1.3.3 Повреждения, наносимые электронным пучком и безопасность
Вредным воздействием ионизирующего излучения проявляется в том, что оно может повредить ваш образец, в частности полимерные (и большинство органик) или определенные минералы и керамики, являются чувствительными к ионизирующему излучению. Некоторые аспекты повреждения, вносимые пучком высокоэнергетичных электронов, усугубляются при более высоких ускоряющих напряжениях. В коммерческих ПЭМ с ускоряющими напряжениями до 400 кВ, повреждения, вносимые в образец пучком, могут ограничивать многое из того, что мы можем сделать, даже при исследовании тугоплавких металлов. Еще хуже обстоит дело с более интенсивными пучками, получение которых стало возможным из-за достижений в области коррекции сферической аберрации Cs. Рисунок 1.8 показывает область образца, повреждённую пучком высокоэнергетичных электронов.
Тем не менее, не все потеряно, и мы можем объединить более интенсивные источники электронов с более чувствительными детекторами электронов и использовать компьютерные улучшение зашумленных изображений для минимизации общей дозы, полученной от пучка электронов образцом, до уровня ниже порога повреждения. Техника минимальных доз радиации в микроскопии, часто в сочетании с охлаждением образца (крио-микроскопия) и низкошумных ПЗС камер, являются стандартными подходами в ПЭМ исследующей биологические объекты и позволяют получать изображения, которые могут быть получены, если всего несколько сотен электронов на нм2 попадают на образец. Эти подходы находят все большее применение в ПЭМ исследованиях материалов, где цифровое управление пучком в СПЭМ еще один способ свести к минимуму радиационные повреждения.
Сочетание высоких энергий (кэВ) с интенсивными источниками электронов, которые доступны в настоящее время, означают, что вы можете разрушить практически любой образец, если не будете соблюдать достаточную осторожность при работе. В то же время ПЭМ таит в себ еще одну опасность - никогда не следует забывать, что помимо образца вы подвергаете себя воздействию ионизирующей радиации. Современные системы являются удивительно хорошо спроектированными и разработаны с учетом системы безопасности как одной из основных задач, но никогда не забывайте, что вы имеете дело с потенциально опасным инструментом, который генерирующим уровень радиации, который будет убивать ткани (и сумели нанести вред некоторым операторам в первых, еще плохо спроектированных, микроскопах). Так что никогда не изменяйте микроскоп без консультации с производителем и без проведения тестов на утечку радиации.