Ученые Томского политеха к 2018 году создадут рентгеновский томограф, который будет работать не только с амплитудой электромагнитной волны, но и с ее фазой, что позволит получать значительно больше информации о внутренней структуре исследуемых объектов в медицине и промышленности.
«Используемые сегодня томографы работают на достаточно давно известных принципах: через объект проходит излучение, и оно ослабляется. Если у объекта сложная внутренняя структура, то в каких-то частях это излучение поглощается больше, где-то меньше. И вот это изменение плотности мы можем видеть. Но есть масса объектов, для которых традиционные томографы неэффективны. Например, хрящ в теле человека. Он слабо поглощает рентгеновское излучение, и его плотность мало отличается от плотности окружающих тканей. Чтобы получить точную информацию об объекте внутри другого объекта, при том, что этот объект слабо поглощает рентгеновское излучение, нужны томографы другого типа — работающие с фазой волны, так как фаза, по сравнению с амплитудой, дает значительно больше информации», — говорит руководитель проекта, ведущий научный сотрудник международной научно-образовательной лаборатории «Рентгеновская оптика» Алексей Гоголев.
По словам ученого, только в 2000-х годах появилась техническая возможность создать устройства, работающие с фазой волн в рентгеновском диапазоне, приемлемого размера для диагностики больших объектов. И сейчас в мире над созданием таких томографов работают всего несколько научных коллективов — в США, Японии и Европе, в том числе, финансируемые крупными производителями медицинской техники — Siemens, Philips и другими. Среди европейских вузов этой тематикой занимается Технологический институт Карлсруэ, с которым сотрудничают политехники.
«В России на сегодняшний день никто не занимается разработкой таких устройств. В медицине этот томограф поможет отслеживать восстановление внутренних тканей и, например, воздействие лекарственных препаратов на процессы восстановления. Кроме медицинского применения, томограф полезен для диагностики композитных изделий, например, из углерода — это тоже слабопоглощающее вещество. Композитные материалы широко используются в авиакосмической, оборонной промышленности, ядерной энергетике и других областях. Томограф позволит получить точную информацию о внутренней структуре объектов, обнаруживать внутренние дефекты и др. Сейчас такие исследования, конечно, проводят, но на синхротронах (кольцевой циклический ускоритель заряженных частиц — ред.). Это не самое доступное оборудование. Мы же работаем над устройством, которое позволит перенести методы, используемые на синхротронах, в небольшую лабораторию», — отмечает Алексей Гоголев.
Разработчики томографа выиграли конкурс Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Общая сумма государственной поддержки на этот проект до 2018 года составляет 31 млн рублей. Такую же сумму в проект должны инвестировать промышленные партнеры, одним из которых является томская компания «ЭлеСи».
