Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) создали самый яркий на сегодняшний день источник рентгеновского излучения. Источник рентгеновского излучения является источником рентгеновских лучей, подобно тому, как лампа является источником излучаемого ею света.
Мощные лазерные лучи генерируются в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций . Фото: LLNLИспользуя лазер Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (NIF) и сверхлегкий композитный пенометалл (металлическую пену из разных типов металлов), источник рентгеновского излучения стал в два раза ярче, чем в предыдущих экспериментах. Исследователи добились этого с помощью устройства из стоматологии. Стоматологи используют специальный аппарат для обнаружения кариеса. 

При работе аппарата образуется электронный луч, который падает на металлическую пластину. Рентгеновские лучи возникают в результате взаимодействия электронов в пучке с электронами атомов металла.
Лазерные лучи попадают на цилиндр из композитного пенометалла — серебряной пены в данном случае — (в центре), который затем генерирует излучение как источник рентгеновских лучей. Фото: Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе

«В NIF мы используем мощный лазерный луч вместо электронного луча для генерации рентгеновских лучей, воздействуя лучом на атомы серебра и создавая плазму», — объясняет исследователь LLNL Джефф Колвин.

Серебро имеет высокое зарядовое число атомного ядра и поэтому подходит для создания источника рентгеновского излучения с энергией 20 000 электрон-вольт.

Для этого были изготовлены серебряные нанопроволоки и заморожены в растворе. Раствор затем удалялся посредством процесса сушки, в результате чего получались 4-миллиметровые цилиндры серебристой пены. Плотность пены составляет всего тысячную часть плотности обычного серебра, она едва превышает плотность воздуха.

Это позволяет нагревать лазером больший объем серебра. Тепло распространяется быстрее, чем в твердом теле. Весь цилиндр из серебряной пены нагревается за 1,5 миллиардные доли секунды.

Метод призван помочь в исследовании структур материалов на атомном уровне, наблюдении за химическими реакциями в реальном времени и дальнейшем развитии ядерного синтеза. Огромная яркость позволяет изучать очень плотные материалы, такие как плазма, получаемая в результате инерционного термоядерного синтеза.

Инерционный термоядерный синтез предполагает нагрев топлива до огромных температур с помощью лазера. Этот процесс очень плотно сжимает материал. Выделяющуюся энергию можно использовать для выработки электроэнергии. Используются те же лазеры, которые генерируют рентгеновские лучи в NIF.