Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Только рентгеновский микротомограф позволяет увидеть, насколько деформирована внутренняя структура, ведь графит непрозрачен.
Ещё один пример использования рентгеновской микротомографии - исследование капсулированного топлива для АЭС, так называемых микротвэлов

Рентгеновский микротомограф

Ключевые слова:  микротомография

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

04 июня 2010

Лаборатория рентгеновской оптики Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) совместно с институтами РАН и РАМН выполняет работы в области рентгеновской микротомографии. С помощью рентгеновского микротомографа ученые исследовали плацентарную ткань, природные алмазы, графитовые стержни и капсулированное топливо для атомных электростанций.

Все хорошо представляют, что такое рентгенография. Томограф - прибор менее известный, чем рентгеновский аппарат, но уже также вошедший в широкую практику. Томография - это способ получения трехмерного изображения из множества последовательных двухмерных изображений объекта, полученных под разными углами. Рентгеновская микротомография дает возможность получать изображение внутренней структуры непрозрачных объектов в трехмерном виде с высоким пространственным разрешением.

"Обычная рентгенография не позволяет оценить истинное расположение деталей объёмного объекта, в отличие от рентгеновской томографии, которая показывает трехмерную структуру, где ясно видно, как соотносятся между собой детали (расстояние между ними, положение и т.д.). Микротомография - это томография с высоким пространственным разрешением, порядка 1 мкм и лучше. При этом можно увидеть, что находится в любом сечении полученного трёхмерного изображения. Для медицины этот прибор просто необходим", - объясняет ведущий научный сотрудник ФИАН, кандидат физ.-мат.наук Игорь Артюков.

Исследования по рентгеновской микротомографии проводились в Лаборатории рентгеновской оптики ФИАН на установках SKYSCAN 1074 и 1172 (Бельгия). Начались они с того, что к ученым ФИАН обратились специалисты из Института морфологии человека РАМН для проведения совместных исследований плаценты человека. Плацентарная ткань выполняет роль проводника питательных веществ от материнского организма к плоду, и при любом нарушении кровообращения в плаценте плод начинает развиваться с патологией. Поэтому исследования в этой области очень важны.

"Часто процесс нарушения кровообращения похож на процесс отложения солей в сосудах. С помощью допплеровского УЗИ плаценты можно отличить патологическое кровообращение от непатологического. Тем не менее, надёжных моделей, позволяющих однозначно оценить возможную патологию развития плода на основе только допплеровских методов исследования, пока не существует. Именно поэтому мы прововили комплексное исследование - исследовали плацентарную ткань тремя различными методами с тремя институтами", - продолжает Артюков.


Трёхмерная структура плацентарной ткани, полученная методом рентгеновской микротомографии


В НИИ морфологии человека РАМН исследования проводились с помощью методов гистологии (исследование ткани под микроскопом). Второй метод - допплеровское УЗИ - применяли ученые из Московского областного НИИ акушерства и гинекологии Минздрава РФ. В ФИАНе эти исследования были дополнены данными о трехмерной структуре объекта, полученными методом рентгеновской микротомографии.

"С помощью микротомогрофа были получены изображения котиледонной структуры плацентарной ткани. Котиледоны - это мелкие кровеносные сосуды, которыми пронизана плацента. В результате обработки изображений с микротомографа мы сделали выводы о связи внутренней структуры плаценты со скоростью кровообращения и обнаруженными в ней гистологическими изменениями", - подводит итог работы сотрудник ФИАН.

Этим же методом совместно с МИРГЭМ (Московский институт радиоэлектроники и горной электромеханики) в ФИАНе были изучены образцы природных алмазов.

"В природных алмазах могут содержаться различные примеси, например, оксиды металлов, присутствие которых существенно влияет на свойства алмаза. Увидеть их в необработанном алмазе очень сложно, а шлифовка алмаза - процесс дорогостоящий. С помощью рентгеновской микротомографии можно легко увидеть внутреннюю структуру алмаза. При этом из-за того, что рентгеновский контраст между соединениями металлов и алмазом очень высок, эти примеси хорошо видны даже через неотшлифованную поверхность без какой-либо дополнительной обработки", - объясняет Игорь Артюков.

Метод рентгеновской микротомографии оказался весьма полезен и для исследования графитовых стержней (элементов уран-графитового ядерного реактора). Такие стержни изготовлены из чистого графита и при механической нагрузке могут деформироваться с изменением внутренней структуры. Только рентгеновский микротомограф позволяет увидеть, насколько деформирована внутренняя структура, ведь графит непрозрачен (рис.1).

Ещё один пример использования рентгеновской микротомографии - исследование капсулированного топлива для АЭС, так называемых микротвэлов (рис.2) (очень маленькие - диаметром до 1 мм - сферические частицы уранового топлива, заключенные в многослойную, высокотемпературную прочную оболочку и способные удерживать продукты деления в любых авариях).

"Оболочка микротвэла обычно состоит из нескольких слоев различных материалов - углерод, оксид кремния и др. Контролировать точность толщин этих слоев, а также определять наличие дефектов (микротрещин) сегодня можно только с помощью рентгеновской микротомографии", - комментирует Артюков.

Возможности использования метода рентгеновской микротомографии далеко не ограничиваются описанными примерами. Применять его можно и в металловедении - для анализа прочностных характеристик различных конструкционных элементов, например, самолетов, мостов и т.п., и для неразрушающей дефектоскопии, в общем, практически всегда, когда возникает необходимость в наблюдении микроструктуры непрозрачного объекта.

По материалам АНИ " ФИАН-информ "


Источник: ФИАН-Информ



Комментарии
Gromolyot, 05 июня 2010 00:25 
Очевидно, что заглянуть в непрозрачную микроструктуру интересно и полезно.
Приведённый текст агитирует за это. Интереснее было бы узнать как сделали переход от макро к микротомографии.
А вот как.
Об этом, правда уже писано года несколько назад, но для повторения:
1. схемка,
2. ljg/ доп. информация.
Gromolyot, 09 июня 2010 00:00 
Спасибо.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Пылинка-монстр
Пылинка-монстр

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Наноалмазы помогут в борьбе с вредными биоплёнками в полости рта. Одежда-оборотень из металл-диэлектрических композитов. Фуллерины – новые углеродные каркасы. По щелчку пальцев: физические аспекты знакомого явления.

III Международная гибридная школа-конференция "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем - 2021"
НТ-МДТ Спектрум Инструментс приглашает вас принять участие в III Международной гибридной школе-конференции "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем -2021", BioSPM-2021

SCAMT Workshop Week - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 30 января - 6 февраля
SCAMT открывает подачу заявок на 8-ую научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет с 30 января по 6 февраля 2022 года. Для студентов, прошедших отбор, участие в SWW бесплатное, иногородним предоставляется проживание.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.