A Kumahov-lencse (Kumahov Optics) egy összetett többcsatornás rendszer, amely lehetővé teszi a röntgensugarak kívánt fokos elforgatását és a röntgensugárzás fókuszálását. [1] A lencsét röntgen-, gamma- és neutronsugárzás , fókuszálás, monokromatizálás és energiaszűrés szállítására és szabályozására tervezték. Felfedezés a röntgenoptika területén , professzor, Ph.D. n. Muradin Kumakhov 1984-ben. A Kumakhov-lencse feltalálása előtt a klasszikus fizika azzal érvelt, hogy a röntgensugarakat nem lehet szabályozni. [2]
A különböző médiumokon áthaladó röntgensugár gyakorlatilag nem változik, vagy nem tér el eredeti irányától, mivel a törésmutatója az egységhez közeli. A Kumakhov-lencsének köszönhetően a röntgensugár többször visszaverődött a keskeny csatorna belső falairól, és a másik irányban távozott. A többcsatornás jellegnek köszönhetően a röntgensugarat több ezer különböző ívű csatornába irányítva fókuszáltuk, amelyek mindegyike egy bizonyos pályán irányította a sugarat, és a kimeneten több mikronos fókuszpontot adott. A feladatoktól függően a lencsék átmérője és hosszúsága eltérő lehet, 1-3 cm [3]
Egy négyzetcentiméterben akár százezer különféle konfigurációjú csatorna is lehet, például kerek vagy hatszögletű . [négy]
Kumakhov azzal érvelt, hogy a kristályrács analógjaként, amely a kristályokban csatornarendszert alkot, kapillárisokat használtak, amelyek olyan szögben helyezkednek el a sugárforráshoz képest, hogy mindegyikük rögzíti a fotonok egy bizonyos részét . „És a gyakorlatban megmutattam, hogy a kapilláris görbületi sugarának, átmérőjének és a röntgenfotonok beesési szögének bizonyos arányával ezek a fotonok elforgathatók” – magyarázza a felfedezés szerzője. "Ezt a technikát először javasolták a világon."
A hagyományos boroszilikát üvegből készült kapillárisok a készülék fő elemei. Ha figyelembe vesszük egy lencse példáját, akkor legalább kétezer van belőlük - két milliméter átmérőjű és körülbelül egy méter hosszú üreges csövek, hasonlóak egy orsó alakú testhez, keresztirányú tartóval. Ezzel az objektívvel szinte bármilyen tárgy belső szerkezetét "láthatja". A megfigyelt "kép" felbontása ugyanakkor körülbelül százszor nagyobb lesz, mint bármely modern röntgenkészüléké húszszor kisebb sugárdózis mellett. Az objektív lehetővé teszi a sugár fókuszálását, így szubmikron chipek nyomtathatók, szuperszámítógépekhez való chipek előállításához.
A Kumakhov-lencse a fehérjék és más anyagok szerkezeti elemzésének alapvetően új minőségét biztosítja; az orvostudományban - olyan röntgendiagnosztikai berendezések új generációinak létrehozásának képessége, amelyek képesek a rákos daganatok kimutatására a fejlődés legkorábbi szakaszában és elpusztítására oly módon, hogy először a daganatot bórtartalmú folyadékkal impregnálják, és ezt a lehető legalacsonyabb sugárdózis mellett. [5] [6]
A Kumakhov lencséknek köszönhetően a források teljesítménye 2-3 nagyságrenddel csökken, maguknak az eszközöknek a mérete és súlya csökken, lehetővé válik az 1 W-os nagyságrendű teljesítmény [7] , és a sugárzás A háttér szinte megegyezik a természetesvel, ami leegyszerűsíti az SES engedélyének megszerzését. Oroszországban ennek az objektívnek az alapján fejlesztették ki a Focus X-ray fluoreszcens mikroanalizátort, amelynek segítségével maguknak az anyagoknak és nyomaik szerkezeti elemzését is elvégzik, például lőpornyomokat a ruhákon, ill. a lövöldöző bőre, robbanóanyagok a terroristák ruháin. Ezt az eszközt a legnagyobb bankokban is használják a bankjegyek valódiságának és a nemesfém tuskó szennyeződéseinek meghatározására [8] .
A Kumakhov lencséket más területeken is használják: ökológia (környezet, víz, levegő); biotechnológia ; nanotechnológia , nanoipar (pórusok, nanofilmek és nanorészecskék elemzése , többrétegű szerkezetek, érdesség , laposság stb.); gyógyszerek (gyógyszerek fázis- és elemösszetétele, gyógyszerek sorba állítása).
Először a 20. század 90-es éveinek elején javasolt a röntgenoptikai intézet [6] egy Kumakhov-lencsével ellátott röntgen-mikroanalizátort .
Az USA-ban és Európában gyorsítókon végzett kísérletek azt mutatták, hogy a Kumakhov lencsék és a féllencsék egy átlagos generációs gyorsítóval megegyező energiaáram-sűrűséget biztosítanak. A Kumakhov lencsék lehetővé teszik több mikron nagyságrendű átmérőjű fókuszált nyaláb létrehozását. A Kumakhov kapilláris optikája a leghatékonyabb optika, és könnyen kombinálható a hagyományos, véges anódméretű röntgencsövekkel. [9]
Sok modern röntgen-fluoreszcens spektrométer Kumakhov lencsés röntgencsöveket használ a gerjesztő nyaláb létrehozásához. [tíz]
Az objektív szabadalmát a Kumakhov által társalapító X-Ray Optical Systems jegyezte be . 2007-ben a cég 10 millió dolláros pert indított ellene, azzal vádolva a fizikust, hogy minősített információkat adott át a versenytársaknak. [tizenegy]
