从阴影中走出来：一种X射线彩色成像的新方法

哥廷根大学的研究人员创造了一种新的方法来生成彩色的X射线图像。以前，使用X射线荧光分析确定样品中的化学成分和成分排列的唯一方法是将X射线聚焦在整个样品上并进行扫描，这既费时又费钱。这种新方法只需一次曝光就能生成一个大面积的图像，消除了聚焦和扫描的需要。该研究结果发表在《Optica》杂志上。

上图展示了如何使用新开发的方法创建一个图像。两种颜色--绿色和品红色--是由样品中的荧光原子（左）由于X射线的激发而发出的。灰色的圆形物体代表一个在检测器上投下阴影的光学器件。然后，该算法产生一个具有两种颜色的实际图像--其强度代表了样品中荧光原子的密度。

与可见光相比，对于"不可见"的辐射，如X射线、中子或伽马射线，还没有类似的强大镜头可以诠释。然而，这些类型的辐射是必不可少的，例如，在核医学和放射学，以及工业测试和材料分析中。

X射线荧光的用途包括分析绘画和文物中的化学成分，以确定真实性、来源或生产技术，或在环境保护中分析土壤样本或植物。半导体元件和计算机芯片的质量和纯度也可以用X射线荧光分析来检查。

科学家们使用了慕尼黑PNSensor公司开发的X射线彩色相机和一个新颖的成像系统，该系统基本上由物体和探测器之间的一个特殊结构的金涂层板组成，这意味着样品会投下阴影。

检测器中测量的强度模式提供了关于样品中荧光原子分布的信息，然后可以用计算机算法进行解码。这种新方法意味着平板可以非常接近物体或检测器，与使用X射线透镜时不同，这使得这是一种实用的方法。

第一作者哥廷根大学X射线物理研究所的博士后研究员Jakob Soltau博士解释说："我们已经开发了一种算法，使我们能够快速和稳健地创建一个清晰的图像，同时为每一种X射线颜色。"

共同作者、同一研究所的博士生Paul Meyer补充说。"这些光学器件根本无法与普通透镜相比；它们是由瑞士的一家新公司按照我们的精确规格制造的"。

这家新成立的公司XRNanotech专门从事纳米结构的研究，由在哥廷根大学完成博士学位的Florian Döhring博士创立。研究小组负责人蒂姆-萨尔迪特教授总结道。"接下来，我们希望将这种方法扩展到生物样本的三维成像，以及探索成像中的现象，如X射线、中子或核医学中的伽马射线的非弹性散射"。