1999 № 01

Бюро Научно- Технической Информации

С интересным явлением научились бороться специалисты Харьковского физико-технического института Национальной академии наук Украины при участии академических научных центров России – Института теоретической и экспериментальной физики (Москва) и НИИ атомных реакторов (г. Димитровград Ульяновской области), а также Производственного объединения «Маяк» (г. Озерск Челябинской области) и Чепецкого механического завода (г. Глазов, Удмуртия). Речь идет о деформации металлических изделий после их облучения высокоэнергетическими частицами: протонами, нейтронами или осколками делящихся атомов. Бомбардируя кристаллическую решетку металла, эти частицы частично разрушают ее и способствуют тем самым деформации изделия. Такие же разрушения возникают в структуре металла и при его пластической деформации. Но в этом случае она первична, а дефекты кристаллической решетки вторичны. При облучении же металла сначала появляются дефекты в его решетке, которые и становятся причиной деформации. Проявляется она главным образом в увеличении длины изделия, что связано с преимущественной ориентацией в этом направлении осей кристалла в результате проката металла.

Так, например, труба из циркониевого сплава, представляющая собой часть канала ядерного реактора, удлиняется после облучения нейтронами на 3,6%, а ее диаметр при этом уменьшается на 2,24 %.

Более сильная, по сравнению с нейтронной, бомбардировка осколками деления атомов способна удлинить урановый металлический стержень на целых 77% (с одновременным уменьшением его диаметра на 25%). Подобная деформация металлических деталей реактора существенно осложняет его эксплуатацию.

Созданная украинскими и российскими физиками новая технология состоит в подготовке деталей при помощи высокочастотной закалки. Благодаря ей оси кристаллов дезориентируются относительно длины изделия, и радиационное излучение уже не может изменить его формы.

Прошедший (сверху) и не прошедший (снизу) высокочастотную закалку урановый металлический стержень после длительной бомбардировки осколками деления атомов.

Престижной и редкой премией имени А.М.Бутлерова отметила Российская академия наук работы специалистов Института химии Сибирского отделения РАН (г. Иркутск). Работы эти относятся к одному из самых актуальных в химии направлений – созданию сложных биологически активных веществ.

Подобные вещества используются в медицине давно, поскольку многие из них встречаются в природе, но попытки их целенаправленного синтеза появились лишь в прошлом столетии. Дело в том, что структура молекулы биологически активного вещества чрезвычайно сложна, и синтез его, а тем более разработка этого синтеза оказываются очень трудоемкими и дорогостоящими. Чтобы научиться получать какое-либо из таких веществ даже с заранее известной формулой, надо не только выбрать правильный путь синтеза, но и найти способ проведения каждой из множества стадий этого синтеза и подобрать оптимальные для процесса внешние условия.

Работу эту до сих пор проводят чаще всего интуитивно-на основании опыта и аналогий с другими подобными процессами. А между тем синтез природных биологически активных веществ, который происходит в клетках растений или животных, обходится без создания специальных условий для разных его стадий. Температура и давление там всегда одни и те же, да и все вещества смешаны так, что выделить из них нужное часто бывает весьма трудно. Как же умудряются живые организмы синтезировать столь сложные молекулы?

Иркутские ученые попытались воспроизвести в лабораторных условиях синтез некоторых фундаментальных фрагментов таких молекул. Дело в том, что структуры многих биологически активных веществ удивительно схожи, и стоит заменить в какой-то огромной молекуле одну группу атомов другой, как витамин может превратиться в антибиотик или, к примеру, в сильнейший яд. Все это, разумеется, легко сделать только на бумаге, но если синтезировать общую для такой группы веществ часть молекулы (что, как правило, и составляет главную трудность), то получается полупродукт, из которого можно синтезировать целый ряд важнейших лекарств.

Именно такого рода полупродукты и удалось получить иркутянам при помощи способов, в какой-то мере аналогичных тем, что происходят в живой природе. Многие из реакций проводятся в водной среде, при комнатной температуре и без каких бы то ни было специальных воздействий. А в качестве исходных веществ используются простые и доступные реагенты – окись углерода (угарный газ), ацетилен, аммиак, сероводород и пр. И из всего этого чуть ли не в пробирке получаются сложнейшие вещества, обладающие противовоспалительной, противотуберкулезной, анальгетической, противолучевой и т.п. активностями.

Не имеющие в мире аналогов сварные конструкции переменного объема созданы в Институте электросварки Национальной академии наук Украины (Киев). Сваренный из лепестков тонкостенный конус способен складываться за счет изменения его поверхности в диск, который соединяется с себе подобными в пакет при помощи сварки по внутреннему и наружному диаметру. Используя сжатый воздух, можно развернуть такую конструкцию в оболочечную буквально за несколько секунд и получить объем в десятки и сотни раз больший изначального. Особую ценность представляет эта разработка для космоса, поскольку в космическом корабле лишнего места нет, а на орбите может понадобиться достаточно объемная конструкция – от переходного отсека, шлюза или склада до орбитальной станции.

Семенами фасоли можно очищать воду от токсичных соединений хрома. Технология такой очистки разработана сотрудниками Северо-Кавказского государственного технологического университета.

Как известно, хром и его соединения способны вызывать тяжелые отравления, бронхиты и бронхиальную астму, нарушать функции желудка, печени и поджелудочной железы. А между тем хром используют в промышленности достаточно широко: и в металлургии (легирующие добавки, сплавы, огнеупоры), и в машиностроении (гальванические покрытия), и в кожевенном и лакокрасочном производствах.

Проведенные в университете исследования показали, что хром наиболее токсичных соединений (хром высокой степени окисления) лучше сорбируется кожицей фасоли, а менее токсичный (так называемый восстановленный) – ее семядолями. Но общая концентрация ионов хрома в водном растворе с погружением в него семян фасоли быстро и резко уменьшается.

Авторы технологии полагают, что подобные свойства фасоли связаны с наличием в ней азота и что для этих же целей можно применять и другие бобовые культуры – например горох. Но выгоднее, разумеется, использовать те семена, которые для сельского хозяйства непригодны.

От тяжелых экологических, да и не только экологических, последствий аварий на нефтепроводах могут избавить разработанные фирмой «Диаскан» (г. Луховицы Московской области) технологии их диагностики и ремонта. Созданные специалистами фирмы дефектоскопы, в том числе ультразвуковые, успешно работают уже в течение нескольких лет на нефтяных магистралях России и обследовали к сегодняшнему дню десятки тысяч километров труб. Это позволило снизить аварийность на магистралях примерно в четыре раза.

Дефектоскоп представляет собой начиненный электроникой снаряд, передвигающийся по трубе в потоке качаемой нефти (или нефтепродукта) и попутно регистрирующий любые посторонние вкрапления, микротрещины, дефекты сварки и расслоения металла. Об этих дефектах снаряд сообщает радиосигналами приемному устройству, расположенному на борту специализированного автомобиля и связанному с бортовым компьютером. Туда же поступает и информация о пройденном пути, который измеряется мерным колесом дефектоскопа. Все это вместе дает исчерпывающие сведения о трубе и ее дефектах.

Что же касается ремонта, то его по технологии фирмы «Диаскан» проводят снаружи – без остановки перекачки нефти. На поверхность трубы надевается в месте дефекта стальная муфта, которую не приваривают к трубе, а заполняют быстротвердеющим составом из эпоксидной смолы и отвердителя. Затвердевая, закачанный в кольцевидное пространство между муфтой и трубой композит образует вместе с ними монолитную конструкцию, а срок службы трубы продлевается в этом случае не менее чем на тридцать лет.

Нельзя не заметить, что улицы Москвы стали в последние годы несколько чище, но похоже, что в будущем эта чистота будет почти стерильной. На столичных улицах и в парках скоро появятся пылесосы.

Первый отечественный пылесос для городского хозяйства разработан конструкторами столичной фирмы «Фрегат» и уже начал выпускаться на одном из заводов подмосковного Серпухова. Обслуживается такой пылесос, которому авторы дали имя «Посейдон», одним человеком, толкающим его впереди себя и время от времени опорожняющим переполненный мусором мешок. Работа получается достаточно эффективной: один снабженный уличным пылесосом сотрудник городского хозяйства способен заменить десятерых дворников с метлами. Заправляют «Посейдон» всего лишь одним литром бензина, что оказывается достаточным для уборки листвы и уличного мусора на площади до 2420 квадратных метров. И времени на это требуется в общей сложности не более одного часа. Промышленный выпуск пылесоса «Посейдон» ведут принадлежащие фирме «Фрегат» цеха одного из заводов г. Серпухова (Московская область).

Сегодня конструкторы фирмы разрабатывают самоходный пылесос на атомобильном шасси, который будет обладать в несколько раз большей продуктивностью и предназначен для уборки проезжей части.