Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

Радиоактивный измеритель площади.Трудно быстро найти площадь сложной фигуры. Однако, используя радиоактивные элементы, удалось сконструировать прибор для измерения таких площадей. Он позволяет в течение долей минуты измерить площадь самой сложной фигуры. Для измерения нужная фигура вырезается из бумаги и кладется в прибор на сетку, находящуюся между источником излучения альфа-частиц и ионизационной камерой. Ионизационная камера соединена со стрелочным прибором, проградуированным так, что в отсутствие препятствия между альфа-излучателем и ионизационной камерой стрелка стоит на нуле, при полностью закрытой сетке — на делении шкалы, соответствующем площади сетки в квадратных сантиметрах. Если на сетке находится фигура из бумаги, то она препятствует прохождению части альфа-лучей в ионизационную камеру и стрелка показывает то число делений, которое составляет площадь бумаги, положенной на сетку (рис. 50).

Весы с радиоактивным препаратом.Весы — это тончайший инструмент, без которого трудно себе представить современную химическую и физическую лабораторию. От их точности и чувствительности зависит в значительной мере результат многих опытов. Люди сконструировали много различных типов весов. Одним из них являются весы, в которых чувствительность повышается с помощью излучения радиоактивных элементов в 100 раз. На коромысле весов закрепляется радиоактивный препарат, а против него устанавливается счетчик. При равновесии счетчик регистрирует определенное число импульсов. Нарушение равновесия вызывает понижение счета импульсов, что видно по специально устроенному прибору, с помощью которого и можно установить равновесие.

Манометр с альфа-излучающим препаратом.Советскими инженерами сконструирован манометр, с помощью которого можно измерять малые давления газов и паров в области от 1 микрона [11] Микрон равен 0,001 миллиметра. до 10 миллиметров ртутного столба. Манометр основан на явлении ионизации газов альфа-лучами радиоактивного препарата, в качестве которого могут быть использованы долгоживущие радиоактивные изотопы, испускающие альфа-лучи.

Число ионов, которое образует альфа-частица при движении в газе на сантиметре пути, зависит от давления газа, через который она двигается. Оно тем больше, чем больше давление газа. Одной из основных частей манометра является небольшой стеклянный баллон, содержащий альфа-излучатель. Баллон присоединен к прибору, в котором производится измерение давления. Газ, находящийся в приборе, заполняет баллон. Ионы, образуемые в баллоне альфа-излучателем, создают ионный ток, который усиливается специальным радиотехническим прибором и регистрируется стрелочным прибором (миллиамперметром), проградуированным в единицах давления — миллиметрах ртутного столба.

Тахометр, использующий радиоактивное излучение.Радиоактивные изотопы позволяют сконструировать безинерционный счетчик оборотов — тахометр. На вращающийся объект (колесо, ось, вал) в определенном месте наносится радиоактивный изотоп, обладающий гамма-излучением.

На некотором расстоянии от него устанавливается счетчик, который закрыт от излучателя на всем пути его движения, кроме определенного положения, соответствующего каждому обороту объекта вращения. При прохождении излучателем положения, в котором излучение может действовать на счетчик, последний регистрирует группу импульсов тока. Таким образом, каждому обороту объекта вращения соответствует группа импульсов, которая передается на специальный счетчик оборотов (рис. 51).

Этот принцип советскими инженерами был положен в основу целого ряда приборов, употребляемых для безинерционного счета предметов в производстве, например для счета бутылок на конвейере, мясных туш на транспортере и т. п.

Интересным вариантом подобного рода устройства является прибор для определения расхода газов и жидкостей. В трубопроводе ставится вертушка, число оборотов которой определяет расход газа или жидкости. На одной из лопастей вертушки крепится радиоактивный препарат. Каждый оборот вертушки заставляет срабатывать счетчик, который при этом попадает в зону действия излучения радиоактивного изотопа.

Электрические атомные батареи.С помощью действия излучения радиоактивных изотопов можно построить маломощные источники электрического тока. Электрическая батарея включает в себя, например, радиоактивный изотоп (прометий 147), излучение которого действует на фосфоресцирующее вещество. Световые кванты, получающиеся в фосфоресцирующем веществе, воспринимаются фотоэлементами, которые превращают световую энергию в электрическую. Батареи, построенные на этом принципе, могут быть размером с таблетку от кашля и могут обеспечить, например, бесперебойный и точный ход электрических часов без завода в течение 5 лет.

Радиодетали с радиоактивными изотопами.Радиолампы являются составной частью каждой радиосхемы. Большое значение в настоящее время приобрела радиолокация. Радиолокационная станция имеет большое количество радиоламп. Для таких станций, в частности, необходимы газоразрядные лампы с очень малым временем зажигания. Для уменьшения времени зажигания внутрь ламп вводят небольшие количества радиоактивного кобальта, который ионизирующим действием излучения резко уменьшает время зажигания лампы.

Радиотехника нуждается также в устойчивых больших сопротивлениях, которые могут быть изготовлены с помощью радиоактивных элементов. Такие сопротивления представляют собой стеклянную трубку, на концах которой имеются впаи. Трубка наполнена воздухом и содержит радиоактивный препарат. Благодаря ионизации воздух в трубке становится проводником тока, но сопротивление его велико.