1. Механические эффекты Силы инерции



страница19/21
Дата22.06.2019
Размер3.17 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21

лазере при генерации гигантских импульсов, т.к. в режиме ПВО

практически не поглощает энергии; с помощью гистерезисных эф-

фектов можно будет с большой точностью измерять интенсивность

излучения, фиксируя скачки и т.д.


Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Квантовая электроника, Маленькая энциклопедия, изд. Советс-

кая энциклопедия, М., 1966.


2. Н.Бломберген, Нелинейная оптика, пер. с англ., М., 1966
3. М.Шуберт, В.Вильгельми, Введение в нелинейную оптику пер. с

нем. "Мир", М., 1973.


4. Ф.Цернике, Дж.Мидвинтер, Прикладная нелинейная оптика, пер.

с англ., "Мир", М., 1976


5. Ю.П.Конюшая, Открытия и начно-техническая революция, "Мос-

ковский рабочий", М., 1974


6. Г.А.Аскарьян, ЖЭТФ, 42, 1567, 1962
7. А.Ю.Каплан, Письма в ЖЭТФ, 9, 58, 1969
8. А.К.Каплан, Письма в ЖЭТФ, том 24, вып. 3, 1976
18. ЯВЛЕНИЯ МИКРОМИРА.
18.1. Радиоактивность.

Под радиоактивностью обычно понимают самопроизвольное

превращение неустойчивых изотопов одного вещества в изотопы

другого; при этом происходит испускание элементарных частиц и

жесткого электромагнитного излучения. Различают естественную

и искуственную радиоактивность. Процессы, происходящие при

естественной радиоактивности позволяют судить о структуре и

свойствах радиоактивных веществ.В настоящее время все большее

значение получают процессы,связанные с искуственной радиоак-

тивностью.Практически все вещества имеют радиоактивные изото-

пы, поэтому, не изменяя химического строения вещества можно

его пометить, сделав часть ядер радиоактивными. Это позволяет

с большей точностью следить за перемещением этого вещества

или изучать его внутреннюю структуру.


А.с. 234 740: Способ определения концентрации пылевых

частиц с осаждением этих частиц в осадительном устройстве,

отличающийся тем, что с целью расширения диапазонав измере-

ния, в исследуемый газ добавляют радиоактивный газ, например,

радон, а после осаждения частиц определяют их радиоактивность

по величчине которой судят о концентрации пылевых частиц в

газе.
А.с. 242 324: Способ ускоренного определения годности

защитно-моющих и лекарственных веществ наружного применения,

при котором на кожу наносят слой исследуемого вещества, отли-

чающийся тем, что с целью определения времени проникновения

вещества сквозь кожу и времени выполнения им барьерных функ-

ций, в исследуемое вещество предварительно вводят радиоизото-

пы, например, йода, фояфора или серы, и проводят радиометри-

ческие измерения исследуемого обьекта.


18.2. Рентгеновское и гамма излучения.

Рентгеновское излучение, открыто в 1895 году физиком

Рентгеном, имеет ту же электромагнитную природу, что гамма

излучение испускаемые ядрами атомов радиоактивных элементов,

поэтому оба вида изучения подчиняются одинаковым закономер-

ностям при взаимодействии с веществом. Принципиальная разница

между двумя этими видами излучения заключения в механизме их

возникновения. Рентгеновское излучение - внеядерного проис-

хождения, гамма излучение - продукт распада ядер.

18.2.1. Рентгеновское излучение возникает либо при тор-

можении заряженных частиц (электронов) высокой энергии в ве-

ществе (сплошной спектр) (см. 18.4.3. "Тормозное излучение"),

либо при высоко-энергетических переходах внутри атома (линей-

чатый спектр). Недавно установлено, что рентгеновское излуче-

ние может также возникать в результате явления адгезолюминес-

ценции, которыая наблюдается при очень быстром отрыве от

гладкой поверхности липкой ленты. Такой быстрый отрыв может

происходить, например, при быстром качени по металлической

поверхности цилиндра, покрытого липкой лентой. В этом случае

пленка и металлическая поверхность образуют как бы обкладки

микроскопического конденсатора, напряженность поля в котором

может достигать сотни тысяч электрон вольт. Электроны, разог-

нанные в миниконденсаторе, тормозятся, затем в веществе, ис-

пуская при этом рентгеновское излучение.

18.2.2. Рентгеновские лучи применяют для просвещения

различных веществ с целью выявления скрытых эффектов. При де-

формации неподвижного микрокристалла, на рентгенограммах наб-

людается размытие в определенных направлениях интерференцион-

ных пятен (явление астеризма). Появление астеризма

обьясняется тем, что монокристалл в процессе деформации раз-

бивается на отдельные участки (фрагменты) размером 1-0,1 мкм.

С увеличением деформации монокристалла интерференционные пят-

на удлиняются. По направлению и степени растяжения пятна мож-

но судить о колличестве размере и форме фрагмента и исследо-

вать характер протекания деформации.

Из других областей применения рентгеновских лучей можно

назвать:


- рентгеновскую дефектоскопию; занимающеся просвечивани-

ем твердых тел с целью установления размера и места нахожде-

ния эффекта внутри материала;

- рентгеновскую спектроскопию рентгено-спектральный ана-

лиз. Основная цель - исследование электронного строения

веществ


по их рентгеновским спектрам. Области применения - исследова-

ния химического строения веществ, технологические процессы

горнорудной и металлургической промышленности

- рентгеновскую микроскопию широко прменяющихся для исс-

ледования обьектов непрозрачных для видимого света и электро-

нов (биология,медицина,минералогия,химия, металлургия).


А.с. 427 698: Способ измерения моментов инерции неодно-

родных, несвободных тел, заключающийся в поступательном пере-

мещении исследуемого тела относительно пространственной оси,

отличающийся тем, что с целью устранения влияния напряжения

мускулатуры исследуемого, поперек оси перемещения исследуемо-

го передвигают источник гамма излучения с детектором, регист-

рирующим интенсивность прошедшего через равные участки тела

гамма излучения.


18.3. Взаимодействие рентгеновского и гамма излучения с

веществом происходят посредством трех основных процессов: фо-

тоэлектрического поглощения (фотоэффекта), рассеяния и эффек-

та образования пар.

18.3.1. Фотоэффект. (см. так же 14.1.1.)

При фотоэффекте рентгеновский или гамма-квант передает

всю энергию электрону атома. При этом, если электрон получает

энергию, большую, чем энергияч связи его в атоме, то он выле-

тает из атома. Этот электрон называется фотоэлектроном. При

потере атомами фотоэлектронов освободившиеся места в элект-

ронных оболочках в дальнейшем заполняются электронами с внеш-

них оболочек. Переход электронов на более близкую к ядру обо-

лочку сопровождается испусканием кванта характреристического

излучения, которое можно зарегистрировать, например, фотоэм-

мульсией.

США патент 3 580 745: Способ и устройство для маркировки

банок в контейнере путем облучения чувствительной эммульсией.

Перед упаковкой с траспортировочной картонный контейнер, то-

рец каждой банки покрывают чувствительной к облучению эммуль-

сией. Банки, упакованные в контейнер облучают рентгеновскими

или гамма- лучами. При этом, покрытие эммульсией торцы банок

облучаются через экран с прорезями, имеющими форму маркиро-

вочных обозначений (например цены). Таким образом, маркировка

упакованных в картонный контейнер банок осуществляется без

вскрытия этого контейнера и последующей индивидуальной марки-

ровки каждой банки.

При малых энергиях квантов (Е 0,5 Мэв) фотоэлектроны вы-

летают преимущественно в направлениях, перпендикулярных нап-

равлению распространения излучения. Чем выше энергия квантов,

тем ближе к их первоначальному направлению движение выбрасы-

ваемых фотоэлектронов. Процесс образования фотоэлектронов

приводит к ионизации облучаемого вещества, что находит боль-

шее применение для интенсификации различных технологических

процессов.


А.с. 241 010: Способ получения политокарбонилфторида по-

лимиризацией тиокарбонилфторида, отличающийся тем, что с

целью упрощния процесса и получения более чистого полимера,

полимиризацию осуществляют под действием гамма излучения Со

60.
А.с. 375 295: Способ получения алтилгалогенидов германия

взаимодействия четырехгалоидного германия с триалкалгерманием

при нагревании, отличающийся тем, что с целью увелечения вы-

хода и чистоты целевого продукта, процесс ведут при гамма об-

лучении.
18.3.2. Рассеяние рентгеновского и гамма излучения.

Различают два основных процесса рассеяния: комптновское

или кекогерентное (камптон эффект) и корентное рассеяние.

При камптон-эффекте происходит упругое соударение пер-

вичного кванта со свободным электроном вещества. камптоновс-

кое рассеяние представляет собой взаимодействие кванта с

электроном, при котором, в отличии от фотоэффекта, квант пе-

редает электрону не всю энергию, а только ее часть, отклоня-

ясь при этом от своего первоначального направления в некото-

рый угол а электрон, получивший некоторое количество энергии,

начинает двигаться под углом к напрвлению движения рентге-

новского или гамма-кванта. В результате камптон-эффекта появ-

ляется рассеянный квант

большей длиной волны, изменившей первоначальное направление,

и электрон отдачи (камптоновский электрон), получивший часть

энергии кванта. Камптоновские электроны характеризуются неп-

рерывным спектром от ничтожномалых значений до максимальной

величины (если они выбрасываются в направлении движения кван-

та).

18.3.3. В случае, если энергия кванта сравнима с энерги-



ей связи электрона в атоме, происходит когерентное рассеяние

квантов. При этом, когда электромагнитная волна встречается с

электроном, последний начинает колебаться с частотой этой

волны и излучает: энергию ввиде рассеянной волны. Энергия

кванта при этом не изменяется. Движение электронов в атоме

взаимосвязано, поэтому излучение, рассеянное одним электро-

ном, будет интерферировать с излучением, рассеяным другими

электронами этого же атома. Рассеянные гамма кванты несут ин-

формацию о структуре облучаемого вещества, поэтому рассеянное

излучение можно использовать для различных измериельных це-

лей.
А.с. 120 675: Способ определния угла смачивания и по-

верхностного или межфазового натяжения непрозрачных систем

при высоких температурах фотографирование контура, которое

осуществляется в пучках мягких гамма лучей полученных от ра-

диоактивных изотопов, например иридин, 192, тулия 170 или ев-

ропия 154 или 156.


18.3.4. Эффект образования пар.

При взаимодействии с атомами ядра

кванты рентгеновского и гамма излучения достаточно высокой

энергии (не менее 1,02 Мэв) вызывают одновременное появление

электронов и позитронов. Процесс образования электронно-по-

зитронных пар происходит в поле атомного ядра или поле элект-

рона. Позитрон существует лишь очень короткий промежуток вре-

мени; вслед за образованием пары наблюдается явление

аннигиляции - исчезновение позитрона и какого либо электрона

среды, сопровождаемое излучением двух квантов с энергией 0,51

Мэв.


18.4. Взаимодействие электронов с веществом.
Различают следующие виды взаимодествия: упругое и неуп-

ругое рассение электронов на атомных ядрах и электроных обо-

лочек и торможение электронов в кулоновком поле атомных ядер.

18.4.1. Упругое рассеяние имеет место при таких столкно-

вениях, при которых происходят лишь изменения направления

движения сталкивающихся частиц, тогда как их общая энергия

остается неизменной. Основную роль в россеянии электронов иг-

рает упругое рассеяние на атомных ядрах, хотя электроны рас-

сеиваются и на электронах атомных оболочек. Вследствии малой

массы электронов они отклоняются на углы от 0 градусов до 180

градусов, причем на малые углы электроны отклоняются с боль-

шей вероятностью. При отклонении на ьольшие углы электроны

несут информацию о строении вещества рассеивателя, что может

быть использовано в различных измерительных приборах.


США патент 3 560 742: Портативное устройство для измере-

ния обратно рассеянного фета-излучения предназначено для эф-

фективных измерений толщины покрытия обрабатываемой детали.

Устройство содержит зажим для монтажа постоянного зондирующе-

го элемента. Этот зажим является составной частью устройств,

регулирующих положение зондирующего элемента относительно об-

рабатываемой детали с тем, чтобы они контактировали друг с

другом. В другом варианте выполнения изобретения, устройство

содержит укосину, которая фиксирована относительно обрабаты-

вающей детали. Зажим у укосина предназначен для удержания

зондирующего элемента в плотном контакте с поверхностью обра-

батываемой детали, т.е. в положении измерения толщины покры-

тия нанесенного на поверхность обрабатываемой детали.

18.4.2. Неупругое рассеяние элктронов происходит в ос-

новном в результате их сталкивания с орбитальными электрона-

ми. При столкновении электронов с электронами атомных оболо-

чек часть энергии электронов передается связанному электрону

атома. В зависимости от количества переданной энергии проис-

ходит возбуждение или ионизация атомов вещества. В этом и

другом случае воздействующий электрон теряет свою энергию.

Большая часть вторичных электронов обладает незначительно ки-

нетической энергией. Процесс возбуждения сопровождается ис-

пусканием характеристического излучения. Процесс неупругого

рассеяния, посколько он сопровождается ионизацией может ис-

пользоваться для интенсификации различных технологических

процессов:


Патент СНГ 454 752: Способ приготовления пульпы из дре-

весной цепи путем облучения древесной щепы с последующей вар-

кой, отличающийся тем, что с целью повышения выхода пульпы и

улучшения ее качества, облучение щепы производят электронами

дозой не менее 1,0 Мрад.
Патент США 3 820 015: Устройство для измерения концент-

рации кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сго-

рания, содержит источник бетта-электронов, обладающих низким

уровнем энергии для ионизации молекул кислорода. Указанный

источник расположен во вторичном контуре выхлопной трубы. В

этот контур выхлопной газ подается с определенной скоростью

при помощи насоса постоянной производительности. На выходе

источника бетта-электронов в ниспадающей части потока газов

установлена коллекторная пластина. При этом между источником

бетта-электронов и коллекторной пластинкой поддерживается оп-

ределенная разность потенциалов, под действием которой иони-

зированные молекулы кислорода отделяются от молекул других

газов и ударяются о коллекторную пластину. Концентрация кис-

лорода выхлопных газов определяется путем измерения заряда,

накапливающегося на коллекторной пластинке.

18.4.3. Тормозное излучение.

Помимо потерь на ионизацию и возбуждение атомов вещест-

ва, электроны могут терять свою энергию на образование тор-

мозного излучения. Проходя вблизи атомного ядра, под действи-

ем его электрического поля электроны испытывают торможение.

Поэтому в соответствии с законом сохранения энергии они будут

испускать электромагнитное (тормозное) излучение. В тормозное

излучение может преобразоваться любая часть кинетической

энергии электрона вплоть до ее максимального значения. Поэто-

му энергетический спектр тормозного излучения непрерывный.

Примером тормозного излучения является рентгеновское излуче-

ние возникающее при торможении электронов на аноде рентге-

новской трубки. Это используется в рентгеновских аппаратах.

18.4.4. Совместные действия облучания электронами и све-

том.
Особенность эффекта состоит в том, что вещество не пог-

лощает свет до облучения электронами, но в процессе облучения

или после него свет поглощается короткоживущими частицами:

радикалами, возбужденными молекулами, возбуждение или диссо-

циация которых приводит к химическим превращениям. Например,

вещества: твердые растворы бензола и нафталина в метилцинкло-

гекоане и этаноле.

18.5. Взаимодествие нейтронов с веществом.

Нейтрон представляет собой электрически нейтральную час-

тицу с массой покоя, равной преблизительно массе покоя прото-

на, вместе с которым они образуют ядра всех элементов. Пос-

колько нейтрон электрически нейтрален, он может вызывать

различные ядернве реакции, в частности цепные реакции деления

тяжелых ядер (теория, урана, плутония) осуществляемые в ядер-

ных реакторах. По кинетической энергии нейтроны делятся на

быстрые, промежуточные и тепловые. в зависимости от этой

энергии нейтроны по разному взаимодействуют с веществом Теп-

ловые нейтроны взаимодействуют пратически со всеми ядрами

элементов, а в тяжелых вызывают реакцию деления. Промежуточ-

ные также поглощаются ядрами, но при некоторых значениях

энергии нейтроны хуже поглощаются ядрами, а гораздо лучше не-

упруго рассеиваются (замедляются), теряя при этом кинетичес-

кую энергию. Особенно интенсивно быстрые нейтроны рассеивают-

ся на водосодержащих веществах (замедлителях), что

используется для замедления быстрых нейтронов до тепловых

энергий в тепловых реакторах.
Патент США 3 794 843: Контрольно измерительный прибор

для определения весового содержания влаги в насыпном материа-

ле, содержит источник излучения, облучающий влажный насыпной

материал быстрыми нейтронами и гамма-лучами; прошедшее излу-

чение регистрируют двумя детекторами, причем первый регистри-

рует гамма-излучение, а второй тепловые нейтроны, возникающие

при замедлении быстрых нейтронов на ядрах водорода, содержа-

щихся во влаге насыпного материала; оба сигнала от детектора

поступают на электрическую схему, с целью получения сигнала,

скоррелированного с весовым процентным содержанием влаги в

материале.
Патент США 3 558 888: Сопособ нейтронного каротажа сква-

жин для измерения количества нефти в зоне скважин, пробурен-

ной в земной породе, с использованием радиоактиного излуче-

ния, согласно которому измеряется поперечное сечение захвата

тепловых нейтронов в буровом растворе; Величина этого сечения

определяется содержанием воды в этой геологической формации,

а количество нефти, содержащееся в зоне скважин измеряется

как функция макроскопического поперечного захвата тепловых

нейтронов в породе.
Патент США 3 562 523: Способ определениясодержания оста-

точных масел в формации после подачи воды или заводнения ней-

теносоного пласта состоит в измерении рапада тепловых нейтро-

нов сначала при наличии воды, содержащейся в данной формации,

а затем после замены этой воды водой, которая имеет сущест-

венно отличающееся сечение захвата и которая берется из зоны,

содержащей по крайней мере, в радиусе действия регистрирующе-

го инструмента.


18.5.1. При очень интенсивном облучении быстрыми нейтро-

нами различных веществ наблюдается так называемые явления

нейтронного раскупания - увеличение обьема вещества, что мо-

жет быть использовано, например, для правки массивных метал-

личеких деталей (А.с.395147) или в устройствах для измерения

деформации ядерного горючего (заявка Великобритании 1359759)

(см. 2,3).

18.6. Взаимодействие альфа-частиц с веществом.

Альфа-частицы (ядра гелия 4) состоят из двух протонов и

двух нейтронов. Посколько альфа-частицы заряжены, то их очнь

просто ускорять и облучать этим потоком различные вещества,

которые при этом сильно ионизируются. Ионизированные атомы

через какой-то промежуток времени захватывают свободные

электроны и превращаются в нейтральные, излучая при этом ха-

рактеристическое излучение, по которому можно судить о соста-

ве исследуемого вещества.
А.с. 223 948: Способ раздельного определения аллюминия и

кремния по облучению пробы протоком альфа-частиц и одновре-

менной регистрации возбужденного в ней суммарного характерис-

тического излучения аллюминия и кремния, отличающийся тем,

что с целью увеличения чувствительной и разрешающей способ-

ности, сразу после прекращения облучения пробы измеряют наве-

денную активность пробы и по соотношению измеряемых величин

суммарного характеристического излучения аллюминия и кремния

и наведенной активности судят о концентрации алююминия и

кремния в пробе.


18.6.1. Эффект увеличения коррзийной стойкости металлов.

Если металлическую пластину облучать в течении несколь-

ких минут альфа-частицами, то в силу короткого пробега части-

цу в веществе основная масса частиц останется в тонком по-

верхностном слое отдав при этом ему всю кинетическую энергию.

Эксперементально установлено, что если после такого облучения

пластину выдержать в атмосфере паров концентрированной соля-

ной и серной кислот, то поверхность металла сохраняет перво-

начальную структуру и блеск. Этот эффект можно обьяснить так

же, как и в случае сверхнизкого трения (см. раздел 1.3.1.)

перестройкой структуры поверхностного слоя и удалением паров

воды.

18.7. Радиотермолюминесценция.



Если какое-либо твердое вещество при низкой температуре

подвергнуть воздействию электронов рентгеновских или гам-

ма-лучей, то при нагреве, даже самом незначительном, вещество

начинает светиться. Причем, при плавном нагревании твердых

органических веществ температура, при которой наблюдается на-

ибольшее термолюминесцеция, совпадает с температурой струк-

турных переходов (плавления, размягчения и т.д.). Это явление

(открытие - 168) позволило создать новый эффективный метод

исследования вещества.
А.с. 381 983: Способ исследования структурных переходов

в органических веществах, основанный на регистрации радиотер-

молюминесценции образца, отличающийся тем, что с целью упро-

щения процесса облучают поверхностный слой образца пучком

электронов с энергией 5-30 Кэв.
В общих чертах метод радиотермолюминесценции или сокра-

щенно РТД, заключается в следующем: образец исследуемого ор-

ганического вещества облучают при низкой температуре (77-100

градусов К) в полной темноте. Пригодны любые источники иони-

зирующего излучения: нейтронные, гамма, бетта-источники, ус-

корители заряженных частиц рентгеновские установки. Мощность

дозы не играет существеной роли. Важно только, чтобы полная

так называемая экспозиционная доза достигала 0,1-2 Мрад. Та-

кие дозы, как правило не изменяют температуры структурного

перехода. Затем образец плавно нагревают 10-20 градусов С в

минуту. Свечение образца регистрируют с одновременной регист-

рацией температуры. Получают зависимость интенсивности РТЛ от

температуры - кривую высвечивания. Пики, изломы кривой, их


Каталог: upload -> iblock -> 194
iblock -> Перечень работ и услуг по содержанию и ремонту общего имущества в многоквартирном доме
iblock -> Часы-смартфон
iblock -> Руководство пользователя для телефона Apple iPhone 6
iblock -> Руководство по эксплуатации Методика калибровки Технические характеристики. Минимальный радиус кривизны поверхностей контролируемых изделий, 6мм
iblock -> Технические требования
iblock -> Технологические карты
iblock -> Оптимизация процесса восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений на блоках двигателей транспортных средств
iblock -> Инструкция по эксплуатации Температурный gsm извещатель Grinson T7 Благодарим Вас за выбор температурного gsm извещателя Grinson T7
194 -> Гимназия №76 г. Челябинск. «Кока-кола»: новые вопросы старой проблемы


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница