Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

Применение излучения радиоактивных изотопов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности очень обширно и не исчерпывается приведенными примерами.

Ученые различных стран в настоящее время широко изучают действие излучения на организм людей и животных.

В главе IV «Меченые атомы» уже было рассказано о разведке залежей радиоактивных руд по их излучению, о поисках полезных ископаемых по наведенной с помощью источника нейтронов радиоактивности и о применении растворов радиоактивных веществ при бурении нефтяных скважин. Однако поиски полезных ископаемых могут вестись и по рассеянию гамма-лучей и нейтронов.

Различные породы по-разному рассеивают гамма-лучи. Особенно сильное их рассеяние происходит в угольных пластах. Поэтому при спускании в буровую скважину источника гамма-лучей, например кобальта 60 и изолированной от него с помощью свинца ионизационной камеры или счетчика, которые регистрируют гамма-излучение, рассеиваемое породами, в угольных пластах происходит резкое повышение регистрируемой активности.

Аналогичные результаты дает измерение излучения, которое регистрируется при спускании в скважину полоний-бериллиевого источника нейтронов и изолированного от его излучения счетчика медленных нейтронов. Полоний-бериллиевый источник нейтронов испускает быстрые (с энергией 8 мегаэлектрон-вольт) нейтроны. Счетчик регистрирует отраженные нейтроны, замедленные в породах.

Представьте себе, что движущийся биллиардный шар стукнулся о неподвижно стоящий крокетный шар. Что произойдет? Большой крокетный шар пошевелится, а биллиардный отскочит от него. А что произойдет в том случае, если биллиардный шар столкнется с другим биллиардным? В этом случае первый замедлится, а второй начнет двигаться. Аналогичная картина происходит и с нейтронами.

Сталкиваясь с ядрами тяжелых элементов, нейтроны отскакивают, отражаются от них не замедляясь. Наталкиваясь же на равные им по массе атомы водорода, которые входят в состав нефти и воды, нейтроны замедляются и попадают в нейтронный счетчик. Таким образом, если скважина проходит через породу, в которой содержится вода или нефть, то число нейтронов, зарегистрированных счетчиком, резко возрастает (рис. 53).

Под действием излучения радиоактивных элементов многие вещества претерпевают большие изменения, меняют свои свойства и состав. Одни из них разлагаются, другие, наоборот, полимеризуются (молекулы их соединяются). Вода, например, под действием излучения разлагается на водород и кислород. Большинство органических соединений разлагается с выделением водорода, углекислого газа и окиси углерода. Некоторые вещества претерпевают такие превращения, в результате которых получаются пластические материалы. Под действием излучения меняются свойства известных нам веществ, например меняется пластичность каучука, некоторые пластмассы приобретают морозоустойчивость, звуконепроницаемость и т. п. В настоящее время предполагают, что нефть образовалась в природе в результате действия излучения природных радиоактивных элементов на органические кислоты.

Эти факты дают исследователям большие возможности по использованию излучения радиоактивных веществ в целях превращения веществ, создания способов получения новых материалов и изменения свойств старых. Химическое воздействие излучений на вещество дает возможность организации химического производства, где продукт получается под действием излучения.

Например, хлорирование бензола, толуола и ряда других соединений — весьма трудоемкий промышленный процесс, который легко идет под действием гамма-лучей. Таким путем в производстве может быть получен, например, гексахлоран — важное для сельского хозяйства вещество.

Еще более важным является возможность применения облучения гамма-лучами нефти вместо крекинга для увеличения в ней количества бензиновой фракции. Нефть содержит как легкокипящие легкие углеводороды (бензиновая фракция), так и низкокипящие тяжелые углеводороды (керосиновая фракция и соляровые масла). Наиболее ценными являются легкокипящие бензиновые фракции. При высокой температуре и давлении в нефти происходит распад более тяжелых молекул углеводородов на более легкие, и тем самым количество бензиновой фракции увеличивается. Гамма-лучи, подобно высокой температуре, производят превращения тяжелых углеводородов в легкие.

Пластические материалы в промышленности получаются путем полимеризации различных органических соединений. Этот процесс идет при высоких температурах и давлении, однако он может осуществляться под действием гамма-лучей при обычных условиях. Таким путем может быть получен важный пластический материал — полиэтилен.

Под действием гамма-лучей легко происходит окисление многих веществ. Парафины, например, окисляются с образованием жирных кислот, азот окисляется в окись азота, из которой легко получить азотную кислоту, кислород переходит в озон и т. п.

Развитие военной техники за последнее десятилетие говорит о возможности использования в современной войне атомного оружия.

Атомным оружием называют оружие, поражающее действие которого основано на использовании атомной энергии.

В настоящее время известны два вида атомного оружия. Первый — основной вид — атомное оружие взрывного действия. Второй вид — боевые радиоактивные вещества.

Атомное оружие взрывного действия основано на использовании атомной энергии, мгновенно выделяющейся при цепной ядерной реакции взрывного характера.

Этот вид оружия предназначен для поражения живой силы, разрушения сооружений, уничтожения или повреждения техники.

Атомное оружие взрывного действия может применяться в виде атомных и водородных бомб, крупнокалиберных артиллерийских снарядов, торпед, ракет, самолетов-снарядов и других беспилотных средств с атомной боевой частью.