Учеными ФИАН разрабатывается уникальный спектрометр для сверхмощного рентгеновского лазера XFEL, который позволит мгновенно в режиме реального времени регистрировать изменения, происходящие в материале под действием мощного импульсного излучения.
Рентгеновский лазер XFEL – это величественное сооружение длиной более трех километров, строительство которого планирует начаться в ближайшее время в Германии. В проекте примет участие 14 стран, среди которых Россия должна стать второй после Германии по объему инвестиций (в 2009-2016 годах госкорпорация "Роснано" планирует внести в проект 250 миллионов евро). Общая же стоимость проекта оценивается суммой больше 1 миллиарда евро.
Яркость XFEL будет более чем в 100 миллионов раз превосходить существующие в настоящее время источники синхротронного излучения, а длительность его рентгеновского импульса составит около 100 фемтосекунд.
Тем временем, рекордная мощность лазера требует создания новых научных инструментов для работы с ним, так как, например, монохроматор из германия, поставленный на пути прямого пучка, буквально мгновенно испарится. То же самое может произойти и с исследуемым образцом. Поэтому необходимы новые методы измерений, обеспечивающие последовательное (по единичному импульсу) получение информации до момента полного исчезновения объекта.
Для решения этой проблемы учеными ФИАН и разрабатывается рентгеновский спектрометр на базе призменной алмазной оптики. Такой спектрометр будет способен выдерживать радиационные нагрузки сверхмощного рентгеновского импульса. Однако и здесь находятся "подводные камни" - для его изготовления необходимы большие дорогостоящие алмазы, весом в несколько карат.
С целью снижения стоимости спектрометра ученые ФИАН разработали мозаичную конструкцию призмы из нескольких блоков, позволяющую использовать алмазы меньшего размера и меньшей стоимости. Сейчас изготавливается мозаичная призма. Для демонстрации верности расчетов ее планируют испытать на источнике синхротронного излучения в Германии.
Также для реализации режима измерений по единичному импульсу совместно с научными организациями Зеленограда разрабатывается уникальный координатно-чувствительный детектор на основе арсенида галлия.
АНИ «ФИАН-информ»