Автономный источник рентгеновского излучения на основе процесса горения конденсированных систем

Ответственные исполнители темы:

Кирдяшкин Александр Иванович, вед.науч.сотр., канд.физ.-мат. наук (kirdyashkin_a@mail.ru, тел. +7 (3822) 492-294).

В НИ ОСМ ТНЦ СО РАН на примере системы Ti-B впервые показано, что в процессе горения возможна генерация нетеплового электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне спектра, при этом интенсивность излучения пропорциональна скорости реакции. В качестве рабочей гипотезы предполагается, что при протекании горения происходит экстремальная концентрация энергии на микроуровнях конденсированного вещества, что ведет к возбуждению электронов до энергии порядка единиц и десятков эВ. В дальнейшем «горячие» электроны при взаимодействии с материалом системы генерируют поток рентгеновского излучения.

Установлен эффект рентгеновской эмиссии в реакциях Ti+xB → TiBx, Ti+ySi → TiSiy, реализуемых в ламинатных системах: фольга Ti (20 мкм) с магнетронным покрытием В (0,15 мкм), фольга Ti (20 мкм) с магнетронным покрытием Si (0,20 мкм). За время облучения происходит нагрев, плавление и реакция компонентов ламината с образованием боридов и силицидов титана в приповерхностном слое. С противоположной стороны ламината наблюдался выход пучка рентгеновского излучения, который регистрировался на фотопленке (рис. 1). Необходимо отметить, что без реализации химических реакций в ламинатах лазерный импульс не вызывает рентгеновскую эмиссию.

а б

Рисунок. Характерная засветка фотопленки пучком рентгеновского излучения индуцированным реакционными превращениями ламинатов Ti-B (a) и Ti-Si (б)

Полученные результаты важны как для понимания закономерностей и механизма горения металлосодержащих систем в связи с широким применением высокоэнергетических металлизированных топлив в ракетной технике и пиротехнике, так и для создания прогрессивных технологий получения тугоплавких химических соединений и функциональных материалов методом синтеза горением.