Искусственных спутников

Наиболее мощными источниками радиоактивного излучения являются урановые реакторы. При распаде ядер урана образуется поток нейтронов, который и используют для облучения различных химических элементов с целью получения искусственных радиоактивных изотопов.

В настоящее время из всех существующих химических элементов получено около 700 искусственных радиоактивных изотопов.

М. — металл красного, в изломе розового цвета, при просвечивании в тонких слоях — зеленовато-голубой. М. имеет гранецентрированную кубич. решетку (а=3,6074А). Природная М. состоит из смеси двух стабильных изотопов: Си83, содержащегося в количестве 69,04%, и Си55— 30,96%. Из искусственных радиоактивных изотопов в качестве меченых атомов используются Си61 и Си64. Плотн. 8, 96 (20°), г°ж 1083°, *°КИП 2600°, теплота плавления 3,11 ккал/г-атом, теплота испарения 72,8 ккал/г-атом, уд теплоемкость 0,092 кал/г-°С(20°). Отличит, св-вами М. являются высокая электро- и теплопроводность (как проводник тока занимает среди металлов 2-е место после серебра). Показатель теплопроводности 0,941 кал/см-сек°С при 20°, уд. электросопротивление 0,178 ом-мм2/м; температурный коэффициент электрич. сопротивления 4,3-10~3' (0—100°); термич. коэфф. линейного расширения 17,0-10-6 (20—100°). Модуль упругости 13 200 кг/мм2, модуль сдвига 4240 кг/мм2. М.— диамагнитна.

Книга не претендует на исчерпывающее изложение вопросов техники использования радиоактивных изотопов, ее задача не в этом. Довольно большое количество литературы по ядерной физике позволяет каждому желающему разобраться во всех теоретических вопросах, связанных с использованием изотопов. Однако для более глубокого понимания экономики промышленного применения радиоактивных методов контроля и управления процессами производства читатель должен иметь достаточные представления об этой технике. Поэтому в третьей главе рассмотрены физические основы применения радиоактивных изотопов в машиностроительной и металлообрабатывающей отраслях промышленности (основные свойства излучений, получение искусственных радиоактивных изотопов, а также основные методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений). В этой же главе освещены общие вопросы экономики применения радиоактивных изотопов.

Получение искусственных радиоактивных изотопов

Основными путями получения искусственных радиоактивных изотопов являются следующие [16]:

тролеров такими средствами, как рентгеновы лучи, ультразвук и, наконец, радиоактивные изотопы и ядерные излучения. Особо следует подчеркнуть роль и исключительную эффективность применения радиоактивных изотопов при решении практических задач промышленного производства. В настоящее время мы имеем возможность получать множество искусственных радиоактивных изотопов, которые используются в промышленности и других отраслях народного хозяйства для управления и автоматического регулирования производственных процессов, для контроля качества продукции, а также для исследования технологических процессов в химии, металлургии и других отраслях.

Получение искусственных радиоактивных источников гамма-излучений позволило значительно упростить и удешевить контроль качества литых и сварных изделий.

В литературе по у-дефектоскопии большое внимание уделяется вопросам чувствительности радиографического метода, основанного на применении -j-излучения искусственных радиоактивных изотопов. Теоретические работы, учитывающие влияние геометрических факторов (мощность источника излучения и его энергетического спектра, плотность почернения у-снимка, а также рассеянное излучение), хотя и дают возможность установить благоприятные для повышения чувствительности условия просвечивания, но носят весьма приближенный характер.

метод искусственных радиоактивных баз и некоторые другие.

Радиоактивные элементы — химические элементы, проявляющие радиоактивность. Следует различать естественные радиоактивные элементы, встречающиеся в природе хотя бы в ничтожно малых количествах и с ничтожно малой средней продолжительностью жизни, и искусственные радиоактивные элементы, получаемые в результате облучения различных элементов теми или иными частицами (протонами, дейтеронами, нейтронами). Известен 41 тип атомных ядер естественных радиоактивных элементов; 38 из них по признаку генетической связи можно разбить на три радиоактивных ряда: 1) ряд урана, 2) ряд тория, 3) ряд актиния. Остальные три типа радиоактивных атомных ядер дают ядра атомов калия, рубидия, самария. Есть основания считать неодим, празеодим, гадолиний, бериллий, цинк также радиоактивными. К настоящему моменту известно множество искусственных радиоактивных элементов. Всякий радиоактивный элемент, наряду с общими характеристиками (порядковый номер, атомный вес и т. д.), характеризуется ещё типом радиоактивного излучения и периодом полураспада (или средней продолжительностью жизни, равной обратной величине константы распада).

Геометрическое место положений движущейся точки в рассматриваемой системе отсчета называется траекторией. По виду траектории движение точки делится на прямолинейное и криволинейное. Траектория точки может быть определена и задана заранее. Так, например, траектории искусственных спутников Земли и межпланетных станций вычисляют заранее, или, если принять движущиеся по городу автобусы за материальные точки, то их траектории (маршруты) также известны. В подобных случаях положение точки в каждый данный момент времени t определяется расстоянием (дуговой координатой) s, т. е. длиной участка траектории, отсчитанной от некоторой ее неподвижной точки, принятой за начало отсчета. Отсчет расстояний от начала траектории можно вести в обе стороны, поэтому отсчет в одну какую-либо сторону условно принимают за положительный, а в противоположную — за отрицательный, т. е. расстояние s — величина алгебраическая, она может быть положительной (s>0) или отрицательной (s<0).

В действительности это не так — существует конечная максимальная скорость распространения взаимодействий, которая равна скорости света в вакууме. Поэтому третий закон Ньютона (а также и второй) имеет определенные пределы применимости. Однако при скоростях тел, значительно меньших скорости света, с которыми имеет дело ньютоновская механика, оба закона выполняются с очень большой точностью. Свидетельством этому являются хотя бы расчеты траекторий планет и искусственных спутников, которые проводятся с «астрономической» точностью именно с помощью законов Ньютона.

Отличие законов движения искусственных спутников Земли от законов Кеплера. Трасса спутника. Форма Земли. Атмосферное торможение. Геостационарная орбита

Наряду с фундаментальностью образования для современного специалиста большое значение имеет умение эффективно применять результаты физических исследований для ускорения научно-технического прогресса. В связи с этим в книге рассматриваются такие вопросы, как движение в неинерциальных системах отсчета, инерци-альные навигационные системы, гироскопические явления, движение искусственных спутников Земли, динамика тел переменной массы, движение в электромагнитных полях, соотношение между массой и энергией и др.

Можно ли конкретное материальное тело рассматривать как материальную точку, зависит от условий задачи и вопросов, на которые требуется дать ответ. Одно и то же материальное тело в одних условиях можно принять за материальную точку, а в других — нельзя. Например, Землю можно считать материальной точкой при изучении ее движения вокруг Солнца, но нельзя это делать при анализе движения искусственных спутников Земли. При моделировании тела материальной точкой можно ей приписать также определенные физические (но не геометрические!) характеристики тела. Например, можно считать, что материальная точка обладает собственным (внутренним) моментом импульса, зарядом и т. д. Это можно сделать в том случае, когда соответствующие физические свойства тела можно по условиям задачи считать локализованными в материальной тбчке.

Содержание законов сохранения. Законы движения позволяют в принципе ответить на все вопросы о движении материальных частиц и тел. При достаточном искусстве и терпении можно вычислить положение частиц в любой момент времени, что означает полное решение задачи. С появлением электронных вычислительных машин увеличились возможности решения этих уравнений. Многие задачи, связанные, например, с движением искусственных спутников Земли и межпланетными полетами ракет, можно было бы уже давно формулировать корректно в виде уравнений, но решить эти уравнения, чтобы получить из них нужную информацию, было невозможно до появления ЭВМ. Однако и сейчас есть задачи, которые можно сформулировать в виде уравнений, но решить их даже с помощью ЭВМ нельзя. Поэтому до настоящего времени остается важным исследование общих свойств решения уравнений без получения конкретного вида решения.

Движение искусственных спутников Земли

§ 45. Движение искусственных спутников Земли 247

45. Движение искусственных спутников Земли

Анализируются отличия законов движения искусственных спутников Земли от законов Кеплера и следствия этих отличий.

Отличие законов движения искусственных спутников Земли от законов Кеплера. Движение искусственных спутников Земли не описывается законами Кеплера, что обусловливается двумя причинами: