A simple method of producing a focused x-ray beam
A simple method of producing a focused x-ray beam
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产生聚焦 X 射线束的简单方法
DOI：
10.1117/12.2524167
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Brunetti E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brunetti E
X射线光学的一个挑战是如何聚焦硬X射线。实现宽范围的光斑尺寸的可能性对于许多应用来说是有利的，例如半导体光刻、核聚变诊断或用于癌症治疗的聚焦X射线束。聚焦X射线可以向肿瘤提供精确的高剂量，同时保护周围组织。目前，一种有前途的方法是使用劳厄透镜。然而，它们受到晶体衍射能力和光学元件复杂的mm尺寸排列的限制。此外，它们仅限于亚MeV光子束，因为对于更高的能量，布拉格条件不满足。我们提出了一种有效的和具有成本效益的方法来扩展这个范围高达几十兆电子伏的电子-光子转换器中的流集中的高能电子。出射的X射线遵循电子的轨迹，并且可以通过修改电子束的焦点来简单地调整焦点。如果需要，可以使用弯曲磁体来移除电子，但是混合辐射可以是附加选项。我们的解决方案也可以适用于多束布置，作为伽玛刀的有效替代方案，而无需处理放射源。
One challenge in X-ray optics is how to focus hard X-rays. The possibility of achieving a wide-range of spot sizes would be an advantage for many applications, such as semiconductor lithography, nuclear fusion diagnostics or focused X-ray beams for cancer therapy. Focused X-rays could deliver precise high doses to tumours while sparing the surrounding tissue. Currently, a promising approach is using a Laue lens. However, they are limited by the diffraction capability of crystals and the complex mm-size arrangement of the optical elements. In addition, they are restricted to sub-MeV photon beams, because for higher energies the Bragg condition is not satisfied. We present an efficient and cost-effective method to extend this range up to tens of MeV using an electron-photon converter in the stream of focused high energy electrons. The emerging X-rays follow the trajectories of the electrons and the focus can be simply adjusted by modifying the focus of the electron beam. A bending magnet can be used to remove electrons, if necessary, however a mixed radiation could be an additional option. Our solution can also be adapted to a multiple beam arrangement as an effective alternative to Gamma Knife without the need for handling radioactive sources.
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