علماء يبتكرون جهاز أشعة سينية بحجم الهاتف الذكي
أصـــداء /العُمانية
نجح علماء من جامعة بيلغورود في تطوير جهاز أشعة سينية بحجم الهاتف الذكي، وقد حددوا الشروط التي تضمن استقرار الجهاز المحمول ومتانته.
ويعود الحجم الكبير لأجهزة الأشعة السينية الطبية والصناعية إلى ضخامة مكوناتها الداخلية: أنبوب الأشعة السينية، الذي يولد الإشعاع عند تطبيق جهد عالٍ، والكاشف الموضوع داخل غلاف واقٍ. وقالت الجامعة إن هذا يصعِّب نقل هذه الأجهزة لضخامتها، ويستهلك كميات كبيرة من الكهرباء، إذ تتيح زيادة حجم الأنبوب زيادة قوة الأشعة السينية وقدرتها على الاختراق، بينما يمكّن الكاشف من التقاط إشارات أكثر والحصول على صورة دقيقة للجسم المراد فحصه. ومع ذلك، لا حاجة لتحسين هذه الخصائص في العديد من تطبيقات التشخيص الطبي وتحليل المواد، كما أشار أندريه أولينيك، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء النظرية والتجريبية في جامعة بيلغورود الحكومية.
وحدد العلماء الظروف التي تمكّن بلورة تانتالات الليثيوم (LiTaO₃) ذات قطر 1 سم من توليد أشعة سينية بشكل مستقر وقابل للتكرار، بطاقة كافية للأغراض الطبية. وعند رفع درجة الحرارة بمقدار 10 إلى 20 درجة مئوية في الفراغ، تصبح هذه البلورات مصادر لحقل كهربائي قوي، ما يؤدي إلى توليد الأشعة السينية.
وأضاف أولينيك: “لقد وجدنا العامل المسؤول عن نجاحنا، قانون التغير الدوري في درجة حرارة البلورة، الذي يشبه شكل الجيب. يسمح هذا القانون بتغييرات سلسة في سعة المجال المولد، ويقلل بشكل كبير من احتمالية حدوث أعطال كهربائية، والتي قد تؤدي إلى عدم الاستقرار. إن الضبط الدقيق للهندسة التجريبية، وضغط الغاز المتبقي، وقانون تغير درجة الحرارة يسمح لنا بتحقيق تشغيل مستقر، أو على العكس، الانزلاق إلى حالة عدم استقرار”.
وأشار إلى أنه قبل نحو 20 عامًا، طُرح مصدر أشعة سينية مشابه، والذي أثار ضجة قصيرة نظرًا لوظيفته، ومصدر طاقته من بطارية 9 فولت، وحجمه الذي يفوق علبة الثقاب بقليل. ومع ذلك، بسبب عدم استقرار الإشعاع، توقف إنتاج هذه المصادر بعد بضع سنوات، ولم يحاول أحد إنتاج مصادر كهربائية حرارية أخرى، معتبرًا إياها غير فعالة وغير قابلة للتحكم.
وتابع أولينيك: “لقد وضعنا لأنفسنا هدفًا يتمثل في القضاء على أسباب عدم استقرار توليد الجسيمات، وقد نجحنا في ذلك. لكننا الآن بحاجة إلى تحويل هذه المبادئ إلى شكل مدمج للاستخدام العملي خارج المختبر. ويمكن أن تكون هذه الأجهزة ركيزة أساسية في سيارات الإسعاف، وغرف الطوارئ، ومسابك الصلب، وحتى في صناعة المجوهرات”.
