Как влияют погодные условия на скорость распада
Зависит ли скорость радиоактивного распада от температуры? В 1913 году Пьер Кюри и Хейке Камерлинг-Оннес измерили скорость распада радия при комнатной температуре и после охлаждения в жидком водороде. Учёные пришли к выводу, что скорость распада от температуры не зависит, напоминает Technology Review.
С тех пор, было проведено множество измерений и доказано, что альфа- и бета-распады идут с одними и теми же скоростями вне зависимости от внешних условий — температуры, давления, окружающей среды. А вот реакции с захватом электрона оказались более восприимчивыми к внешним условиям и должны быть помещены в другую категорию.
Скептики, однако, не унимаются и не оставляют попыток найти способы влияния на постоянные распада. За последние годы появилось несколько результатов, авторы которых утверждают, что сумели сделать это.
Так, одна из групп якобы обнаружила, что период полураспада 210 Po стал на 6% короче при помещении образца с материалом в медный контейнер при температуре 12K. В другом отчёте показывается, что при этой же температуре период полураспада β — -излучателя 198 Au уменьшился на 3,6%.
Покончить раз и навсегда с этими теориями взялась группа под руководством Джона Харди в институте циклотронов при техасском университете A&M. Американские учёные провели со всем возможным тщанием и с максимально возможной точностью измерения постоянных распада трёх изотопов — 97 Ru, 103 Ru и 105 Rh — для состояний при комнатной температуре и при 19K.
Результат экспериментов оказался легко предсказуемым. Никакой температурной зависимости для постоянных распада найдено не было. Теперь тема о возможностях влияния на скорости распадов может быть вновь сдана в архив ошибочных представлений — по крайней мере, до тех пор, пока не появятся какие-либо аномальные данные, не вписывающиеся в наше понимание физической картины мира.
Зависимости поражающего действия ядерного взрыва от мощности боеприпаса, вида взрыва, рельефа местности и метеорологических условий.
Характер и масштабы поражения людей и разрушения (повреждения) различных объектов зависят от мощности и вида ядерного взрыва, условий размещения войск (в укрытиях или вне их), степени рассредоточения, метеорологических условий, рельефа местности и т. д. По мере удаления ударной волны от центра ядерного взрыва избыточное давление в ней падает. Чем дальше находятся войска от центра взрыва, и чем меньше мощность боеприпаса, тем меньше степень поражения ударной волной. ПРИ ВОЗДУШНОМ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ ДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ПО НЕУКРЫТЫМ ВОЙСКАМ ЗНАЧИТЕЛЬНО ВЫШЕ, ЧЕМ ПРИ ВЗРЫВАХ ДРУГИХ ВИДОВ. Ударная волна в воздухе при подземном взрыве, особенно при глубоком, значительно слабее, чем при воздушном или наземном взрыве.
С увеличением мощности взрыва увеличивается длительность светового излучения. ПРИ ВЗРЫВАХ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ РАДИУСЫ ПОРАЖЕНИЯ ОТКРЫТО РАСПОЛОЖЕННОГО ЛИЧНОГО СОСТАВА СВЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ОТ УДАРНОЙ ВОЛНЫ И ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ. При наземном ядерном взрыве действие светового излучения на определенных расстояниях будет меньше, чем при воздушном взрыве такой же мощности. Это объясняется тем, что световое излучение при наземном взрыве испускается с поверхности полусферы, а не сферы, как при воздушном взрыве, а также вследствие сильного экранирующего действия клубов пыли и дыма.При подземном и подводном ядерных взрывах световое излучение как поражающий фактор практического значения не имеет, так как почти полностью поглощается грунтом или водой. Поражающее действие светового излучения во многом зависит от прозрачности атмосферы. Чем меньше в атмосфере различных частиц, тем на больших расстояниях действует световое излучение. Особенно сильно световое излучение ослабляется в запыленном воздухе, в туман, в дождь и снегопад, при наличии дыма.
С увеличением мощности взрыва радиус воздействия проникающей радиации увеличивается. Чем дальше от центра взрыва, тем проникающая радиация воздействует слабее. При подземном и подводном взрывах действие проникающей радиации незначительно вследствие поглощения грунтом и водой гамма-излучений и нейтронов. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ ВЛИЯНИЯ НЕ ОКАЗЫВАЮТ.
Личный состав, вооружение и техника, открыто расположенные на местности, поражаются ядерным взрывом на большей площади по сравнению с тем, как это было бы, если бы они находилисьв укрытиях. Так, при укрытии личного состава в окопах, ходах сообщения траншеях и щелях радиусы зон поражения ядерным взрывом сокращаются примерно в 1,5-2 раза, а при, нахождении в блиндажах и убежищах — в 3-5. раз. В ПЕРЕКРЫТЫХ ЩЕЛЯХ, ТРАНШЕЯХ И ОКОПАХ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ПОЛНАЯ ЗАЩИТА ЛИЧНОГО СОСТАВА ОТ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, А ПОРАЖЕНИЕ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИЕЙ СНИЖАЕТСЯ В 40 РАЗ. БЛИНДАЖИ И УБЕЖИЩА ОБЕСПЕЧИВАЮТ ПОЛНУЮ ЗАЩИТУ ОТ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И В СОТНИ РАЗ ОСЛАБЛЯЮТ ДЕЙСТВИЕ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ.
Рельеф местности оказывает значительное влияние на распространение ударной волны и характер ее действия. На передних скатах возвышенностей, обращенных к точке взрыва, наблюдается повышение давления, при этом, чем круче скат, тем больше давление. На обратных скатах возвышенностей давление уменьшается. В лощинах и оврагах действие ударной волны существенно зависит от расположения их относительно направления распространения волны. ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ОВРАГОВ И ЛОЩИН ПРОЯВЛЯЮТСЯ ЛИШЬ В ТЕХ СЛУЧАЯХ, КОГДА УДАРНАЯ ВОЛНА РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО ИХ НАПРАВЛЕНИЮ; в этом случае узкий и глубокий овраг с крутыми скатами обеспечивает снижение действия ударной волны до 4 раз. Один и тот же овраг в узком верховье может создать надежную защиту, а с увеличением ширины понизу оврага (при той же глубине) его защитные свойства падают. При распространении ударной волны вдоль оврагов и лощин давление в волне несколько увеличивается.
Лесные массивы оказывают сопротивление движению воздуха при взрыве, внутри лесного массива давление повышается всего на 10-15%, а метательное действие уменьшается в 2-3 раза.
Кроме того, необходимо учитывать влияние метеорологических условий на ударную волну. Сильный дождь и густой туман приводят к снижению давления в ударной волне на 30%. Снегопад практически не влияет на ударную волну.
Площади радиоактивного заражения местности зависят от мощности взрыва ядерного боеприпаса и скорости ветра на разных высотах. Чем больше мощность взрыва и скорость ветра, тем больше размеры площади заражения.
Заражение объектов зависит от степени заражения окружающей их местности, от положения объектов относительно места взрыва или направления, движения облака взрыва и от других факторов. В районе взрыва наиболее сильно заражаются поверхности объектов, обращенные в сторону взрыва. У объектов,находящихся на пути движения радиоактивного облака, сильнее заражаются поверхности горизонтальные, обращенные в ту сторону, откуда движется облако, а также шероховатые и влажные. Возможно заражение внутренних поверхностей-объектов через щели двери, люки.На радиоактивное заражение местности и воздуха большое влияние оказывает рельеф местности. При наличии возвышенностей и холмов более сильное заражение будет наблюдаться с наветренной стороны. Овраги и лощины заражаются в большей степени в том случае, когда ветер дует вдоль них. При сильном дожде радиоактивные вещества частично смываются потоками воды, поэтому в лощинах и оврагах заражение может усиливаться.
Ветер и осадки (дождь и снег) в значительной мере влияют на характер и степень заражения радиоактивными веществами местности, различных объектов и воздуха. Сильный ветер способствует снижению степени заражения местности, так как он разносит радиоактивные вещества вместе с поднятой пылью. Но при сильном ветре усиливается степень заражения воздуха, а значит, увеличивается вероятность поражения личного состава через незащищенные органы дыхания. Дождь и снегопад способствуют быстрому осаждению радиоактивных веществ из воздуха, в результате этого воздух становится менее зараженным, но повышается зараженность местности. Большой снег, выпавший на зараженном участке местности, может изолировать радиоактивные вещества и исключить заражение личного состава.
Дата добавления: 2015-08-05 ; просмотров: 1042 | Нарушение авторских прав
На скорость радиоактивного распада влияет Солнце?
Некоторые радиоактивные изотопы распадаются зимой быстрее, чем летом.
Практически с тех пор, как открыли явление радиоактивности, физикам твердо известно: скорость распада постоянна для каждого радиоактивного элемента и не меняется в зависимости от внешних условий. Однако многолетние данные, собранные американскими и немецкими физиками, заставляют усомниться в этом постулате.
Как сообщают Питер Старок (Peter Sturrock) из Стэнфордского университета и Эфраим Фишбах (Ephraim Fischbach) из университета Пердью, по данным Национальной Брукхейвенской лаборатории и Федерального института физики и техники в Германии, изотопы кремний-32 и радий-226 распадаются зимой чуть-чуть быстрее, чем летом, когда Земля на своей орбите удаляется от Солнца. А за полтора дня перед крупной вспышкой на Солнце и все время, пока она продолжалась, замедлился распад марганца-54, измерявшийся Джером Дженкинсом (Jere Jenkins) в университете Пердью. Кроме того, обнаружены небольшие колебания в скорости распада изотопов, случающиеся каждые 28 дней, что близко к периоду вращения Солнца вокруг своей оси.
Все три наблюдения указывают на роль Солнца в процессе радиоактивного распада на Земле. Авторы работы считают, что здесь действуют либо солнечные нейтрино – загадочные, очень легкие и почти не реагирующие с материей элементарные частицы, либо какие-то другие, еще не известные нам частицы, летящие от светила. Если открытие подтвердится, оно позволит предсказывать вспышки на Солнце, что особенно важно для космонавтики.
Солнечные бури влияют на скорость радиоактивного распада веществ на Земле
Исследования велись в 2005–2011 годах на изотопе хлор-36, продемонстрировавшем за это время неравномерность интенсивности распада своих атомов. Активнее всего процесс протекал в январе–феврале каждого года, а самый «вялый» период наблюдался в июле и августе.
Выявленная периодичность соответствует изменению расстояния от Земли до нашей звезды, которое бывает максимальным именно в июле–августе и минимальным — в январе–феврале. Начиная с 2006 года за время эксперимента было отмечено 10 вспышек на Солнце, каждой из которых соответствовало увеличение интенсивности распада хлора-36, причём начиналось явление за сутки–другие до самой вспышки.
Оказалось также, что радиоактивный распад на Земле регулируется ещё и более коротким 33-дневным циклом, который исследователи увязывают с вращением солнечного ядра. Подобные колебания были обнаружены не только в хлоре-36, но и у радия-226. Кроме того, была выявлена лёгкая ригерова периодичность (154 дня), обычно наблюдаемая в интенсивности гамма-излучения солнечных вспышек.
Что же влияет на скорость распада радиоактивных веществ на Земле в период солнечных бурь? По словам учёных, есть всего два претендента на роль ускорителя распада. Это нейтрино, образующиеся в солнечном ядре в ходе термоядерных реакций. И… некая неизвестная частица. Конкретный механизм стимуляции ядерного распада требует дальнейшего прояснения.
В ходе опытов наиболее компактной и практичной установкой, позволяющей заранее выявить вспышку на Солнце, оказалась пара, состоящая из счётчика Гейгера и марганца-54. Последний при распаде превращается в хром-54, испуская порцию гамма-излучения, регистрируемую детектором.
Соответствующая работа опубликована в журнале Astroparticle Physics, а с её препринтом можно познакомиться на сайте arXiv.