Читать онлайн «Новые профессии тяжелых ионов»

В. СБарашеннов Ij^VDl^It: ПРОФЕССИИ тяжелых ионов МОСКВА АТОМИЗДАТ 1977 УДК 539. 172. 1 Б а р а ш е н к о в В. С. Новые профессии тяжелых ионов. М. , Атомиздат, 1977, с. 120. В простой и доступной форме рассказывается об интересных возможностях, связанных с практическим использованием ускоренных пучков тяжелых ионов, о новом быстро развивающемся разделе «тонкой ядерной технологии». С помощью тяжелых' ионов можно изменять свойства материалов — создавать новые сплавы, покрытия, высокотемпературные сверхпроводники, светопроводы, элементы магнитной памяти. Тяжелые ионы применяются для изготовления калиброванных сверхмелких сит из полимерных пленок—«ядерных фильтров», которые могут найти самое необычное применение: в электронной промышленности для очистки жидкостей и газов, в пищевой промышленности для очистки и стабилизации соков, пива, вина; выделения белка при сыроварении и т. д. , в коммунальном хозяйстве для очистки воды, в медико-биологических исследованиях для стерилизации биологических сред. Книга рассчитана на инженеров и ученых, работающих в разных отраслях промышленности, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов вузов. Табл. 7. Рис. 58. Список литературы ПО наименований. 20408—005 034(01) 77 05"~77 © Атомиздат, 19 1. ТЯЖЕЛЫЕ ИОНЫ — ЧТО ЭТО ТАКОЕ И ЗАЧЕМ ОНИ! Читатель, наверное, еще из курса школьной программы по физике хорошо знает, что атомы химических элементов, — от водорода до самых тяжелых, -г- состоят из центрального положительно заряженного ядра и окружающего его облака электронов. Положительный заряд ядра полностью компенсируется отрицательными зарядами электронов, поэтому атом в целом нейтрален. Атомы, лишенные всех или части электронов и обладающие поэтому положительным электрическим зарядом, называются ионами. Тяжелыми сейчас принято называть все ионы, масса которых больше, чем масса ядра гелия (2Не), хотя это определение является, конечно, весьма условным, и в отдельных случаях к тяжелым относят ионы всех элементов, кроме водорода (в том числе и ионизованные молекулы водорода 2Н+). Сейчас не будем вдаваться в эти детали, так как в дальнейшем будет ясно, о каких ионах идет речь. Поскольку ионы обладают электрическим зарядом, их с помощью электромагнитных полей можно разогнать до очень больших энергий. 3 Первый ускоритель тяжелых ионов—ядер азота—был построен в США в ;начале пятидесятых годов, вскоре после того, как было установлено, что при атомных взрывах происходят интенсивные взаимодействия ионов воздуха. В 1960 г. был запущен созданный по инициативе и при поддержке И. В. Курчатова ускоритель тяжелых ионов в Дубне, который представлял собой циклотрон с диаметром полюсных наконечников электромагнита 310 см (именно поэтому он называется У-300). Ускоритель снабжен уникальным газоразрядным источником многозарядных ионов, в котором используются соответствующие газообразные элементы и соединения или испаряются твердые вещества. Общий вид ускорителя У-300 показан на рис. 1, на рис. 2 этот ускоритель дан в разобранном состоянии с выдвинутой наружу ускоряющей частью (дуантами), а на рис. 3 показаны полюса магнита и камера, в которой происходит спиральная «раскрутка» ускоряемых ионов.