Путешествие в страну РАИ

Если в нашем распоряжении есть, допустим, трехокись молибдена MoO₃, то в результате реакции восстановления ее углем получаются металлический молибден и окись углерода. Нетрудно понять, что она появляется лишь после того, как восстановление началось. Значит, если уголь «пометить» радиоуглеродом, то обнаружение радиоактивности в отходящих газах сигнализирует о начале процесса. Таким путем нашли, что трехокись молибдена вступает в реакцию с углем при 425°, окись меди — при 460°, окись никеля — при 500°.

Эти данные позволили повысить эффективность производственных процессов.

Теперь снова обратимся к сталям. Как известно, современные заводы выплавляют стали самых разнообразных марок. Они различаются по тем элементам, которые входят в их состав. Для каждой марки существуют определенные обозначения.

Но представим себе, что на инструментальном заводе потребовался металл какой-нибудь определенной марки. Как обнаружить нужный материал среди десятков стальных заготовок?

Можно подвергнуть их образцы обычному химическому анализу и, рассчитав количество входящих в сталь элементов, сделать вывод о принадлежности ее к данной марке. Однако этот путь весьма трудоемкий и продолжительный. Даже самому искусному химику-специалисту требуется несколько часов, чтобы проанализировать один образец.

Радиоактивные изотопы позволяют произвести определение марки за несколько секунд.

Для этого в процессе плавки к ней добавляют небольшое количество радиоактивного изотопа, лучше всего излучающего гамма-лучи. Поскольку различные радиоактивные изотопы обладают разной энергией распада, они могут быть и по величине этой энергии отличны друг от друга.

Затем простым измерением энергии гамма-излучения точно определяется, к какой марке относится наша сталь.

Со временем разовьется новая область науки — радиационная металлургия. Известно, что малые добавки многих редких элементов значительно улучшают качества сталей. Но ведь эти элементы можно не вводить предварительно в чугун, а синтезировать из других искусственно прямо в стали. Для этого достаточно подвергнуть расплавленный металл интенсивному нейтронному облучению.

Илья замолк, и было неясно, кончил ли он или станет продолжать, но на его лице уже появилась ехидная улыбка.

— Хотите вопрос на сообразительность? Можно ли с помощью радиоактивных изотопов определять износ режущего инструмента? Пока обед не готов, думайте!

— Я бы хотела подумать о другом, — робко произнесла Майка. — На сколько дней у нас осталось продуктов? Кажется, физической работы никакой, а едим мы многовато.

— Зато какая умственная работа! Нам — популярно объяснять, вам — понимать! И потом, разве ты забыла, какую кучу дров сегодня заготовили. Хватит на несколько солидных дискуссий, — удовлетворенно подытожил Илья.

— Все это мелочи, — отмахнулся Олег. — Знаешь, Илья, я, кажется, нашел ответ. Нужно ввести в резец какой-нибудь радиоактивный изотоп, а затем время от времени измерять активность стружки.

— А как ввести изотоп?

— По-моему, облучить резец нейтронами. Тогда в нем образуются радиоактивные изотопы, — предположила Наташа.

— Разумно! — восхитился Илья. — Из твоих молодцов, начальник, выйдет толк.

Изотопы в ОТК

— Могу привести еще один пример, — вмешался я. — Контроль за износом двигателя. Здесь участвует радиоактивное железо Fe⁵⁹. Перед окончательной сборкой верхнее поршневое кольцо двигателя облучают медленными нейтронами в реакторе. Благодаря ядерной реакции в кольце образуется радиоактивный изотоп железа Fe⁵⁹. При работе двигателя кольцо постепенно изнашивается, истирается. Частички металла попадают в слой масла на стенках цилиндра и смываются в картер. Пробы масла время от времени отбирают из картера и измеряют их активность, обусловленную присутствием железа 59.

Таким путем можно весьма точно определить износ кольца в миллиграммах в час.

Этот способ позволяет следить и за износом подшипников.

А что вы слышали о гамма-дефектоскопии? Ничего?

Тогда продолжаю. Вот пример. С конвейера сходит деталь. По всем своим внешним показателям она удовлетворяет требованиям технического контроля. На ней ставится заводская марка, и деталь получает путевку в жизнь.

Деталь становится частью сложной машины. Машина работает четко, безукоризненно — и вдруг авария. На долгое время ценный станок выведен из строя.

Расследование показывает, что причина аварии заключается именно в этой детали. В ней были внутренние дефекты, не замеченные ранее. Теперь они дорого обошлись производству.

Значит, оценивая готовую деталь, нужно требовать не только ее соответствия стандарту, но и заглянуть внутрь, выяснить, нет ли в ней предательских трещин или раковин.

Таким всевидящим глазом могут быть рентгеновские лучи.