Физические основы получения атомной энергии - [56]

К концу шестой пятилетки количество радиоактивных изотопов, вновь рождаемых в ядерных реакторах Советского Союза, будет эквивалентно по крайней мере 10 тыс. т радия. Если вспомнить, что во всем мире к началу работ по атомной энергии имелось всего несколько килограммов радия, то станет ясным, что в настоящее время, в деле использования радиоактивных веществ происходит крупнейшая революция. Производство изотопов в столь больших масштабах обеспечивает дальнейшее расширение их использования в технике, сельском хозяйстве, медицине и в научных исследованиях. В директивах XX съезда КПСС указано: «Всемерно развивать работы по дальнейшему использованию радиоактивных излучений в промышленности, сельском хозяйстве и медицине, в частности, для контроля за качеством материалов, для управления производственными процессами и автоматического регулирования этих процессов, а также для диагностики и лечения различных болезней. Шире использовать применение меченых атомов в научно-исследовательских работах».

Расширение работ по применению радиоактивных излучений и изотопов должно дать в ближайшие годы крупный экономический эффект. Как указал в своем выступлении на XX съезде КПСС акад. И. Курчатов, широко применяя радиоактивные изотопы и излучения, например, в сельскохозяйственном производстве нашей страны, можно в ближайшие годы получить годовую экономию в миллиарды рублей.

Применению радиоактивных изотопов посвящена отдельная книжка[12] поэтому остановимся на этом кратко.

Одним из важных направлений применения радиоактивных изотопов является метод меченых атомов, упоминаемый в Директивах XX съезда КПСС. Мечеными атомами называют атомы радиоактивных веществ, потому что благодаря их излучению их всегда можно обнаружить и отличить от других атомов того же вещества. Чтобы дать представление об их применении, приведем несколько примеров.

Вводя в организм человека, животного или растения то или иное вещество с примесью небольшого количества меченых его атомов, можно по их излучению, регистрируемому, например, газовым счетчиком, установить пути и скорость распространения этого вещества, места накопления и выяснить ряд вопросов, важных для изучения биологических процессов. При этом методе жизненные процессы изучаются в их естественном течении, без каких-либо операций, нарушающих их нормальный ход.

С помощью меченых атомов была установлена скорость циркуляции крови. Для этого человеку вводили в руку подкожно раствор соли, меченный радиоактивными атомами натрия. Через 17 секунд газовый счетчик, зажатый в другой руке, отмечал появление радиоактивности.

При помощи меченого углерода было установлено, что углекислый газ поглощается листьями растений не только днем под действием света, как это думали раньше, но и ночью, в темноте, и притом не только листьями, но и корнями растений.

Много удивительных открытий было сделано в науке при помощи меченых атомов.

Значительное применение радиоактивные изотопы получают при контроле износа деталей машин, для определения скорости выгорания огнеупорного слоя кирпича в доменных печах и т. д. Для этого в изнашиваемую деталь (например, в поршневые кольца двигателей, шарикоподшипники, резцы, огнеупорный слой домны и т. д.) вводятся радиоактивные вещества. Во время работы такой детали продукты износа, содержащие меченые атомы, уносятся (смазкой, стружками обрабатываемой детали, расплавленным металлом) и могут быть зарегистрированы соответствующим счетчиком. По количеству приносимого радиоактивного вещества можно судить о величине износа. Метод меченых атомов отличается высокой чувствительностью. При его помощи можно заметить снашивание детали на одну стомиллионную долю грамма, причем измерение износа производится в процессе работы машины без остановки и разборки ее, что также имеет большое значение.

При помощи меченых атомов можно осуществить устройства, которые автоматически сигнализируют, когда износ ответственной детали какой-либо сложной машины, например мощной турбины гидроэлектростанции, достигает предельно допустимой величины. Для этого на заданной глубине от поверхности трущейся детали следует поместить небольшое количество радиоактивного изотопа. Как только деталь сносится на эту глубину, начнется стирание этого изотопа. Тогда в продуктах износа, уносимых смазкой, появятся меченые атомы, излучение которых и приведет в действие сигнальную аппаратуру.

Радиоактивные (ядерные) излучения также получили разнообразные применения. Гамма-излучение радиоактивного кобальта 60 широко используется, например, в промышленности для просвечивания всевозможных отливок и обнаружения в них раковин, трещин и других дефектов. Применявшиеся для этой цели рентгеновские лучи позволяли просвечивать лишь отливки небольшой толщины. Благодаря большой проникающей способности гамма-лучей удается просвечивать изделия толщиной до 20 см. Преимущество этого метода заключается еще и в том, что для его осуществления не нужны сложные установки, подобные рентгеновским.

При горячей прокатке необходим строгий контроль за толщиной металла. Для этого под прокатываемым изделием (лентой жести, например) помещается кобальт 60, гамма-излучение которого, проникая сквозь изделие, регистрируется соответствующим прибором. Чем больше толщина изделия, тем сильнее будут поглощаться лучи, тем меньше будет ток в регистрирующем приборе. Если связать этот прибор с механизмом, управляющим валками прокатного стана, то при увеличении толщины изделия автоматически произойдет увеличение давления валков, а при уменьшении толщины, наоборот, давление валков уменьшится. Таким образом, будет происходить автоматический контроль и регулирование толщины проката.