Измерение уровня жидкости в закрытых резервуарах, определение износа режущих инструментов, обнаружение утечек газа из подземных трубопроводов, проверка состояния огнеупорной футеровки, выстилающей раскаленную пасть доменной печи, контроль за обмелением портов, отыскивание источников водоснабжения, нейтрализация зарядов статического электричества, угрожающих пожаром, — все эти задачи решаются проще и надежнее, когда за дело берется атом-инженер с его невидимыми «щупальцами» — радиоактивными излучениями.

Атом-химик

Радиоактивные излучения — поистине чудодейственное средство и в руках химика. С ними происходят изумительные метаморфозы. Под действием радиации сахар превращается в кислоту, касторовое масло затвердевает, кожа становится непромокаемой, парафин видоизменяется в похожее на каучук вещество, бензин запросто соединяется с хлором, давая сильный инсектицид. Если воздействовать ядерными излучениями на воду, то молекула воды H₂O распадается на осколки. Осколки реагируют друг с другом, образуя водород Н₂, кислород O₂ и перекись водорода H₂O₂. В водных растворах эти частицы реагируют не только между собой, но и с растворенными веществами. Именно так из бензола получают фенол — незаменимое техническое сырье.

Недавно советские ученые сделали интересное открытие. Оказывается, способность воды расщепляться под действием гамма-излучения можно использовать для получения электрического тока. В раствор серной кислоты погружают два электрода, сделанные из разных материалов. Образующиеся при облучении раствора осколки — атомы водорода и гидроксильные радикалы — благодаря диффузии попадают на разные электроды. Атомы водорода, отдав свой электрон одному из электродов, превращаются в ионы H⁺ и уходят в раствор. Электроны движутся по электроду, переходят во внешнюю цепь, затем попадают на второй электрод. Тут-то их и захватывают подоспевшие ко второму электроду радикалы OH, после чего они в виде ионов ОН^– также уходят в раствор. Возникшая на электродах разность потенциалов обуславливает непрерывное перемещение электрических зарядов, то есть электрический ток.

Это открытие имеет принципиальное значение; в таком радиационно-электрохимическом элементе происходит непосредственное превращение атомной энергии в электрическую. Маршрут обходится без пересадок; отпадает необходимость в промежуточных звеньях, например в тепловых машинах, с помощью которых обычно атомная энергия преобразуется в электрическую, скажем, на атомных электростанциях.

Испокон веков для синтеза новых химических соединений прибегали к содействию тепла, давления и катализаторов. Теперь с этими классическими помощниками химика успешно конкурируют ионизирующие излучения. Изучением воздействия радиоактивных излучений на различные вещества занимается молодая, но многообещающая отрасль науки — радиационная химия. Особенно ценным подспорьем оказались методы радиационной химии в производстве полимеров.