Николай Глухов - Беседы о физике и технике

Распад ядер урана сопровождается рождением искусственных радиоактивных веществ. Да! Атомы родятся, живут и умирают. Разумеется, эти слова надо понимать в переносном смысле.

Впервые с превращениями в мире атомов, считавшихся раньше вечными неделимыми частицами веществ, физики столкнулись, когда А. Беккерелем и супругами Кюри была открыта радиоактивность (1896–1899). С тех пор обнаружено около сорока природных радиоактивных элементов. В 1934 г. Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри доказали возможность создания искусственных радиоактивных элементов и радиоактивных изотопов.

После создания ядерных реакторов и ускорителей элементарных частиц было осуществлено практическое получение радиоактивных элементов. Например, радий крайне дорог, если его добывать обычным способом.

Теперь же в урановых котлах получают дешевые радиоактивные вещества, заменяющие сотни тонн радия. Ряд изотопов, например кобальт-90, молибден-99, полоний-210, специально получают при нейтронном облучении мишеней, состоящих обычно из более легких изотопов тех же элементов.

КАК ПРИМЕНЯЮТ ИЗОТОПЫ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ?

Сейчас трудно назвать такую область нашего хозяйства, где не применялись бы изотопы. В СССР налажено производство около 4 тыс. наименований соединений на основе 156 радиоактивных и 240 стабильных изотопов, имеющих практическое значение.

Для текстильной, полиграфической, резиновой, фотокинопленочной промышленности выпускают большое количество радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества. Они позволяют повысить в 2–3 раза скорость машин, перерабатывающих листовой или пленочный материал с низкой электропроводностью.

Широко применяют радиоизотопные приборы. По сравнению с другой контрольно-измерительной аппаратурой их преимущества заключаются в отсутствии непосредственного контакта с исследуемым объектом, быстродействии и надежности. В настоящее время широкое применение нашел так называемый активационный анализ. Исследуемый материал подвергают облучению в реакторе. Возбужденные атомы начинают испускать α-, β- и γ-излучения. Облучаемый материал испускает целый спектр различных излучений с самыми разными свойствами. И точно так же, как ухо опытного музыканта способно выделить в грохоте оркестра слабое пение скрипки, анализаторы способны выделить из спектра обученного материала излучение, специфичное для того или иного элемента. Таким образом можно распознать материалы, содержание которых в образце не превышает 10 -8%. С помощью этого метода, например, удалось определить границы золотоносного месторождения Мурунтау, т. е. очертить зону, где добыча этого драгоценного металла выгодна.

С помощью радиоактивных элементов, так называемых меченых атомов , ведут поиски воды. Важно знать, где, куда и с какой скоростью течет она под землей. В нефтеразведке радиоизотопная аппаратура надежно контролирует изменение свойств окружающей скважину среды (воды, нефти, пустой породы).

В металлургии с помощью радиоизотопных приборов удалось автоматизировать загрузку доменных печей шихтой, осуществить контроль уровня и разливку металла, обеспечить непрерывное измерение толщины проката, контролировать износ печей без остановки их работы.

В машиностроении применение радиоизотопных приборов позволило контролировать подачу заготовок, регулировать температурный режим, осуществлять блокировку оборудования и т. п. В строительстве, сельском хозяйстве радиоизотопные приборы широко применяют для измерения плотности и влажности различных материалов и определения степени их однородности. В ряде отраслей применяют метод гамма-дефектоскопии , позволяющей контролировать качество сварных швов в трубопроводах и в котлах высокого давления, обнаружить разрывы арматуры в железобетонных конструкциях, раковины и трещины в металлических деталях и отливках.

Так, на реке Сыр-Дарья была сооружена плотина Токтогульского водохранилища на 18 млрд. м 3воды. В результате напора воды в теле плотины образовались каверны, через которые вода просачивалась вниз. Применив меченые атомы, удалось определить места расположения каверн. Каверны запломбировали и авария была предотвращена.

РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ И ЯДЕРНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИМЕНЯЮТ И В ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ?

Интересные возможности открываются перед сельским хозяйством. Это прежде всего ускорение выведения новых сортов растений путем радиационного воздействия на их наследственный аппарат и создания мутаций.

В медицине радиоактивные изотопы и ядерные излучения успешно применяют при диагностике сложных заболеваний, для лечения злокачественных опухолей, стерилизации материалов, инструментов и лечебных препаратов.

Исследование радиоактивного распада веществ, включенных в горные породы, позволяет определить возраст последних. Задача сводится к определению соотношения между содержащимися в горных породах и минералах радиоактивными веществами и продуктами их распада.

Весьма интересно применение радиометрических методов в археологии для оценки возраста различных древних предметов, находимых при раскопках. Один из таких методов носит название радиоуглеродного , так как он состоит в определении степени распада радиоактивного углерода.

Применяя этот метод удалось определить, что возраст куска дерева от палубы погребальной ладьи египетского фараона Сезостриса III оценивается в 3620 лет; останки гигантского ленивца, найденные в гипсовой пещере в штате Невада (США), оцениваются в 10 500 лет; остатки органической краски доисторической живописи в пещере Ласко (Франция) отделены от нашего времени периодом в 15 600 лет.

ИТАК, МЫ ВИДИМ, ЧТО АТОМ МНОГОЛИК: ОН МОЖЕТ БЫТЬ И СОЗИДАТЕЛЕМ, И РАЗРУШИТЕЛЕМ — ВСЕ ЗАВИСИТ ОТ ЧЕЛОВЕКА.

Появление ядерного оружия поделило человеческую историю на два периода: доядерный и ядерный. Многое из того, что было нормой и правилом для доядерной эпохи, оказалось совершенно неприемлемым для ядерного века. Война и мир, победа и поражение, угроза и безопасность, стратегия и сила — эти и многие другие понятия приобретают сегодня новое звучание. С появлением ядерного оружия радикально изменился сам характер войны, ее роль в современном социально-историческом развитии. В новых условиях такая война перестала быть средством решения каких бы то ни было международных противоречий и конфликтов, она не может быть контролируемой и ограниченной.

Ядерная эпоха заставляет критически переосмыслить и понятие силы как таковой. Гонка вооружений теряет какой бы то ни было военный смысл, ибо она может дать лишь иллюзорное и опасное психологическое ощущение безопасности и в то же время подрывает реальную безопасность. Большая военная сила не только не дает большей безопасности, но, напротив, ослабляет ее, так как безопасность в наше время вообще не может быть основана на силе. Соответственно изменяется и смысл понятия обороны, которая в новых условиях перестает быть только военной проблемой. Безопасность в ядерный век возможна лишь как безопасность для всех. Ее нельзя обеспечить за счет ущемления интересов друг друга.