Радиофизики ТГУ создали детекторы, способные «видеть» самые мелкие дефекты
Сотрудники молодежной лаборатории «Микроэлектроника мультиспектральной квантовой интроскопии» Томского государственного университета разработали новые детекторы, обладающие повышенной чувствительностью. Устройства предназначены для неразрушающего контроля изделий из сложных для диагностики материалов, таких как волокнистые полимерные композиты.
Волокнистые полимерные композиты используются в областях, где особенно важны прочность, жесткость и повышенная износостойкость материала, например, в машиностроении, ветроэнергетике, нефтяной промышленности и других сферах. Особенностью композитов является относительно небольшой эффективный атомный номер материала матрицы, что предъявляет повышенные требования к чувствительности рентгеновских детекторов, используемых для неразрушающего контроля целостности структуры.
Исследователи ТГУ разработали рентгеновские детекторы, способные «видеть» даже самые мелкие дефекты, недоступные для диагностики другими способами. Основой детекторов служат многоэлементные сенсоры из арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr).
«Функциональная особенность новых детекторов заключается в способности регистрировать единичные частицы и кванты в каждой элементарной ячейке матричного детектора и различать материалы по атомному числу. Метод опробован на полимерных композитах, доказал свою эффективность. Его можно настраивать на разные материалы за счет подбора режимов. Новые детекторы обладают высокой радиационной стойкостью, поэтому могут использоваться в различных областях», — рассказал заведующий молодежной лабораторией, сотрудник ТГУ и ИФПМ СО РАН Павел Космачев.
Особую роль в работе детекторов играют алгоритмы обработки изображений. Ученые ТГУ создали пакет компьютерных программ, на которые получены четыре патента. Также они собрали лабораторные образцы детекторов на базе центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ.
В России до настоящего времени не было отечественных примеров универсального инструмента для неразрушающего контроля объектов из разных материалов. Авторы уверены, что их разработка будет способствовать развитию отечественной промышленности и обеспечению технологического суверенитета страны.
Исследование выполнено в молодежной лаборатории, созданной при поддержке Минобрнауки России в рамках нацпроекта.