การพัฒนาระบบเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อใช้ในการผลิตรังสีเอกซ์ชนิดไมโครโฟกัส

Abstract

ระบบเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำไปใช้โฟกัสลำอิเล็กตรอนในการผลิตรังสีเอกซ์แบบไมโครโฟกัสในงานจุลทรรศน์รังสีเอกซ์ เนื่องจากปืนอิเล็กตรอนสำหรับผลิตลำอิเล็กตรอนที่พัฒนาไวเดิมออกแบบให้มีเลนส์คอนเด็นเซอร์เพียงตัวเดียว จึงไม่สามารถโฟกัสปลายลำอิเล็กตรอนให้ผลิตรังสีเอกซ์ที่มีจุโฟกัสเล็กกว่า 120 ไมครอนได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นในการพัฒนาเลนส์ออฟเจ๊กทีฟ เพื่อประกอบเข้ากับเลนส์เดิมให้เป็นระบบเลนส์ที่มีความสามารถในการโฟกัสลำอิเล็กตรอนได้ดีกว่า โครงสร้างของเลนส์ที่สร้างขึ้นประกอบด้วยแกนวงจรแม่เหล็กซึ่งทำจากเหล็กคาร์บอนต่ำที่หาได้ในประเทศ มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 ซม. และสูง 9.4 ซม. เปิดช่องสนามแม่เหล็กขนาด 6 มม. และขดลวดสนามแม่เหล็กที่มีจำนวนรอบ 2,857 รอบ เลือกอัตราส่วนช่องเปิดสนามแม่เหล็กต่อช่องทางผ่านลำอิเล็กตรอน (S/D) เท่ากับ 2 เพื่อให้สามารถแปรเปลี่ยนสนามแม่เหล็กได้อย่างสม่ำเสมอระหว่าง 10-100 เทสลา ผลทดสอบระบบเลนส์ที่พัฒนาขึ้นนี้พบว่าสามารถปรับโฟกัสลำอิเล็กตรอนเพื่อผลิตรังสีเอกซ์ที่มีจุดกัโฟกัสเล็กลงเป็น 67.96 ไมครอน และจากการทดลองถ่ายภาพชิ้นตัวอย่างชีวภาพด้วยกำลังขยาย 4 เท่า ใช้เวลาถ่ายภาพ 10 นาที บันทึกภาพด้วยแผ่นบันทึกภาพของบริษัทฟูจิฟอล์มรุ่น BAS-TR2025 แทนฟิล์ม พบวาภาพที่ได้มีความเปรียบต่างดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับระบบเดิมที่ยังไม่มีเลนส์ออฟเจ๊กทีฟ แต่ยังขาดความคมชัด นอกจากนี้พบว่าการใช้กระบวนการสร้างภาพด้วยแผ่นบันทึกภาพมีความสะดวก แต่แผ่นบันทึกภาพมีความไวต่อรังสีกระเจิงมาก จำเป็นต้องใช้เทคนิคการกรองรังสีช่วย เพื่อลดการรบกวนของรังสีกระเจิงต่อภาพถ่ายรังสี