Excillums superröntgen revolutionerar framtiden

Tiden går i taket
God upplösning i röntgenbilden kräver en liten röntgenpunkt. Så fort man vill ha en mindre röntgenpunkt, i storlekar under 5 mikrometer, börjar exponeringstiderna gå i taket, på grund av effektbegränsningen. Konventionella mikrofokusrör har en effekt på några enstaka watt, medan Excillum kan erbjuda god upplösning med rimliga exponeringstider.

En röntgenkälla med hög ljusstyrka kan användas på två sätt: antingen kan man ha samma storlek på punkten som man hade tidigare, men få mycket mera flöde och därigenom sänka exponeringstiden, eller så kan man välja att bibehålla den effekt man hade tidigare med ett konventionellt röntgenrör, men få en betydligt mindre punkt och därmed få högre upplösning.

– Det blir praktiskt omöjligt att genomföra vissa experiment om de tar för lång tid. Vi kan minska exponeringstiden till en tiondel, från kanske 20 timmar till två. Vår elektronstråle tillhör dessutom en av de vackrare. Den har inte så mycket sidostrålning, och det ger en vacker röntgenpunkt. Det betyder högre kontrast i bilderna, utöver den snabba exponeringen. Excillums utrustning tillåter dessutom en viss variation. En dag vill man kanske ha en punkt på 10 mikrometer, nästa dag en på 5 mikrometer. Det kan man välja i utrustningen, säger Oscar Hemberg.

De viktigaste lösdelarna till röntgenröret. Från vänster ser vi den svarta katoden som emitterar elektronerna, som formas till en elektronstråle i elektronkanonen. På sin väg genom strålröret formas strålen och fokuseras av en uppsättning fokuserings- och avböjningsmagneter. Elektron- och metallstrålarna möts i hålet i strålröret och röntgenstrålen kommer ut ur hålet på ovansidan. Enheterna bakerst, vakuumpumpen och sensorn, är kommersiella komponenter, medan den elektroniska drivenheten har byggts av Excillum.

Aldrig hos tandläkaren
När vi ber honom vara mer konkret angående användningsområden svarar han först med ett bakvänt exempel:

– Det finns många tillämpningar då vår produkt inte behövs. Vi kommer aldrig att hamna hos en tandläkare. En tandläkarröntgen är bra nog för sitt ändamål. Man ser hålen och det går fort att ta en bild.

– Men sedan finns det motsatsen. Vill man i dag ta en riktigt högupplöst tredimensionell datortomografisk bild av något väldigt litet, till exempel en halvledare, små djur inkapslade i bärnsten, nanokompositer i bränslecellsforskningen eller ett implantat, så kan det ta upp till 12 timmar att ta en enda 3d-bild. Det är inte svårt att förstå varför kunderna vill få ned tiden till 1,2 timmar, säger Oscar Hemberg.

Metoden kallas mikro-ct och går ut på att man fäster ett mikroskopiskt objekt på en roterande plattform och flyttar objektet i röntgenstrålen tills det bestrålats från alla håll. På sin väg genom objektet absorberas röntgentrålen på olika sätt beroende från vilket håll den passerar, eftersom objektet ofta är oregelbundet inuti. Efter ett varv kan man matematiskt rekonstruera en skiva av objektet.

Metallen som hälls upp ser ut som kvicksilver, men det är i själva verket en legering av gallium, indium och tenn som är flytande vid rumstemperatur. Rent gallium smälter vid 29,8 grader, men en legering har alltid lägre smältpunkt, i det här fallet -19 grader. Man kan utan fara stoppa fingret i gallium – gummihandsken är bara till för att kemisten ska få ett bättre grepp.

Gallium är en av de få vätskor som expanderar när den fryser (precis som vatten, kisel, vismut och några andra ämnen) och eftersom den expanderar med 3,1 % måste röntgenapparatens vätske-system vara frysskyddat för att inte spräckas.

Gallium legeras lätt med andra metaller, och aluminium förvandlas till exempel snabbt till ett pulver om det kommer i kontakt med gallium, så materialvalet i rörledningar och ventiler är synnerligen viktigt.