درخشان‌ترین منبع اشعه ایکس جهان ابداع شد

محققان در لابراتور ملی لارنس لیورمور درخشان‌ترین منبع اشعه ایکس را ابداع کرده‌اند که درخشش آن از منابع قبلی ۲ برابر بیشتر است.

کد خبر: ۱۲۱۸۱۹۵

دوشنبه - ۰۱ بهمن ۱۴۰۳ / January 20, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، این دستاورد در حوزه‌های مهمی مانند تحقیقات انرژی همجوشی کاربرد‌های زیادی دارد.

محققان برای دستیابی به این موضوع ۲ ابزار مهم یعنی لیزر تاسیسات ملی احتراق (NIF) و فوم‌های فلزی بسیار سبک را ترکیب کردند. لیزر NIF یکی از قدرتمندترین لیزر‌های انرژی جهان است که می‌تواند پالس‌های بسیار قدرتمند نور را فراهم کند. فوم‌های فلزی نیز موادی با ساختار اسفنجی مانند هستند که به همین دلیل بسیار سبک‌اند.

محققان از نقره برای تولید فوم فلزی استفاده کردند، زیرا انرژی اشعه ایکسی که فلز تولید می‌کند با عدد اتمی آن مرتبط است. آنها در بیانیه تحقیق خود نوشته‌اند: تیم از نقره استفاده کرد، زیرا می‌خواستند اشعه ایکس با انرژی بیشتر از ۲۰ هزار الکترون ولت تولید کنند. همچنین پژوهشگران اهداف سیلندری شکل با عرض ۴ میلیمتر را با استفاده از قالب و نانوسیم‌های نقره ساختند.

هنگامیکه لیزر NIF با قطعه‌ای از فلز جامد برخورد می‌کند، منطقه‌ای کوچک روی سطح آن را هدف می‌گیرد، اما ماهیت متخلخل فوم سبب می‌شود لیزر به عمق بیشتری نفوذ کند و در نتیجه به حجم بیشتری از ماده برخورد کند. جف کولوین محقق لابراتور ملی لارنس لیورمور در این باره می‌گوید: ما فوم نقره‌ای با چگالی حدود ۱/۱۰۰۰ چگالی جامد ابداع کردیم که چندان بالاتر از چگالی هوا نیست. لیزر NIF در چنین فومی به حجم بیشتری از ماده برخورد می‌کند و گرما سریع‌تر نفوذ می‌کند. کل سیلندر فومی در حدود ۱.۵ میلیاردم ثانیه داغ شد.

این فرایند سریع و ادامه دار داغ شدن به تولید اشعه‌های ایکس به شدت درخشان منجر می‌شود. محققان آزمایش‌های بیشتری با فوم‌هایی با تراکم‌های مختلف انجام دادند تا ساختار بهینه برای به حداکثر رساندن بازده انرژی را بیابند.

چنین منبع اشعه ایکسی پتانسیل زیادی در حوزه اکتشافات علمی دارد. درخشش بالا و سطح انرژی آن به خصوص برای عکسبرداری و تحلیل ماده‌ای بسیار متراکم مانند پلاسمای تولید شده طی آزمایش‌های همجوشی محصور اینرسی کارآمد است.

همجوشی محصور اینرسی فرایند است که لیزر‌های قدرتمند را برای گرم کردن و فشرده کردن یک پلت کوچک سوخت به کار می‌گیرد و یک منبع پاک و انبوه انرژی به حساب می‌آید.