Меченые атомы


Вверху — изотопы водорода, внизу — гамма-лучи «видят» сквозь металл.
Вверху — изотопы водорода, внизу — гамма-лучи «видят» сквозь металл.

Многие атомы окружающего нас мира имеют несколько разновидностей — изотопов. Отличаются изотопы только количеством нейтронов в их ядрах. Число протонов и, следовательно, атомный номер у них одинаковы.

Среди атомов, встречающихся в природе, только у самых тяжелых элементов да у нескольких легких изотопы радиоактивны, нестабильны. Они излучают альфа-, бета- и гамма-лучи. Но за последнее время люди научились искусственно получать радиоактивные изотопы самых разнообразных элементов. Эти искусственные изотопы широко применяются в современной науке и технике.

Фабрикой этих чудесных излучателей служат атомные реакторы. В них под действием могучего потока нейтронов из самых обычных, стабильных, нераспадающихся, атомов образуются радиоактивные. Их еще называют мечеными, так как они отличаются от своих стабильных собратьев способностью излучения. Поэтому их присутствие легко обнаружить.

С помощью радиоактивных изотопов ведутся многочисленные исследовательские работы, их применяют в самых разнообразных приборах, устройствах, широко используют в промышленности. Вот несколько характерных примеров «работы» радиоактивных изотопов.

 

ИЗМЕРИТЕЛИ ГЛУБИН

Стремительным потоком вырываются из атомных ядер радиоактивные излучения. В вещества особенно глубоко проникают гамма-лучи. Если мы поставим на их пути толстую пластинку металла, то они ослабеют. Возьмем пластинку еще толще — сквозь нее лучи проходят совсем плохо. А для того чтобы установить интенсивность лучей, позади пластинки помещают фотопленку. Чем больше лучей попадет на нее, тем сильнее пленка засветится. По этому можно судить о толщине металла, сквозь который прошли лучи.

Но вот перед нами интересный снимок. На фотопленке видно какое-то неоднородное пятно. В середине оно темное, по краям — светлее. А поток гамма-лучей равномерный. Очевидно, в толще металла оказалась раковина, и в ней лучи поглотились меньше. Значит, с помощью гамма-излучателей можно «заглянуть» внутрь различных тел, выяснить, однородны ли они, нет ли в них дефектов. Так был сконструирован дефектоскоп (см. ст. «Что такое дефектоскопия»), с помощью которого скрытые дефекты металла становятся явными.

Чаще всего в таких дефектоскопах применяют искусственно изготовленный источник гамма-лучей — кобальт (Со-60).

Эти приборы применяют сейчас очень широко. С их помощью просвечивают изделия на машиностроительных заводах, сварные трубы, стенки котлов, корпуса кораблей.

 

КОНТРОЛЬ НА ХОДУ

Невидимые частицы измеряют толщину стальной ленты.
Невидимые частицы измеряют толщину стальной ленты.

Перед нами большая, сложная машина. Она прокатывает металл, изготовляет из него полосу толщиной всего в несколько миллиметров. Лента быстро проносится между валками. Раньше, чтобы измерить ленту, приходилось периодически останавливать прокатный стан и определять толщину ее. Теперь все измерения производятся автоматически, с помощью радиоактивных изотопов.

С одной стороны ленты укреплен излучатель, с другой — счетчик. Пока толщина проката постоянна, приборы ожидают. Но вот толщина отклонилась от нормы. Чуткий прибор тотчас же передает соответствующий сигнал машине.

Автомат изменяет расстояние между валками, и снова идет прокатываемая лента нормальной толщины. С помощью такой аппаратуры выпуск стальной ленты удалось увеличить почти в три раза!

Вот по конвейеру несутся пачки папирос. Машина так молниеносно фасует их, что человеческий глаз с трудом следит за ними. А ведь продукцию надо считать. И здесь помогают радиоактивные изотопы.

По одну сторону конвейера ставят излучатель, а по другую — счетчик. Папиросы поглощают часть лучей, и прибор сразу же отмечает это. Но он не просто считает изделия. Он активно вмешивается в работу конвейера. Стоит только замедлить темп — немедленно соответствующий сигнал пойдет на движущий механизм, и скорость движения увеличится.

Радиоактивные счетчики есть теперь на многих производствах.