高能X射线源实现高分辨率CT扫描,航天航空领域迎新突破
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科学家利用激光器产生的高能紧凑X射线源,首次对大型致密物体内部实现高分辨率无损CT扫描。这一技术突破有望在航空航天、增材制造等领域大放异彩,提高工业检测效率和质量。
来自美国科罗拉多州立大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构的科学家,利用激光器产生的高能紧凑X射线源,首次对大型致密物体内部实现了高分辨率无损CT扫描。这一技术突破在航空航天、增材制造等领域具有巨大的应用潜力。相关研究论文已发表于《光学》杂志,引起了广泛关注。
研究团队借助科罗拉多州立大学研发的ALEPH激光器,成功生成了强度高达1021瓦/平方厘米的激光。这些高能激光在极短的距离内,将电子束加速至极高速度,与标靶内的重原子碰撞,转化为极其明亮的X射线。
与医院目前使用的数万电子伏特X射线源相比,研究团队所使用的X射线源能量高达数百万伏特,且每个X射线脉冲持续时间仅为数万亿分之一秒。这一突破使得高分辨率X射线成像及计算机断层扫描成为可能。
当前工业CT扫描仪体积庞大、成本高昂,且分辨率仅能达到毫米级。而新型激光驱动方法使得X射线源体积更小,能量更高,分辨率显著提升,为工业检测带来了革命性变化。
研究团队指出,新型光源能量提升显著,能够在不破坏物体结构的前提下,清晰呈现火箭零件、喷气发动机涡轮叶片等复杂结构内部的详细视图。这一技术有望助力科学家在喷气发动机运行时实时捕获其内部的高分辨率3D图像,同时提高3D打印物品的质量。
此外,研究团队还期待高强度激光源能在更多领域发挥作用,如研究惯性聚变能、产生高能量电子束等。
(文章来源:科技日报)
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