Хочу сразу сделать заявление, что все опыты с рентгеновскими источниками, показываемые в данном блоге мной, являются исключительно опытами и работами меня и моих товарищей, как физических лиц на свой личный страх и риск. Поэтому, не надо пытаться ко мне на фирму присылать каких-то санитарных врачей или других "помощников бизнеса". Этот блог вообще ведётся мной, а не компанией, где я тружусь директором, поэтому любители штрафовать или судить директора за какие-то нарушения по отношению к самому себе могут идти в пешее эротическое путешествие.
Итак, ближе к интересному нам делу. Мы с компаньоном уже лет так 10, как активно интересуемся тематикой рентгеновских трубок. Понятно, что не разобравшись и не пощупав что-то, как инженеры, пытаться делать бизнес, связанный с высокими технологиями, бессмысленно. Однако, когда мы стали искать выход на "рентгеновскую" поляну, то, естественно, столкнулись с неприятием тех, кто её уже окучивает.
Но, кто ищет, тот всегда найдёт. Нашли и мы через какое-то время в 2012 году (кажется) профессора Мурадина Кумахова, ныне покойного. Это вообще был уникальный человек, являющийся изобретателем мирового уровня в области рентгеновской капиллярной оптики. Он первый обнаружил, что направление рентгеновского излучения можно изменять при помощи тонких стеклянных капилляров. К моменту нашего знакомства человек был уже на закате жизни, но занимался наукой в рамках своей небольшой частной компании. Вот он нам накидал первые ТЗ на маломощные аналитические трубки, к которым у него был интерес. Таким образом началось наше первое сотрудничество с заказчиком в области рентгеновской техники. Тогда ещё мы не умели делать рентгеновских окон, да и испытания готовых рентгеновских трубок проводились в лаборатории у Кумахова ( фирма называлась "Институт рентгеновской оптики" ).
Тем не менее, в рамках сотрудничества родилась наша первая конструкция рентгеновской трубки с прострельным анодом и с многоэлектродной электронной пушкой и оксидным катодом косвенного накала. Кто-то, кто в теме, может сказать, что "так никто не делает", но мы сделали и получили размер электронного пятна ( фокуса ) на мишени порядка 30 мкм при анодном напряжении 40 кВ.
Тогда мы очень гордились этим, но не знали, что выполнить свою часть договорённости по разработке источника питания для данной трубки у М. Кумахова не получится, так как, в связи с болезнью, дела его компании пойдут всё хуже и хуже, и специалист компании по высоковольтной электронике уволится, сделав рабочий макет, но не закончив разработку. Да и обещания поставлять нам для работы бериллиевые рентгеновские окна в оправах тоже сорвались, так как поставщики после получения первых удачных образцов рентгеновских трубок заявят, что хотели бы сами выпускать их, а с нас им надо только электронные пушки.
Со смертью Кумахова тема с рентгеновскими трубками у нас не заглохла окончательно, поскольку на горизонте появились люди из различных НИИ РАН, в частности из ФИАНа, которые знали от него про нашу группу и наши компетенции. Пошли не частые, но регулярные заказы что-то сделать в рентгеновской тематике. Кто-то давал свои бериллиевые окна, кто-то просил нас сделать их самостоятельно. Так постепенно методом проб и ошибок за несколько лет ( занимались этим время от времени, когда позволяли основные дела ) мы освоили пайку бериллия к оправе и напыление тонких плёнок рентгеновских анодов на бериллий.
Следом, поставили цель приобрести лазер для приварки окон к корпусу рентгеновской трубки. До этого пользовались лазером у друзей. Лазер заказали в одной из компаний Зеленограда, занимающейся подобным производством.
Одновременно, мы пытались под разработанную в сотрудничестве с "ИРО" аналитическую рентгеновскую трубку сами разработать источник питания и управления. И почти сделали это при помощи одной из групп молодых электронщиков, но проект так и не был доведён до коммерческого состояния. После чего я понял, что высоковольтный БП со схемой управления надо делать самим, либо вообще не делать. Никакими аутсорсинговыми методами в данной тематике с ограниченным бюджетом добиться результата не возможно, с учётом того, что схемотехника устройства под нашу нестандартную рентгеновскую трубку должна быть тоже нестандартная. Т.е., в отличие от питания обычной рентгеновской трубки, тут надо подвешивать под напряжение -40 кВ (ещё желательно и регулируемого) целую схему управления и питания более низковольтными электродами прибора: накала катода ( 6,3-8 В ), ускоряющего электрода ( 0-400 В ), фокусирующего электрода ( 2000-8000 В ). И всё это должно ещё регулироваться с компьютера.
После неудачи мы сказали себе, что надо сделать несколько шагов назад и разработать рентгеновскую трубку, для которой мы наверняка сможем сделать свой источник питания и управления.
Так родилась совсем небольшая рентгеновская трубка с прострельным анодом до 10 кВ напряжения катод-анод.
У трубки тоже оксидный катод косвенного накала и круглое "фокусное" пятно диаметром порядка 0,5 мм. Конструкция в целом традиционная, только вместо цилиндра Венельта использовался модулятор ЭЛТ, которых у нас куча.
Параллельно нашёлся способ оценки наличия и интенсивности мягкого рентгеновского излучения при помощи бытового дозиметра, имеющего чувствительность к бетта-излучению. В таких дозиметрах применяется счётчик Гейгера со входным окном из слюды, что даёт возможность регистрировать так же и рентгеновские фотоны с энергиями единицы тысяч эВ. Раньше мы все образцы своих рентгеновских трубок возили на тестирование в оснащённые рентгеновскими спектрометрами лаборатории знакомых.
Пока решали, какова будет схема источника питания для сконструированной простой рентгеновской трубки, как в изобретательских архивах была найдена конструкция рентгеновской трубки с осесимметричным выходным окном и прямонакальным катодом, расположенным между анодом и этим окном.
Повторили такой конструктив, записали в свою копилку ещё одну рабочую конструкцию и стали развивать идею осесимметричной рентгеновской трубки с изолированным от отражательного анода выходным окном. Преимущества такого прибора заключаются в том, что его можно подключать по той же схеме, что и обычные радиолампы или кинескопы. Т.е. заземлять катодную часть, а анод питать положительным источником высокого напряжения.
Идея развилась в электронно-лучевую рентгеновскую трубку с отражательным анодом, изолированным от выходного окна.
Сделав такую оригинальную рентгеновскую трубку решили именно для неё разработать собственный модуль питания и управления. Пока до анодного напряжения +5 кВ. Дело в том, что эксперименты с рентгеновским излучением такой энергии фотонов практически безопасны, так как подобные фотоны задерживаются даже тканью одежды или слоем воздуха в десятки сантиметров.
Закончить описание наших достижений хочу видео испытаний разработанного и изготовленного нами источника питания и управления аналитической рентгеновской трубкой.
Снималось видео осенью прошлого года. С тех пор удалось с этим оборудованием поучаствовать в одной из НИОКР партнёров, как соисполнители. С тех пор не удалось приобрести собственный рентгеновский спектрометр у американской компании, их изготавливающей, поскольку случились глобальные санкции. Спасибо, что хотя бы 600 тыр предоплаты поставщик вернул. Надеюсь, что на рентгеновской поляне нас дальше ждут ещё более удивительные приключения.
Комментарии (50)
AntonSor
18.05.2022 19:55+3Спасибо, очень интересно! Впервые вижу такую конструкцию.
videoelektronic Автор
18.05.2022 20:54+6Наша электронно-лучевая конструкция с отражательным анодом формирует пучок, не имеющий фокуса "карандашной" формы. Может использоваться для создания рентгеновских источников, как возбудителей рентгено-флюоресценции или рентгено-стимулированной ионизации газа во время-дрейфовых спектрометрах. Особенностью является так же возможность модулирования рентгеновского излучения короткими импульсами в десятки наносекунд.
MechanicZelenyy
18.05.2022 20:20+4Вообще если провести небольшой сбор информации, то Кумахов больше выглядит как фрик, а не как реальный учёный, а его "институт" скорее портальной конторой.
videoelektronic Автор
18.05.2022 20:49+6Если вы были бы хоть немного в теме, то ваш сбор информации мог бы найти вот такую статью: https://www.j-analytics.ru/files/article_pdf/3/article_3378_628.pdf
Поликапиллярная оптика Кумахова. и аналитические приборы на ее основе. А.Болотоков, Д.Зайцев, А.Щербаков
Или даже Википедию смогли бы прочесть: Линза Кумахова — Википедия (wikipedia.org)
Но вы, видимо, загуглили первые статьи политизированных журналистов, которые любят ставить историю жизни М. Кумахова в пример, как "историю учёного не оценённого государством российским". На самом деле, там всё намного сложнее, как всегда, чем в примитивных агитках политиканов.
MechanicZelenyy
18.05.2022 21:59+6Если бы были хоть не много в теме, то вы поняли что в статье на википедии написаны странные вещи. Статья конечено изменилась, пару лет назад она вообще представляла из себя наукообразный бред, но сейчас не достоверные утверждения начинаются с первого абзаца.
Что касается статье, то в нормальных журнала их не очень много (я нашел около трех статей) и там собвенно нет той самой чудодейственной линзы.
Зато есть целая фабрика статей написанная сотрудниками ОАО "Интститут рентгеновской оптики" в трудах конференции проводимой ОАО "Интститут рентгеновской оптики" по редактороством директора ОАО "Интститут рентгеновской оптики"
YDR
19.05.2022 00:58однако "линза Кумахова" полноценно работает и применяется.
MechanicZelenyy
19.05.2022 02:16+3Почти правильно, только не работает и не применяется.
В целом если попытатся искать информацию о ней, то находится только качественное описание принципа работы (без каких либо количественных оценок), множество самопротиворечещих или просто экстравагантных фактов о ООО "Интститут рентгеновской оптики" и Кумахове, и конечено же обещания перегнать, повысить на два порядка и жалобы на то как официальная наука душит гениев.
И естетсвенно практический никакой информации на английском (кроме статей с соавторами из ФИАНа, но там и кумаховской оптики нет)
vashu1
19.05.2022 03:52+1А почему не работает? Принцип вроде тот же что используется в рентгеновских телескопах, glancing reflection, нет? Или в капилляре отражений слишком много и мощность падает?
videoelektronic Автор
19.05.2022 07:57Не верьте ему, он - провокатор, возможно, действующий с каким-то неясными мне целями. Дело в том, что судьба этого изобретения Кумахова, как и вообще самого Кумахова очень непростая. Международный патент у него отжали в 90-е через совместное предприятие некие бизнесмены иностранные, сговорившись с рядом его учеников. Сам Кумахов был сложным человеком и со многими в РАН не ладил. По использованию изобретения Кумахова в германском филиале международной компании, владеющей сейчас патентом на "оптику Кумахова" вы можете на сайте найти тут: X-Ray Optics | Capillary Optics | Monocapillaries & Polycapillaries (helmut-fischer.com)
MechanicZelenyy
19.05.2022 11:42Качетсвенно да работает, но вот к практическому исполнения вопросы:
Длинна линзы, очень грубая оценка должна быть около полуметра, я допускаю что можно сделать до 10-15 сантиметров, но 1-3 сантиметра уже кажется сомнительным
Изготовление: это технический вопрос, можно ли добится соответвующего качества изготовления каппиляров
Потери: какие потери за счет поглощения лучей не под критическим углом, вследстии кривизны каппилляра (что может оказаться сущетсвенным фактором) и пр.
Я таки нашел материалы и на английском от других исследователлей, но это не отменяет того фатка, что ООО "Интститут рентгеновской оптики" стременая организация, путаящаяся в показаниях и позволяющая себе не достоверные тезисы (я сейчас не буду писать, посколько это надо проводить полноценны разбор, но вы самим можете побыть детективом)
Даже если есть рабочие образцы, то надо понимать что применение такой линзы ограниченно и на переворот в науке она не тянет.
videoelektronic Автор
19.05.2022 20:02ИРО уже нет давно. Там некому "путаться в показаниях". Умер основатель и бессменный директор. Перестаньте пинать труп льва, это не прилично.
YDR
19.05.2022 07:03+3Я видел ее как принадлежность к ДРОН-7, как критическую деталь для рентгенофлуоресцентного сканера от "Научных Приборов", СПб, и как принадлежность к Shimadzu XRD-7000. Никто не жаловался, все работало, фокусировало.
videoelektronic Автор
19.05.2022 07:58X-Ray Optics | Capillary Optics | Monocapillaries & Polycapillaries (helmut-fischer.com) иностранные владельцы патента на "оптику Кумахова" делают серийно приборы. Вы правы, а провокатор просто = гражданин совравши.
videoelektronic Автор
19.05.2022 07:54Ваши категоричные утверждения не соответствуют действительности, поскольку в Германии существует компания, которая применяет подобную рентгеновскую оптику в своём массовом оборудовании и, более того, является (насколько мне известно) держателем патентов на неё. X-Ray Optics | Capillary Optics | Monocapillaries & Polycapillaries (helmut-fischer.com) . Я у них был в гостях в Берлине, видел своими глазами установку для производства капиляров такой оптики. Была эта установка и у М. Кумахова, но после его смерти, пропала в результате банкротства его фирмы. Так что вы - господин совравши.
sim2q
18.05.2022 20:57+1Спасибо, за статью.
На фото БП -40кV ?
Резистор из цепочки aka МЛТ-0.125 для измерения напряжения?videoelektronic Автор
18.05.2022 21:05+1Да, 4-е фото, это БП -40 кВ, на которое ещё подвешены более низковольтные БП и схема управления ими. Скорее всего слева - делитель напряжения на резисторах. Но там где-то ещё и умножитель есть. Вся высоковольтная часть работала в масле. Связь с подвешенной схемой была через оптоэлектронные пары. Но всё это не удалось отладить нормально. Т.е. схема то работала, то сбивалась или вообще сгорала. А на приобретение опыта просто банально не хватило ресурсов и времени. Но опыт того, что удалённо от производства самой рентгеновской трубки такие вещи не разрабатываются, был получен.
YDR
19.05.2022 01:01+1я бы сделал управление по полноценному оптоволокну, микроконтроллер на катодной стороне, да и 200 В генерировал бы DC-DC от накального напряжения. Накальный ток отдельным регулятором.
videoelektronic Автор
19.05.2022 08:01+1Там надо генерировать было ещё и 8000 Вольт подвешенных.
Для передачи энергии использовался трансформатор с разомкнутым магнитопроводом.
Это некоторые фото промежуточных вариантов.
Mikado
18.05.2022 21:55+3Интересный стиль изложения... даже перепроверить пришлось, на Хабр ли я зашёл.
Jury_78
18.05.2022 22:43+6Радостно, что кто то что то делает, а не перепродает...
videoelektronic Автор
18.05.2022 22:51+1Да много, вообще-то, кто-то что-то делает, но мало кто любит делать из денежно-выгодных дел рекламу. Я ведь тоже описываю исключительно исследовательские и конструкторские стартапы. Если бы это дело приносило большой регулярный доход, то мы бы делали это молча.
Jury_78
19.05.2022 10:33+2мало кто любит делать из денежно-выгодных дел рекламу
Как сказать... Реклама окупается в основном для массового производства, но не для таких нишевых продуктов. Осциллографы не рекламируют на каждом шагу, хотя это наверно более массовый продукт, не так конечно как смартфон :)
Вообще вы бы видели на чем еще работают в науке... Видел рабочую рентгеновскую трубку с БП на лампах.
videoelektronic Автор
19.05.2022 20:04Многое меняется прямо на глазах. То, о чём полгода назад мы только в шутку говорили, вдруг становится реальностью.
rinat_crone
18.05.2022 23:40+6Вы неплохие (и достаточно интересные местами) статьи пишете, но неужели обязательно в каждой из них упоминать, что вы директор? Мы уже поняли, услышали Вас ещё в первый раз :) От лица всех директоров спешу Вас с этим поздравить от всей души! Но не забывайте развиваться дальше, директорство — не предел мечтаний.
videoelektronic Автор
18.05.2022 23:59-5неплохой и достаточно интересный, местами с начала, комментарий вы написали. Но закончили вы как-то не столь неплохо и не столь интересно. В связи с этим, у меня возникло к вам несколько вопросов:
1) Кто вас уполномочил делать заявление "от лица всех директоров"? Не является ли это признаком наличия у вас "комплекса Наполеона"? Я знаком, как минимум, с двумя десятками директоров и почти уверен, что никто из них вас полномочиями выступать от своего имени не наделял.
2) На каком основании вы считаете, что этот блог читают только постоянные посетители ресурса habr.com ? Спешу вас разочаровать, но мне за прошедшие несколько дней после моей регистрации тут, написали сообщения через другие каналы связи несколько людей, прочитавших одну из моих статей тут, но не имеющие возможности в связи с отсутствием регистрации комментировать и писать в местную личку. Естественно, что такие люди не обязаны знать про каждого блогера и всю историю им написанного.
Вы, родившийся в 1989 году, являетесь ещё очень молодой личностью только-только возмужавшей, и ваш покровительственный тон по отношению к много старшему вас человеку говорит о том, что вам надо ещё взрослеть и получать жизненный опыт. Чего вам от всей души желаю.
rinat_crone
19.05.2022 00:10+11О, боги, в ответ на сарказм — сразу переход на личности и постановка диагноза по фотографии. Вы уверены, что это мне диагноз нужен?
vvzvlad
20.05.2022 14:19Ну вы же почему-то были уверены, что автору нужен ваш совет насчет отсутствия упоминаний?
YDR
19.05.2022 01:03+3лучше перестраховаться. Я так понял, это - дисклеймер, чтобы злоумышленники не могли фирму повредить, натравливая какие-нибудь органы.
videoelektronic Автор
19.05.2022 08:04Вы абсолютно правы. В наше время надо быть очень осторожным. Особенно в подобных пограничных тематиках.
SergeyMax
19.05.2022 12:48+5дисклеймер, чтобы злоумышленники не могли фирму повредить, натравливая какие-нибудь органы
В это же время злоумышленники: чёрт, здесь дисклеймер, похоже, у нас ничего не получится!
videoelektronic Автор
19.05.2022 20:06Вы можете не верить, но большинство доносчиков делают пакости просто мимоходом, так как для них донос написать, как стакан воды выпить.
cubicBEAR
19.05.2022 07:44+2Спасибо за вашу работу. В свое время, молодым специалистом, собрал здоровенный РФА из подручных материалов, желудей и палок. Детектор из ЛИЯФа, колхозный держатель для кадмия и америция... Высоковольтный источник на самодельной плате для детектора. Но работало, включаясь, правда, не с первого раза.
Очень мечтал тогда о маленькой рентгеновской трубке.
Azat_Khadiev
19.05.2022 08:06А что на счёт фокусировки рентгеновского излучения с помощью CRLs (Compound Reflective Lenses)? Вроде технология проще, чем изготовление поликапиллярной оптики.
videoelektronic Автор
19.05.2022 08:08Я про оптику Кумахова мимоходом тут упомянул. Понятно, что это не единственный способ управления рентгеновским излучением.
YuryVl
19.05.2022 10:42+2Добрый день!
Очень интересно и большая признательность за такие работы и статью на HABR.
Когда-то давно был "причастен" к нескольким статьям по теме в МНПО "Спектр".
1) Какое практическое применение/назначение (анализ материалов, дефектоскопия, пр.)?
2) Как выполнено охлаждение?
3) Как дальше планируете развивать проект (поиск венчурного инвестора/фонда, заказы)?
С Уважением!
videoelektronic Автор
19.05.2022 19:49+1Практическое применение - рентгено-флюоресцентный анализ, источник для генерации тестового излучения (например, для проверки датчиков), источник для ионизации газа в спектрометрах времени дрейфа.
Stas911
20.05.2022 16:56Вот это бы неплохо прямо в начало статьи добавить, тк понятно, что это, но непонятно, для чего это нужно и чем существующее не устраивает.
videoelektronic Автор
19.05.2022 19:50+1В частности, в связи с тем, что выходным излучением можно в этом приборе управлять с высокой скоростью, то может использоваться, как имитатор синхротронного излучения тоже.
YuryVl
20.05.2022 11:00+1Спасибо за ответ (хотя, наверное, будут сложности по калибровке)!
Интересно про охлаждение....
С W не стали связываться из-за сложности обработки?
Удачи Вам!
videoelektronic Автор
20.05.2022 20:54Это - аналитические приборы малой мощности, порядка 3-5 Вт электрической мощности. Поэтому, тут специального охлаждения не требуется. Для нас, в определённом смысле, это - демонстратор технологии и компетенций.
Glintvein
19.05.2022 11:59+3С порога делать заявление с рекомендацией читателю отправиться в "пешее эротическое путешествие" как то сразу наводит на негатив и отбивает желание продолжать чтение. ..
videoelektronic Автор
19.05.2022 19:51Не читателю рекомендация, а писателю доносов или ретивому чиновнику. Перечитайте текст внимательно.
Raah
19.05.2022 14:45+2Если интересно - могу прислать снимки различных иностранных микрофокусных трубок. А то поставки немцы и японцы запретили, доллар уронили - китайские производители теперь в шоколаде, а отечественные в ... условиях нечестной конкуренции.
videoelektronic Автор
19.05.2022 20:00-1Проблема части отечественных приборостроителей состоит в их высоком снобизме, религиозном поклонении коллективному Западу, желании разговаривать с производителем отечественной ЭКБ через губу и не желании делиться своей прибылью. Ну и вот, они такие производители, что называется, приплыли.
Конкретно моя позиция такова: я и раньше не бегал за потенциальными заказчиками в попытках доказывания чего-то там (это бессмысленное занятие), а сейчас тем более не собираюсь это делать.
Если после всего случившегося с санкциями бизнесмен просто собирается переключиться с условной Японии или Германии на условный Китай, то разговаривать мне с ним не о чем, так как он просто сиюминутный барыга, выдающий себя за инноватора.
Stas911
20.05.2022 17:01Так и не понял, чем ваше изделие лучше изделий "колективного Запада"? Тем, что в России изготавливается?
videoelektronic Автор
20.05.2022 21:22А когда вы сантехника вызываете починить вам кран или трубу, то вы задаётесь вопросом, чем его работа лучше работы английского сантехника? Или, когда вы хотите полететь самолётом, то вы обязательно выбираете иностранный самолёт с иностранным экипажем? Для того, что бы быть, как производитель, востребованным в собственной стране, не обязательно делать лучшие в мире изделия или материалы (тем более, что понятие "лучшее" в технике является маркетинговым, а не объективным). Достаточно лишь иметь разумных соотечественников, поскольку работа с отечественным поставщиков тех или иных комплектующих в большинстве случаев в среднесрочной и долгосрочной перспективе более выигрышная стратегия, чем ориентирование на иностранного поставщика. И связано это с тем, что, работая с иностранными поставщиками, вы ВСЕГДА будете отставать и никогда не сделаете продукт мирового уровня. Хотя да, бусы бывают очень красивыми. А лучшие в мире комплектующие и материалы возможно сделать только в рамках единой цепочки технологической кооперации.
Разработка технической системы передового уровня начинается с новых и оригинальных научно-технических идей для реализации которых, в частности, необходимо использовать как датчики, воспринимающие процессы в окружающей природе, так и источники воздействий на процессы в окружающей природе. И то, и другое, конечно, формально относится к области ЭКБ, но, в реальности, является, скорее, химико-физическими преобразователями, национальные компетенции в производстве которых критически важны. Массовая же ЭКБ - это, скорее, своеобразный "лего-конструктор", доступ к которому и умение соединять стандартные компоненты не превращает никого из глупого туземца в "белого человека".
axe_chita
20.05.2022 07:09+2Это уже конечно банальность, но ждем продолжения.
P.S. Совершенно не был в курсе о существовании рентгеновской оптики, так что век живи, век учись.
mihmig
Очень жаль, что вашей команде мешают двигать цивилизацию вперёд такие факторы.
Удачи вам во всех начинаниях!
videoelektronic Автор
Спасибо за хорошее пожелание. Мы стараемся.