т. Е. Синхротрона или излучателя гамма-излучения) это уравнение может быть решено напрямую. Если используется источник полихроматического рентгеновского излучения, чтобы учесть тот факт, что коэффициент ослабления сильно зависит от энергии рентгеновского излучения, полное решение потребует решения уравнения в диапазоне энергии рентгеновского излучения ( E ) используемый спектр: Однако такое вычисление обычно проблематично, поскольку большинство стратегий реконструкции решают для одного значения µ в каждой пространственной позиции.В таких случаях µ принимается как эффективный линейный коэффициент затухания, а не как абсолютный. Это усложняет абсолютную калибровку, поскольку эффективное ослабление зависит как от спектра рентгеновских лучей, так и от свойств сканируемого объекта. Это также приводит к артефактам усиления луча: изменениям уровней серого изображения, вызванным преимущественным ослаблением низкоэнергетических рентгеновских лучей.
Доминирующими физическими процессами, ответственными за ослабление рентгеновского излучения для большинства лабораторных источников рентгеновского излучения, являются фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние.Фотоэлектрическое поглощение происходит, когда полная энергия падающего рентгеновского фотона передается внутреннему электрону, вызывая его выброс. В комптоновском рассеянии входящий фотон взаимодействует с внешним электроном, выбрасывая электрон и теряя только часть своей собственной энергии, после чего он отклоняется в другом направлении.

В целом для геологических материалов фотоэлектрический эффект является доминирующим механизмом ослабления при низких энергиях рентгеновского излучения, примерно до 100–150 кэВ, после чего преобладает комптоновское рассеяние.Практическое значение этого перехода состоит в том, что фотоэлектрический эффект пропорционален атомному номеру Z 4-5 , тогда как комптоновское рассеяние пропорционально только Z или, в первом порядке, плотности массы. В результате низкоэнергетические рентгеновские лучи более чувствительны к различиям в составе, чем высокоэнергетические, но также ослабляются гораздо быстрее, что ограничивает толщину материала с высокой плотностью, через которую они могут проникать и визуализироваться.

На рисунке справа показаны линейные коэффициенты ослабления как функция энергии для четырех минералов: кварца, ортоклаза, кальцита и альмандинового граната.Кварц и ортоклаз очень похожи по массовой плотности (2,65 г / см 3 против 2,59 г / см 3 ), но при низкой энергии их коэффициенты ослабления различаются из-за присутствия в полевом шпате калия с относительно высоким содержанием Z. . С ростом энергии рентгеновского излучения их коэффициенты ослабления сходятся, и примерно при 125 кэВ они пересекаются; выше ~ 125 кэВ кварц немного более затухающий из-за его более высокой плотности. Таким образом, эти два минерала можно различить на КТ-изображениях, если средняя используемая энергия рентгеновского излучения достаточно низкая, но при более высоких энергиях они почти неразличимы.Кальцит, хотя и ненамного более плотный (2,71 г / см 3 ), чем кварц и ортоклаз, значительно более ослабляет при низкой энергии из-за присутствия кальция. Здесь расхождение с кварцем сохраняется до немного более высоких энергий, что указывает на то, что их можно будет различить даже при сканировании с более высокими энергиями. Фазы с высокой плотностью и высоким Z, такие как альмандин, при всех энергиях можно отличить от других исследуемых здесь породообразующих минералов.

Существует ряд методов, с помощью которых данные ослабления рентгеновских лучей могут быть преобразованы в изображение, некоторые из которых являются собственными.Наиболее частый подход называется «фильтрованная обратная проекция», при котором линейные данные, полученные при каждой угловой ориентации, сворачиваются с помощью специально разработанного фильтра, а затем проецируются обратно через пиксельное поле под тем же углом.

Этот принцип проиллюстрирован на изображении справа и в анимации, которую можно просмотреть, щелкнув ссылку ниже. Ручной образец гранат-биотит-кианитового сланца (вверху слева) повернут, и его среднее сечение отображается плоским веерным лучом (синий). Ослабление рентгеновских лучей образцом при его вращении показано в правом верхнем углу; чем больше затухание на пути луча, ведущем от точечного источника (внизу) к линейному детектору (вверху), тем меньше рентгеновских лучей достигает детектора.Данные, собранные под каждым углом, собраны в правом нижнем углу. На этом изображении горизонтальная ось соответствует каналу детектора, а вертикальная ось соответствует углу поворота (или времени), а яркость соответствует степени ослабления рентгеновского излучения. Результирующее изображение называется синограммой , поскольку любая точка исходного объекта соответствует синусоиде. После завершения сбора данных начинается реконструкция. Каждая строка синограммы сначала свертывается с помощью фильтра и проецируется на матрицу пикселей (внизу справа) под углом, под которым она была получена.После обработки всех углов изображение готово.
Анимация КТ-реконструкции (9.1MB Mar30 07)

Аппаратура для рентгеновской компьютерной томографии (КТ) - как это работает?

Элементами рентгеновской томографии являются источник рентгеновского излучения, серия детекторов, которые измеряют ослабление интенсивности рентгеновского излучения на нескольких путях луча, а также геометрию вращения по отношению к изображаемому объекту. Различные конфигурации этих компонентов могут использоваться для создания компьютерных томографов, оптимизированных для визуализации объектов различного размера и состава.

В подавляющем большинстве систем компьютерной томографии используются рентгеновские трубки, хотя томография также может выполняться с использованием синхротрона или гамма-излучателя в качестве источника монохроматического рентгеновского излучения. Важными характеристиками трубки являются материал мишени и пиковая энергия рентгеновского излучения, которые определяют генерируемый спектр рентгеновского излучения; ток, определяющий интенсивность рентгеновского излучения; и размер фокусного пятна, который влияет на пространственное разрешение.

В большинстве КТ-детекторов рентгеновского излучения используются сцинтилляторы. Важными параметрами являются материал, размер и геометрия сцинтиллятора, а также средства обнаружения и подсчета сцинтилляционных событий.Как правило, детекторы меньшего размера обеспечивают лучшее разрешение изображения, но меньшую скорость счета из-за их меньшей площади по сравнению с более крупными. Для компенсации используется более длительное время сбора данных для снижения уровня шума. Обычными сцинтилляционными материалами являются йодид цезия, оксисульфид гадолиния и метавольфрамат натрия.

На диаграмме справа показаны некоторые из наиболее распространенных конфигураций компьютерных томографов. При сканировании планарным пучком рентгеновские лучи коллимируются и измеряются с помощью линейки детекторов.Обычно толщина среза определяется апертурой линейного массива. Коллимация необходима для уменьшения влияния рассеяния рентгеновских лучей, которое приводит к появлению дополнительных паразитных рентгеновских лучей, достигающих детектора из точек, расположенных не вдоль пути источник-детектор. Линейные массивы обычно можно сконфигурировать так, чтобы они были более эффективными, чем планарные, но имеют недостаток, заключающийся в том, что они получают данные только для одного изображения среза за раз.

При сканировании коническим лучом линейная решетка заменяется планарным детектором, и луч больше не коллимируется.Данные для всего объекта или значительной его толщины можно получить за один оборот. Данные преобразуются в изображения с использованием алгоритма конического луча. В общем, данные конического луча подвержены некоторому размытию и искажению по мере удаления от центральной плоскости, что соответствовало бы захвату одного среза. Они также более подвержены артефактам, связанным с рассеянием, если используются рентгеновские лучи высокой энергии. Однако преимущество получения данных для сотен или тысяч срезов за один раз является значительным, так как большее время сбора может быть потрачено на каждое положение поворотного стола, что снижает шум изображения.

Сканирование параллельным пучком выполняется с использованием специально сконфигурированной линии синхротронного пучка в качестве источника рентгеновского излучения. В этом случае объемные данные получаются и искажений нет. Однако размер объекта ограничен шириной рентгеновского луча; в зависимости от конфигурации лучевого канала могут отображаться объекты диаметром до 6 см. Синхротронное излучение обычно имеет очень высокую интенсивность, что позволяет быстро собирать данные, но рентгеновские лучи, как правило, имеют низкую энергию (<35 кэВ), что может помешать формированию изображений образцов с обширными материалами с высоким Z.

Другими вариантами являются получение нескольких срезов, в котором используется планарный детектор, но данные обрабатываются с помощью алгоритма реконструкции веерного луча, и спиральное сканирование, при котором высота образца изменяется во время сбора данных, что потенциально снижает артефакты конического луча.

Приложения

Данные КТ применяются практически во всех геологических дисциплинах, и постоянно открываются новые приложения. На сегодняшний день успешно подано:
заявок. Трехмерный рендеринг метеорита PAT91501-50, показывающий дифференцирующиеся частицы троилита / силиката (желтые и пурпурные) и пузырьки паровой фазы.Текстура указывает на плавление с последующим внезапным гашением в значительном гравитационном поле. Ширина образца ~ 15 см. Детали
  • Измерение трехмерного размера и пространственного распределения кристаллов, обломков, пузырьков и т. Д.
  • Неразрушающее объемное исследование редких образцов (окаменелости, метеориты и др.)
  • Трехмерное измерение полей потока жидкости, включая пористость, микропористость, а также степень и шероховатость трещин
  • Определение трехмерной ткани (слоистость, предпочтительные ориентации формы, свойства сети)
  • Изучение и измерение морфологии окаменелостей и недавних биологических образцов
  • Обнаружение и исследование фаз с высокой плотностью экономических следов
  • Рекогносцировочная съемка образцов для оптимальной геохимической эксплуатации (например, определение местоположения центральных участков кристаллов, осей спиралей, твердых и жидких включений).

Сильные и слабые стороны рентгеновской компьютерной томографии (КТ)?

Сильные стороны

  • Полностью неразрушающее 3D-изображение
  • Требуется небольшая подготовка проб или не требуется ее вовсе
  • Реконструкция обычно консервативна по затуханию, что позволяет извлекать детали субвоксельного уровня.

Ограничения

  • Разрешение ограничено примерно в 1000–2000 раз больше диаметра поперечного сечения объекта; высокое разрешение требует мелких объектов
  • Конечное разрешение вызывает некоторое размытие границ материала
  • Калибровка уровней серого по коэффициентам ослабления, усложненным полихроматическим рентгеновским излучением
  • Крупные (в масштабе дм) геологические образцы не проникают сквозь рентгеновские лучи низкой энергии, что снижает разрешающую способность
  • Не все объекты имеют достаточно большие контрасты затухания для получения полезных изображений (карбонатные окаменелости в карбонатной матрице; кварц vs.плагиоклаз)
  • Артефакты изображения (усиление луча) могут затруднить сбор и интерпретацию данных
  • Большие объемы данных (гигабайты +) могут потребовать значительных ресурсов компьютера для визуализации и анализа.

Руководство пользователя - Сбор и подготовка проб

Единственная подготовка, необходимая для КТ-сканирования, - это убедиться, что объект попадает в поле зрения и что он не двигается во время сканирования. Поскольку поле полного сканирования для КТ представляет собой цилиндр (т.е.е., стопка круговых полей зрения), наиболее эффективной геометрией для сканирования также является цилиндр. Таким образом, когда это возможно, часто бывает выгодно, чтобы объект приобрел цилиндрическую форму, либо с помощью корончатого сверла для получения цилиндрического образца, либо путем упаковки объекта в цилиндрический контейнер либо с прозрачным для рентгеновских лучей наполнителем, либо с материалом. аналогичных характеристик затухания.

Сбор, результаты и представление данных

КТ-данные обычно представляют собой последовательность файлов изображений, которые можно визуализировать и анализировать с помощью широкого спектра инструментов обработки изображений на основе 2D и 3D.Значения данных уровня серого в изображениях КТ обычно называются числами КТ. Однако номера КТ обычно меняются от сканера к сканеру и даже от сканирования к сканированию.

Два стандартных режима 3D-визуализации - это объемный рендеринг и изоповерхность. Объемный рендеринг состоит из сопоставления каждого значения CT с цветом и непрозрачностью. Таким образом, некоторые фазы можно сделать прозрачными, что позволит раскрыть внутренние особенности. Изоповерхность включает в себя определение трехмерных контурных поверхностей, которые очерчивают границы между числами CT, так же, как контурные линии разделяют значения высот на топографической карте.

Поскольку наборы данных КТ обычно состоят из сотен изображений и тысяч мегабайт, они не поддаются традиционной публикации. Однако данные компьютерной томографии и визуализации все чаще используются во всемирной паутине. Примером может служить веб-сайт Библиотеки цифровой морфологии (дополнительная информация).

Литература

Следующая литература может быть использована для дальнейшего изучения рентгеновской компьютерной томографии (КТ)

  • ASTM, 1992, Стандартное руководство по компьютерной томографии (КТ), обозначение ASTM E 1441 - 92a.В: 1992 Ежегодный сборник стандартов ASTM, раздел 3 Методы испытаний металлов и аналитические процедуры. ASTM, Филадельфия, стр. 690-713.
  • Ketcham, R.A. и Карлсон, У.Д., 2001, Сбор, оптимизация и интерпретация рентгеновских компьютерных томографических изображений: приложения к наукам о Земле. Компьютеры и науки о Земле, 27, 381-400.

Ссылки по теме

Для получения дополнительной информации о рентгеновской компьютерной томографии (КТ) перейдите по ссылкам ниже.

Веб-сайт Лаборатории компьютерной техники Техасского университета предоставляет дополнительную информацию о принципах и многих примерах приложений.

Учебные мероприятия и ресурсы

Учебные мероприятия, лаборатории и ресурсы, относящиеся к рентгеновской компьютерной томографии (КТ).

Основы рентгенографии | Лаборатория материаловедения в UCSB: NSF MRSEC

Это предназначено как (очень) краткое введение в некоторые из распространенных методов дифракции рентгеновских лучей, используемых для определения характеристик материалов. Он предназначен для людей, которые являются новичками в этой области, но заинтересованы в использовании этих методов в своих исследованиях. Обширные и авторитетные дискуссии можно найти в многочисленных книгах и журнальных статьях по этой теме.Некоторые ссылки перечислены ниже.

Генерация рентгеновских лучей и свойства

Рентгеновские лучи - это электромагнитное излучение с типичной энергией фотонов в диапазоне от 100 эВ до 100 кэВ. Для дифракционных приложений используются только коротковолновые рентгеновские лучи (жесткие рентгеновские лучи) в диапазоне от нескольких ангстрем до 0,1 ангстрем (1 кэВ - 120 кэВ). Поскольку длина волны рентгеновского излучения сравнима с размером атомов, они идеально подходят для исследования структурного расположения атомов и молекул в широком спектре материалов.Энергичные рентгеновские лучи могут проникать глубоко в материалы и предоставлять информацию об объемной структуре.

Рентгеновские лучи обычно производятся либо рентгеновскими трубками, либо синхротронным излучением. В рентгеновской трубке, которая является основным источником рентгеновского излучения, используемым в лабораторных рентгеновских приборах, рентгеновские лучи генерируются, когда сфокусированный пучок электронов, ускоренный в поле высокого напряжения, бомбардирует неподвижную или вращающуюся твердую мишень. Когда электроны сталкиваются с атомами в мишени и замедляются, излучается непрерывный спектр рентгеновских лучей, которые называются тормозным излучением.Электроны высокой энергии также выбрасывают электроны внутренней оболочки в атомах в процессе ионизации. Когда свободный электрон заполняет оболочку, испускается рентгеновский фотон с энергией, характерной для материала мишени. Обычные мишени, используемые в рентгеновских трубках, включают Cu и Mo, которые испускают рентгеновское излучение 8 кэВ и 14 кэВ с соответствующими длинами волн 1,54 Å и 0,8 Å соответственно. (Энергия E рентгеновского фотона и его длина волны связаны уравнением E = hc / l, где h - постоянная Планка, а c - скорость света) (посмотрите эту аккуратную анимированную лекцию о производстве рентгеновских лучей)

В последние годы синхротронные установки стали широко использоваться в качестве предпочтительных источников для измерений дифракции рентгеновских лучей.Синхротронное излучение испускается электронами или позитронами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света, в круглом накопительном кольце. Эти мощные источники, которые в тысячи или миллионы раз мощнее лабораторных рентгеновских трубок, стали незаменимыми инструментами для широкого спектра структурных исследований и принесли успехи во многих областях науки и техники.

Плоскости решетки и закон Брэгга

Рентгеновские лучи в первую очередь взаимодействуют с электронами в атомах. Когда рентгеновские фотоны сталкиваются с электронами, некоторые фотоны падающего луча будут отклоняться от направления, в котором они изначально движутся, подобно тому, как бильярдные шары отскакивают от одного пыльника.Если длина волны этих рассеянных рентгеновских лучей не изменилась (это означает, что рентгеновские фотоны не потеряли никакой энергии), процесс называется упругим рассеянием (рассеяние Томпсона), поскольку в процессе рассеяния было передано только импульса . Это рентгеновские лучи, которые мы измеряем в экспериментах по дифракции, поскольку рассеянные рентгеновские лучи несут информацию о распределении электронов в материалах. С другой стороны, в процессе неупругого рассеяния (комптоновское рассеяние) рентгеновские лучи передают часть своей энергии электронам, и рассеянные рентгеновские лучи будут иметь другую длину волны, чем падающие рентгеновские лучи.

Дифрагированные волны от разных атомов могут интерферировать друг с другом, и результирующее распределение интенсивности сильно модулируется этим взаимодействием. Если атомы расположены периодическим образом, как в кристаллах, дифрагированные волны будут состоять из резких интерференционных максимумов (пиков) с той же симметрией, что и в распределении атомов. Таким образом, измерение дифракционной картины позволяет нам определить распределение атомов в материале.

Пики на дифрактограмме напрямую связаны с атомными расстояниями.Давайте рассмотрим падающий пучок рентгеновских лучей, взаимодействующий с атомами, расположенными периодически, как показано в двух измерениях на следующих рисунках. Атомы, представленные на графике зелеными сферами, можно рассматривать как образующие различные наборы плоскостей в кристалле (цветные линии на графике слева). Для данного набора плоскостей решетки с межплоскостным расстоянием d условие возникновения дифракции (пика) можно просто записать как

2dsin q = n l

, известный как закон Брэгга по имени В.Л. Брэгг, который первым его предложил. В уравнении l - длина волны рентгеновского излучения, q - угол рассеяния, а n - целое число, представляющее порядок дифракционного пика. Закон Брэгга - один из наиболее важных законов, используемых для интерпретации данных дифракции рентгеновских лучей.

Важно отметить, что хотя мы использовали атомы в качестве точек рассеяния в этом примере, закон Брэгга применим к центрам рассеяния, состоящим из любого периодического распределения электронной плотности. Другими словами, закон остается в силе, если атомы заменяются молекулами или совокупностями молекул, такими как коллоиды, полимеры, белки и вирусные частицы.

Порошковая дифракция

Powder XRD (рентгеновская дифракция), пожалуй, наиболее широко используемый метод дифракции рентгеновских лучей для определения характеристик материалов. Как следует из названия, образец обычно находится в порошкообразной форме, состоящей из мелких зерен монокристаллического материала, который необходимо изучить. Этот метод также широко используется для изучения частиц в жидких суспензиях или поликристаллических твердых телах (объемных или тонкопленочных материалах).

Термин «порошок» на самом деле означает, что кристаллические домены в образце ориентированы случайным образом.Поэтому, когда записывается двумерная дифракционная картина, она показывает концентрические кольца пиков рассеяния, соответствующих различным расстояниям d в кристаллической решетке. Положения и интенсивности пиков используются для идентификации основной структуры (или фазы) материала. Например, дифракционные линии графита будут отличаться от дифракционных линий алмаза, даже если они обе состоят из атомов углерода. Эта идентификация фаз важна, потому что свойства материала сильно зависят от структуры (просто подумайте о графите и алмазе).

Данные порошковой дифракции могут быть собраны с использованием геометрии пропускания или отражения, как показано ниже. Поскольку частицы в образце порошка ориентированы случайным образом, эти два метода дадут одинаковые данные. В рентгеновском аппарате MRL данные порошковой дифракции измеряются с помощью дифрактометра Philips XPERT MPD, который измеряет данные в режиме отражения и используется в основном с твердыми образцами, или специально созданного 4-кругового дифрактометра, который работает в режиме пропускания и больше подходит для жидких фаз.

Сканирование порошковой XRD из образца K 2 Ta 2 O 6 показано ниже в виде графика зависимости интенсивности рассеяния от угла рассеяния 2q или соответствующего d-расстояния. Положение пиков, интенсивность, ширина и форма - все это дает важную информацию о структуре материала.

Дифракция на тонких пленках

Вообще говоря, дифракция на тонких пленках относится не к конкретному методу, а скорее к совокупности методов XRD, используемых для характеристики образцов тонких пленок, выращенных на подложках.Эти материалы находят важное технологическое применение в устройствах микроэлектроники и оптоэлектроники, где высококачественные эпитаксиальные пленки имеют решающее значение для рабочих характеристик устройства. Методы дифракции на тонких пленках используются в качестве важных инструментов разработки и контроля процесса, поскольку жесткие рентгеновские лучи могут проникать через эпитаксиальные слои и определять свойства как пленки, так и подложки.

Есть несколько особых соображений по использованию XRD для определения характеристик тонкопленочных образцов. Во-первых, для этих измерений используется геометрия отражения, поскольку подложки обычно слишком толстые для пропускания.Во-вторых, требуется высокое угловое разрешение, потому что пики полупроводниковых материалов резкие из-за очень низкой плотности дефектов в материале. Следовательно, монохроматоры с множеством отраженных кристаллов используются для обеспечения высоко коллимированного рентгеновского луча для этих измерений. Например, в MRD Philips, используемом в рентгеновской установке, используется четырехкристальный монохроматор, изготовленный из Ge, для получения падающего луча с угловой расходимостью менее 5 угловых секунд.

Основные измерения XRD, выполненные на тонкопленочных образцах, включают:

  • Точные измерения постоянных решетки, полученные на основе 2q-q сканирований, которые предоставляют информацию о несоответствии решеток между пленкой и подложкой и, следовательно, указывают на деформацию и напряжение
  • Измерения кривой качания, выполненные путем выполнения q-сканирования при фиксированном угле 2q, ширина которого обратно пропорциональна плотности дислокаций в пленке и, следовательно, используется в качестве индикатора качества пленки.
  • Измерения сверхрешетки в многослойных гетероэпитаксиальных структурах, которые проявляются в виде сателлитных пиков, окружающих основной дифракционный пик от пленки. Толщину и качество пленки можно определить по данным.
  • Измерение коэффициента отражения рентгеновских лучей при скользящем падении, позволяющее определить толщину, шероховатость и плотность пленки. Этот метод не требует кристаллической пленки и работает даже с аморфными материалами.
  • Замеры текстуры - будет обсуждаться отдельно

На следующем графике показаны данные XRD высокого разрешения пиков сверхрешетки на отражениях GaN (002).Красной линией обозначены результаты компьютерного моделирования конструкции.

Измерение текстуры (полюсный рисунок)

Измерения текстуры используются для определения ориентационного распределения кристаллических зерен в поликристаллическом образце. Материал называется текстурированным, если зерна ориентированы в предпочтительной ориентации вдоль определенных плоскостей решетки. Текстурированное состояние материала (обычно в виде тонких пленок) можно рассматривать как промежуточное состояние между полностью беспорядочно ориентированным поликристаллическим порошком и полностью ориентированным монокристаллом.Текстура обычно вводится в процессе изготовления (например, прокатка тонкого листового металла, наплавка и т. Д.) И влияет на свойства материала путем введения структурной анизотропии.

Измерение текстуры также называется полюсной фигурой, поскольку оно часто строится в полярных координатах, состоящих из углов наклона и поворота относительно данной кристаллографической ориентации. Полярная фигура измеряется при фиксированном угле рассеяния (постоянное расстояние d) и состоит из серии f-сканирований (вращение в плоскости вокруг центра образца) под разными углами наклона или Y (азимут), как показано ниже. .

Данные полюсной фигуры отображаются в виде изолиний или графиков высот с нулевым углом в центре. Ниже мы показываем два графика полюсных фигур с использованием одного и того же набора данных. Функция распределения ориентации (ODF) может быть рассчитана с использованием данных полюсной фигуры.

Измерение остаточного напряжения

Структурные и остаточные напряжения в материалах можно определить с помощью прецизионных измерений постоянных решетки. Для поликристаллических образцов измерения порошковой дифракции с высоким разрешением обычно обеспечивают адекватную точность оценки напряжений.Для текстурированных (ориентированных) и монокристаллических материалов необходима 4-круговая дифрактометрия, при которой образец вращается, чтобы можно было проводить измерения на нескольких дифракционных пиках. Интерпретация данных измерения напряжения сложна и зависит от модели. Для получения более подробной информации обратитесь к справочной литературе.

Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (МУРР)

Измерения МУРР обычно связаны с углами рассеяния <1 o . Согласно закону Брэгга, дифракционная информация о структурах с большими d-расстояниями находится в области.Поэтому метод SAXS обычно используется для исследования крупномасштабных структур, таких как высокомолекулярные полимеры, биологические макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты и т. Д.), А также самособирающиеся сверхструктуры (например, мезопористые материалы на основе поверхностно-активных веществ).

Измерения

SAXS технически сложны из-за небольшого углового разделения прямого луча (который очень интенсивен) и рассеянного луча. Большие расстояния между образцом и детектором (0,5–10 м) и высококачественная коллимирующая оптика используются для достижения хорошего отношения сигнал / шум при измерении методом SAXS.

Рентгеновский аппарат MRL обладает передовыми возможностями для измерений SAXS с помощью трех специально разработанных инструментов SAXS, включая один ультрамалый угловой прибор SAXS длиной 3,5 метра с современной оптикой и детектором площади для образцов с низкой плотностью рассеяния (подробнее см. раздел «Приборы»)

Рентгеновская кристаллография

Рентгеновская кристаллография - это стандартный метод решения кристаллических структур. Его основная теория была разработана вскоре после того, как более века назад были впервые обнаружены рентгеновские лучи.Однако с годами он постоянно совершенствовался в инструментах сбора данных и методах обработки данных. В последние годы появление источников синхротронного излучения, приборов для сбора данных на основе зональных детекторов и высокоскоростных компьютеров резко повысило эффективность кристаллографического определения структуры. Сегодня рентгеновская кристаллография широко используется в материаловедении и биологических исследованиях. С помощью этого метода были решены структуры очень больших биологических механизмов (например, комплексы белков и ДНК, вирусные частицы).

В рентгеновской кристаллографии интегральные интенсивности дифракционных пиков используются для восстановления карты электронной плотности в элементарной ячейке кристалла. Для достижения высокой точности реконструкции, которая выполняется путем преобразования Фурье интенсивностей дифракции с соответствующим назначением фаз, необходима высокая степень полноты, а также избыточность дифракционных данных, что означает, что все возможные отражения измеряются несколько раз, чтобы уменьшить систематические и статистическая ошибка.Самый эффективный способ сделать это - использовать детектор площади, который может собирать данные дифракции в большом телесном угле. Использование источников рентгеновского излучения высокой интенсивности, таких как синхротронное излучение, является эффективным способом сократить время сбора данных.

Одна из основных трудностей в определении структуры с помощью рентгеновской кристаллографии называется «фазовой проблемой», которая возникает из-за того, что данные дифракции содержат информацию только об амплитуде, но не о фазе структурного фактора.За прошедшие годы было разработано множество методов для определения фаз отражений, в том числе прямые методы, основанные на вычислениях, изоморфная замена и методы многоволновой аномальной дифракции (MAD).

Основы рентгеновской физики - Производство рентгеновских лучей

Ключевые моменты
  • Рентгеновские лучи образуются при взаимодействии ускоренных электронов с ядрами вольфрама внутри анода трубки
  • Генерируются два типа излучения: характеристическое излучение и тормозное излучение ( торможение) излучение
  • Изменение настроек тока или напряжения рентгеновского аппарата изменяет свойства рентгеновского луча

Рентгеновские лучи производятся внутри рентгеновского аппарата, также известного как рентгеновская трубка.Никаких внешних радиоактивных материалов не задействовано.

Рентгенологи могут изменять настройки тока и напряжения на рентгеновском аппарате, чтобы управлять свойствами создаваемого рентгеновского луча. На разные части тела накладываются разные спектры рентгеновского пучка.

Рентгеновская трубка

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Рентгеновская трубка
  • Небольшое увеличение напряжения накала ( 1 ) приводит к значительному увеличению тока трубки ( 2 ), что ускоряет высокоскоростные электроны от очень высокотемпературного отрицательного катода накала ( 3 ) в вакууме в направлении положительный вольфрамовый анод-мишень ( 4 ).Этот анод вращается для рассеивания выделяемого тепла. Рентгеновские лучи генерируются внутри вольфрамового анода, а рентгеновский луч ( 5 ) направлен на пациента.

Рентгеновское излучение генерируется в результате взаимодействия ускоренных электронов с электронами ядер вольфрама внутри анода трубки. Существует два типа генерируемого рентгеновского излучения: характеристическое излучение и тормозное излучение.

Характеристика генерации рентгеновского излучения

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Характеристика генерации рентгеновского излучения
  • Когда электрон высокой энергии ( 1 ) сталкивается с электроном внутренней оболочки ( 2 ), оба выбрасываются из атома вольфрама, оставляя «дыру» во внутреннем слое.Он заполняется электроном внешней оболочки ( 3 ) с потерей энергии, излучаемой как рентгеновский фотон ( 4 ).

Генерация тормозного излучения / тормозного рентгеновского излучения

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Тормозное излучение / Торможение X -лучение
  • Когда электрон проходит рядом с ядром, он замедляется и его траектория отклоняется. Потерянная энергия испускается в виде тормозного рентгеновского фотона.
  • Тормозное излучение = тормозное излучение
  • Примерно 80% рентгеновского излучения в рентгеновском луче составляют рентгеновские лучи, генерируемые таким образом.

Спектр рентгеновского излучения

Наведите / выключите изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать / скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его с верхней частью страницы

Спектр рентгеновского излучения
  • В результате генерации характеристического и тормозного излучения в пучке рентгеновских лучей создается спектр энергии рентгеновского излучения.
  • Этим спектром можно управлять, изменяя настройки тока или напряжения рентгеновской трубки или добавляя фильтры для выделения низкоэнергетических рентгеновских лучей. Таким образом, рентгенологи могут применять различные спектры рентгеновских лучей к разным частям тела.

% PDF-1.7 % 838 0 объект > endobj xref 838 122 0000000015 00000 н. 0000002774 00000 н. 0000003024 00000 н. 0000003052 00000 н. 0000003646 00000 н. 0000004223 00000 п. 0000004309 00000 п. 0000004395 00000 н. 0000004481 00000 н. 0000004568 00000 н. 0000004654 00000 п. 0000004740 00000 н. 0000004827 00000 н. 0000004913 00000 н. 0000004999 00000 н. 0000005083 00000 н. 0000005144 00000 п. 0000005358 00000 п. 0000005523 00000 н. 0000005707 00000 н. 0000005887 00000 н. 0000006068 00000 н. 0000006308 00000 п. 0000006482 00000 н. 0000006637 00000 н. 0000006790 00000 н. 0000006994 00000 н. 0000007183 00000 н. 0000007348 00000 п. 0000007522 00000 н. 0000007667 00000 н. 0000007822 00000 н. 0000007965 00000 п. 0000008084 00000 н. 0000008456 00000 н. 0000013121 00000 п. 0000060383 00000 п. 0000060502 00000 п. 0000060599 00000 п. 0000060708 00000 п. 0000061427 00000 п. 0000062012 00000 н. 0000068353 00000 п. 0000068531 00000 п. 0000068740 00000 п. 0000069200 00000 п. 0000069484 00000 п. 0000069550 00000 п. 0000070059 00000 п. 0000070483 00000 п. 0000075958 00000 п. 0000076187 00000 п. 0000076412 00000 п. 0000077631 00000 п. 0000078283 00000 п. 0000078689 00000 п. 0000083541 00000 п. 0000083752 00000 п. 0000083965 00000 п. 0000084812 00000 п. 0000084973 00000 п. 0000085181 00000 п. 0000085537 00000 п. 0000085605 00000 п. 0000085959 00000 п. 0000086213 00000 п. 0000087597 00000 п. 0000087637 00000 п. 0000137727 00000 н. 0000137860 00000 н. 0000138403 00000 н. 0000138443 00000 н. 0000161610 00000 н. 0000161747 00000 н. 0000162298 00000 н. 0000162338 00000 н. 0000209216 00000 н. 0000209341 00000 н. 0000209879 00000 н. 0000209990 00000 н. 0000210098 00000 н. 0000210208 00000 н. 0000210340 00000 п. 0000210547 00000 н. 0000210679 00000 н. 0000210803 00000 п. 0000210935 00000 п. 0000211065 00000 н. 0000211199 00000 п. 0000211332 00000 н. 0000211506 00000 н. 0000211680 00000 н. 0000211810 00000 н. 0000211942 00000 н. 0000212067 00000 н. 0000212190 00000 н. 0000212315 00000 н. 0000212441 00000 п. 0000212573 00000 н. 0000212698 00000 н. 0000212824 00000 н. 0000212949 00000 н. 0000213074 00000 н. 0000213199 00000 п. 0000213330 00000 н. 0000213464 00000 н. 0000213588 00000 н. 0000213714 00000 н. 0000213883 00000 н. 0000214055 00000 н. 0000214209 00000 н. 0000214380 00000 н. 0000214530 00000 н. 0000216276 00000 н. 0000218560 00000 н. 0000220689 00000 н. 0000223013 00000 н. 0000224991 00000 н. 0000226762 00000 н. 0000228118 00000 н. 0000003109 00000 п. 0000003625 00000 н. трейлер ] / Инфо 725 0 R / Назад 934419 >> startxref 0 %% EOF 839 0 объект > endobj 840 0 объект [841 0 руб. ] endobj 841 0 объект

Что такое рентген? Факты об электромагнитном спектре и их использование

Рентгеновские лучи - это типы электромагнитного излучения, которые, вероятно, наиболее известны своей способностью видеть сквозь кожу человека и обнаруживать изображения костей под ней.Достижения в области технологий привели к появлению более мощных и сфокусированных рентгеновских лучей, а также все более широкому применению этих световых волн, от получения изображений крошечных биологических клеток и структурных компонентов материалов, таких как цемент, до уничтожения раковых клеток.

Рентгеновские лучи грубо подразделяются на мягкие и жесткие. Мягкое рентгеновское излучение имеет относительно короткие длины волн, около 10 нанометров (нанометр составляет одну миллиардную метра), поэтому они попадают в диапазон электромагнитного (ЭМ) спектра между ультрафиолетовым (УФ) светом и гамма-лучами.Жесткое рентгеновское излучение имеет длину волны около 100 пикометров (пикометр составляет одну триллионную часть метра). Эти электромагнитные волны занимают ту же область электромагнитного спектра, что и гамма-лучи. Единственное различие между ними - их источник: рентгеновские лучи производятся ускорением электронов, тогда как гамма-лучи производятся атомными ядрами в одной из четырех ядерных реакций.

История рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном, профессором Вюрцбургского университета в Германии.Согласно «Истории радиографии» Центра неразрушающих ресурсов, Рентген заметил кристаллы около высоковольтной электронно-лучевой трубки, показывающие флуоресцентное свечение, даже когда он закрывал их темной бумагой. Некоторая форма энергии вырабатывалась трубкой, которая проникала сквозь бумагу и заставляла кристаллы светиться. Рентген назвал неизвестную энергию «рентгеновским излучением». Эксперименты показали, что это излучение могло проникать в мягкие ткани, но не в кости, и создавало теневые изображения на фотопластинках.

За это открытие Рентген был удостоен самой первой Нобелевской премии по физике в 1901 году.

Источники рентгеновского излучения и эффекты

Рентгеновские лучи могут быть произведены на Земле, посылая пучок электронов высокой энергии, врезающийся в По словам Келли Гаффни, директора Стэнфордского источника синхротронного излучения, такой атом, как медь или галлий. Когда луч попадает в атом, электроны во внутренней оболочке, называемой s-оболочкой, сталкиваются, а иногда и выбрасываются со своей орбиты.Без этого электрона или электронов атом становится нестабильным, и поэтому, чтобы атом «расслабился» или вернулся в равновесие, по словам Гаффни, электрон в так называемой 1p-оболочке падает, чтобы заполнить пробел. Результат? Выпущен рентгеновский снимок.

«Проблема в том, что флуоресценция [или испускаемый рентгеновский свет] распространяется во всех направлениях», - сказал Гаффни Live Science. «Они не являются направленными и не фокусируемыми. Это не очень простой способ создать высокоэнергетический и яркий источник рентгеновских лучей».

Войдите в синхротрон, тип ускорителя частиц, который ускоряет заряженные частицы, такие как электроны, по замкнутому круговому пути.Базовая физика предполагает, что всякий раз, когда вы ускоряете заряженную частицу, она испускает свет. По словам Гаффни, тип света зависит от энергии электронов (или других заряженных частиц) и магнитного поля, которое толкает их по кругу.

Поскольку синхротронные электроны достигают скорости, близкой к скорости света, они выделяют огромное количество энергии, особенно рентгеновского излучения. И не просто рентгеновские лучи, а очень мощный пучок сфокусированного рентгеновского света.

Синхротронное излучение было впервые обнаружено в компании General Electric в США в 1947 году, согласно данным Европейского центра синхротронного излучения.Это излучение считалось неприятным, поскольку оно заставляло частицы терять энергию, но позже в 1960-х годах оно было признано светом с исключительными свойствами, которые преодолели недостатки рентгеновских трубок. Одна интересная особенность синхротронного излучения состоит в том, что оно поляризовано; то есть электрическое и магнитное поля фотонов все колеблются в одном и том же направлении, которое может быть линейным или круговым.

«Поскольку электроны релятивистские [или движутся со скоростью, близкой к скорости света], когда они излучают свет, он в конечном итоге фокусируется в прямом направлении», - сказал Гаффни.«Это означает, что вы получаете не только рентгеновские лучи нужного цвета, и не только их много, потому что у вас накоплено много электронов, они также предпочтительно излучаются в прямом направлении».

Рентгеновское изображение

Из-за своей способности проникать в определенные материалы, рентгеновские лучи используются для нескольких задач неразрушающей оценки и тестирования, в частности, для выявления дефектов или трещин в конструктивных элементах. Согласно Ресурсному центру неразрушающего контроля, «излучение направляется через деталь на пленку или другой детектор.Получившаяся теневая диаграмма показывает "внутренние особенности" и является ли деталь здоровой. Это тот же метод, который используется в кабинетах врачей и стоматологов для создания рентгеновских изображений костей и зубов соответственно. [Изображения: Потрясающие рентгеновские снимки рыб]

Рентгеновские лучи также необходимы для проверки безопасности перевозки грузов, багажа и пассажиров. Электронные детекторы изображений позволяют визуализировать в реальном времени содержимое пакетов и других предметов пассажиров.

Изначально рентгеновские лучи использовались для визуализации кости, которые были легко отличимы от мягких тканей на пленке, которая была доступна в то время.Однако более точные системы фокусировки и более чувствительные методы обнаружения, такие как улучшенные фотографические пленки и электронные датчики изображения, позволили различать все более мелкие детали и тонкие различия в плотности тканей при использовании гораздо более низких уровней экспозиции.

Кроме того, компьютерная томография (КТ) объединяет несколько рентгеновских изображений в трехмерную модель интересующей области.

Подобно компьютерной томографии, синхротронная томография может отображать трехмерные изображения внутренних структур объектов, таких как инженерные компоненты, согласно Центру материалов и энергии им. Гельмгольца.

Рентгеновская терапия

Лучевая терапия использует высокоэнергетическое излучение для уничтожения раковых клеток путем повреждения их ДНК. Поскольку лечение также может повредить нормальные клетки, Национальный институт рака рекомендует тщательно спланировать лечение, чтобы минимизировать побочные эффекты.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, так называемое ионизирующее излучение рентгеновских лучей поражает сфокусированную область с достаточной энергией, чтобы полностью оторвать электроны от атомов и молекул, тем самым изменяя их свойства.В достаточных дозах это может повредить или разрушить клетки. Хотя это повреждение клеток может вызвать рак, его также можно использовать для борьбы с ним. Направляя рентгеновские лучи на раковые опухоли, он может уничтожить эти аномальные клетки.

Рентгеновская астрономия

По словам Роберта Паттерсона, профессора астрономии в Университете штата Миссури, небесные источники рентгеновского излучения включают тесные двойные системы, содержащие черные дыры или нейтронные звезды. В этих системах более массивный и компактный звездный остаток может отделять материал от своей звезды-компаньона, образуя диск из чрезвычайно горячего газа, излучающего рентгеновские лучи, по мере его движения по спирали внутрь.Кроме того, сверхмассивные черные дыры в центрах спиральных галактик могут излучать рентгеновские лучи, поскольку они поглощают звезды и газовые облака, попадающие в зону их действия гравитации.

Рентгеновские телескопы используют отражения под малыми углами для фокусировки этих высокоэнергетических фотонов (света), которые в противном случае прошли бы через обычные зеркала телескопа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *