Беседы о рентгеновских лучах

Нанести на карту галактики все, какие возможно, иксобъекты. Разведать, какие из них и насколько часто дают всплески незримого потока, подобные августовской (1975 г.) вспышке источника в созвездии Единорога.

Сделать все, чтобы таинственные невидимки становились менее и менее загадочными. Чтобы встречи с ними не сулили неприятных сюрпризов.

В последние годы появилась служба Солнца, ко"^-орая следит за изменениями его рентгеновской активгости. Его невидимые излучения вот уже много лет подряд изучаются с помощью советских спутников ("Космос", "Прогноз"). По договоренности между странами - участницами программы "Интеркосмос" едва ли не каждый четвертый летательный аппарат этой серии несет на борту приборы, которыми регистрируются спектры солнечной короны в рентгеновском диапазоне.

Таков, например, "Интеркосмос-16", запущенный в июле 1976 года с советской стартовой площадки. Аппаратура для спутника разрабатывалась в ГДР, СССР, Чехословакии и Швеции.

Значение рентгеновской и гамма-астрономии будет возрастать тем больше, чем дальше проникнет человек в просторы вселенной. А он уже сегодня не ограничивается "каботажным" космоплаванием: вспомнить хотя бы экспедиции лунопроходцев. Завтра, еще в нашем веке, вполне реален пилотируемый полет к Марсу с многомесячным пребыванием экипажа в межпланетном пространстве. Впрочем, все продолжительней становятся и путешествия людей по околоземным орбитам. Такие рейсы, регулярные, массовые, выдвигают новые требования перед астрономией невидимого.

"Знать, чтобы предвидеть, предвидеть, чтобы действовать". Таков девиз этой, да и любой иной науки, когда она посвящает себя разведке дальнего прицела, фундаментальным исследованиям. Какими бы ни были их задачи, сверхзадача одна - стать опорой прикладных изысканий, помочь решению практических проблем.

7.

- Не пора ли все же спуститься из заоблачных далей на грешную землю? Мы ведь и на своей планете окружены мощными источниками рентгеновских лучей.

Кроме того, раз уж новейшая астрофизика успела сделать столько интересных открытий, то добрая старая физика наверняка еще больше, не так ли?

- Как ни странно, по числу важнейших открытий, сделанных в последнее пятнадцатилетие, счет 5:2 в пользу астрономии, не физики.

- И все-таки, уж коли далекие, "за тридевять небес", икс-объекты столь тесно связаны с жизнью людей, то близкие нам и подавно. Так что не лучше ли вернуться в лоно рентгенологии? Тем более что она располагает самыми мощными из наземных источников рентгеновских лучей, верно ведь?

- Нет, не она - физика.

"Ослепительная зеленоватая вспышка, взрыв, сознание подавлено, волна горячего ветра, и в следующий момент все вокруг загорается... Миг - и с людей свалилась вспыхнувшая одежда, вздулись руки, лицо, грудь; лопаются багровые волдыри, и лохмотья кожи сползают на землю... Оглушенные и обожженные люди, обезумев, сбившись ревущей толпой, слепо тычутся, ища выхода..."

Такой запечатлелась в памяти случайно выживших очевидцев Хиросима 6 августа 1945 года. Летающая крепость Б-29 "ЭнолаТей", которой сентиментальный пилот дал нежное имя своей матери, сбросила на огромный город урановую бомбу, ласково прозванную "Малышкой". Детонатор сработал на высоте 500 метров над центральными улицами, которые заполнили японцы, спешившие на работу. Через три дня кошмар повторился в Нагасаки. Там была взорвана плутониевая "Толстуха".

Итоги "экспериментов"? Около 220 тысяч мгновенно убитых и искалеченных. И еще сотни тысяч погибших потом, после медленной агонии, длившейся порой годами. Она была вызвана облучением.

Новое оружие уничтожало не только сокрушительной ударной волной, не только ослепительным светом и испепеляющим жаром. В отличие от всех прежних оно губило живое с неслыханной до того силой. Незримым излучением, которое мы называем ионизирующим. В частности, жесткой рентгеновской и гамма-радиацией.

Откуда же берутся эти смертоносные кванты?

При взрыве мгновенно выделяется огромная энергия.

Возникает высокотемпературная плазма, которая, как мы уже знаем, дает тепловое рентгеновское и гаммаизлучение. Но это еще не все. Огненный шар быстро исчезает, а жесткая радиация продолжает поражать население. Значит, остаются ее носители. Это радиоактивные изотопы. Они образуются при делении ядер урана или плутония, разваливающихся на осколки, и разбрасываются по всей округе. Впрочем, и это не все, Мощные потоки частиц, пронизывая окружающую среду, делают радиоактивными еще недавно безобидные вещества, содержащиеся в воздухе, почве, водах, постройках. Даже в организме. Иначе говоря, появляется наведенная радиоактивность.

Подобное заражение местности губительно даже для тех, кто совершенно не пострадал от взрыва самого по себе, приехав, скажем, издалека через много часов или дней после бомбардировки. Кроме того, радиоактивные изотопы накапливаются в организме, попадая внутрь при еде и дыхании.

Минимальная абсолютно летальная доза для человека - 600 рентген. Но при длительных воздействиях даже 0,1 рентгена в день может вызвать образование опухолей. Следует добавить, что в 1945 году никто этого ведать не ведал. Хотя икс-лучи исследуются с 1895 года, они явились тогда, ровно через полвека, отнюдь не добрыми старыми знакомыми, а нежданно-негаданно зловещими таинственными невидимками.

Но самыми мощными на Земле источниками рентгеновской радиации стали взрывы новых сверхбомб - термоядерных. Среди них есть просто чудовищные: во много десятков мегатонн, эквивалентные тысячам таких, что растерзали Хиросиму и Нагасаки.

Если же говорить о постоянно действующих источниках, то самыми мощными на Земле являются опятьтаки не рентгеновские аппараты, а реакторы атомных электростанций. Стоит, однако, подчеркнуть со всей категоричностью: мирный атом - добрый атом. Преувеличенные страхи, связанные с ним, совершенно беспочвенны. Они проистекают разве лишь от неосведомленности. В ядерной энергетике не больше опасностей, чем в обычной, классической.

Альфа-частицы (ядра гелия), испускаемые радиоизотопами, полностью поглощаются листом газетной бумаги, резиновыми перчатками или 10-сантиметровым слоем воздуха. Бета-частицы (электроны) - экраном сантиметровой толщины из алюминия, а то и обычного стекла или плексигласа. Наиболее "пробивные" из корпускул - нейтроны. Но и от них есть испытанные простые средства - водные или парафиновые преграды.

Ну а всепроникающее рентгеновское и гамма-излучение? Оно задерживается, как известно, свинцовой броней. Или иной, скажем, бетонной, которая, естественно, должна быть мощнее.

Толщина стен в зависимости от материала и другие параметры защиты точно вычисляются по формулам, за которыми не только математически строгая теория, не только лабораторный физический эксперимент, но и многолетняя повседневная практика атомной энергетики. Разумеется, во всех помещениях атомных электростанций и на окружающей территории налажен четкий контроль за выполнением всех требований, предъявляемых техникой безопасности.

Есть такая дисциплина - дозиметрия. Ее название вроде бы говорит само за себя. Но это не просто-напросто измерение доз. Перед нами обширная область прикладной физики, занятая многоразличными проблемами. Тут и всевозможные величины, которыми характеризуется действие ионизирующих излучений га живую или неживую природу. Тут и методы, приборы, позволяющие точно оценивать все необходимые величины и эффекты (в частности, дозы).

А все начиналось с рентгенометрии. Ее колыбелью стала лаборатория, где в 1895 году были открыты икс-лучи. Наметившееся уже тогда стремление точно описать их поведение поставило нелегкую задачу, которая к тому же усложнялась. После того, как мир узнал о радиоактивности (1896 г.), выяснилось, что есть и другие всепроникающие таинственные невидимки. Например, гамма-радиация. Ее тоже надо было "обмерить". Оказалось, правда, что по своему действию на вещества и существа она во многом подобна рентгеновской.

Постепенно сформировалась особая дисциплина - рентгенометрия, которая занялась обоими излучениями, и только ими. По сути, она не что иное, как часть дозиметрии, охватывающей все разновидности ионизирующего излучения, но автономная, относительно самостоятельная.