Атомно-физические методы исследований

АТОМНО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ [c.169]

С одной стороны, наука о металлах обязана учитывать насущные вопросы практики — поставлять материалы, удовлетворяющие необычайно высоким и разнообразным требованиям машиностроения и новых отраслей техники. Условия эксплуатации деталей машин и приборов делают эту задачу весьма сложной. Металловедение не может пока отказаться от многих чисто эмпирических приемов, на основе которых даются практические рекомендации, хотя для этого приходится проводить трудоемкие и длительные эксперименты. С другой стороны, в металловедение в настоящее время весьма интенсивно внедряются новые физические представления и физические методы исследования, сильно обогащающие науку о металлах. В частности, необычайно расширяются возможности исследования металлов благодаря применению ядерных излучений, резонансных методов, дифракционного анализа и т. д. для выяснения атомного механизма явлений привлекаются представления квантовой механики, статистической физики, теории поля, термодинамики необратимых процессов и др. Можно ожидать нового серьезного шага вперед в связи с проникновением в металловедение математики, использованием методов математического планирования эксперимента, внедрением вычислительной техники. [c.5]

Определение массы заряженных частиц элементарных частиц ионизованных атомов, атомных ядер, ядерных осколков — имеет важное значение при исследованиях атомных и ядерных процессов. Мы здесь рассмотрим физические методы определения массы заряженных частиц. [c.52]

В учебных лабораториях невозможно провести натурное исследование циклов паротурбинных установок — циклов тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций. Физическое моделирование работы ТЭС и АЭС в учебной лаборатории также невозможно, так как не удается создать маленькую турбину для лабораторий, у которой внутренний относительный КПД был бы таким же как у реальных турбин. Поэтому единственным реальным методом исследования циклов ТЭС и АЭС является метод математического моделирования. Кроме того, необходимо помнить, что при математическом моделировании резко расширяется число регулируемых параметров и диапазон их изменений. Например, в натурном эксперименте невозможно исследовать влияние типа турбины или размеров котельного агрегата на параметры установки, математическая модель позволяет это сделать в натурном эксперименте нельзя создавать аварийные ситуации (слишком высокая температура пара перед турбиной или очень большая конечная влажность пара), математическая же модель позволяет просчитать любой (даже не реальный) режим работы.. [c.241]

Гиббс обобщает эту задачу и дает метод исследования, основанный на атомистических представлениях, пригодный не только для исследования термодинамических явлений, но позволяющий рассмотреть связь различных физических макроскопических свойств со свойствами индивидуальных, атомных процессов, которые, в соответствии с руководящими идеями его времени, описываются по законам классической механики. [c.8]

Атомно-физические анализаторы еще не завоевали такого широкого распространения в лабораторной практике, как приборы физико-химического анализа. Отчасти это объясняется их более сложным устройством и сложностью обслуживания. Кроме того, многие из методов атомно-физических исследований еще только относительно недавно вышли за пределы исследовательских лабораторий. [c.289]

Словарь знакомит читателя с классической и квантовой физикой и некоторыми вопросами пограничных с физикой областей науки астрофизики, физической химии, электроники и др. Освещаются отдельные разделы физики (акустика, атомная физика, квантовая электроника и т. д.), важнейшие физические теории квантовая механика, теория относительности и др.), физические законы, явления, понятия, методы исследования. [c.4]

Поскольку главным методом изучения атомных ядер и элементарных частиц является исследование столкновений пучков частиц с мишенями, то основную роль должны играть те физические величины, которые описывают процессы столкновений. Важнейшей из таких величин является эффективное поперечное сечение, чаще называемое просто сечением. Дадим определение сечения. [c.27]

С развитием атомной энергетики одним из наиболее важных является вопрос о том, какое влияние оказывает облучение на свойства различных металлов и сплавов. Облучение металлов ядерными частицами создает дефекты в кристаллической решетке, что ведет к значительному изменению физических и механических свойств материалов, однако природа и механизм образования этих дефектов пока еще однозначно не установлены. Очень плодотворным здесь оказалось применение метода микротвердости. При этом условия проведения испытаний не позволяют исследователю непосредственно наблюдать микроструктуру образца. В настоящее время ведутся обширные работы [20—22, 31—37] по исследованию микроструктуры и физико-химических свойств материалов под действием нейтронного облучения. [c.238]

За последние годы в связи с развитием техники возникли потребности сварки новых, ранее не применявшихся материалов с особыми свойствами. В современной технике (особенно ракетной, авиационной, энергетической, атомной, химической, приборостроительной и др.) стали широко применяться в качестве конструкционных материалов тугоплавкие и в химическом отношении весьма активные металлы — молибден, тантал, вольфрам, ниобий, цирконий, бериллий и др. Это обусловило разработку способов сварки, основанных на новых физических принципах, так как при помош,и суш е-ствовавших методов не представлялось возможным получать доброкачественные соединения. В результате исследований, проведенных во многих странах, в том числе и в СССР, были изысканы новые источники нагрева, обеспечившие создание сварки электронными и когерентными лучами, плазменной дугой, ультразвуком, диффузионной сварки в вакууме, холодной сварки, сварки трением и др. Эти новые способы сварки внедряются в нашей стране. [c.130]

В работе использовался главным образом принцип физического моделирования, в соответствии с которым модель и натура имеют одинаковую физическую природу. В связи с отсутствием обобщенных уравнений метод физического моделирования является наиболее приемлемым. Принципиальное значение эксперимента проявляется в оценке объективности конечных результатов, в оценке правильности значений теоретических исследований и в возможности (при соблюдении методов подобия и моделирования) перенесения результатов модельных экспериментов на реальные объекты. В связи с большой стоимостью, трудоемкостью, уникальностью экспериментов, проводящихся в вакууме, в различных газовых средах, необходима разработка соответствующей методики в целях получения требуемой общности результатов. В адгезионно-деформационной теории трения сила трения рассматривается как состоящая из двух компонент, характеризующих преодоление атомных и молекулярных связей, возникающих на площадках фактического контакта, и усилия деформирования микронеровностями весьма тонкого поверхностного слоя. Вследствие этого сила трения зависит от режима работы, фактической площади и микрогеометрии контакта, от механических свойств контактирующих тел, внешних условий, среды [20, 27, 34, 41]. [c.161]

Знание истинных паросодержаний весьма важно в атомной технике, так как этот параметр определяет протекание основных физических процессов в кипящих атомных реакторах. Применение радиоактивных излучений для проведения такого рода исследований позволило поставить экспериментальные работы, которые невозможно было осуществить при использовании других методов измерения. [c.6]

Исследование П. И. 9. А. Я. требует развития новых методов физических измерений различного рода величин и явлений (оптическое измерение температуры, накаленных паров, люминесцентная, фотографическая и фотоэлектрическая регистрация радиаций, сопровождающих выделение энергии атомного ядра). Потребуются также различные новые электромагнитные приборы и методы с новыми проводящими и изолирующими веществами. Вообще круг вопросов физического характера, с которыми связано развитие П. И. 9. А. Я., чрезвычайно обширен. Наши физические учреждения во всех своих разделах должны выделить довольно значительные свои силы на помощь П. И. 9. А. Я. [c.492]

В то время как предложенные атомные механизмы высокотемпературной ползучести, такие как диффузия вакансий в поле напряжений, базируются на физически обоснованных, детально разработанных теориях, такие механизмы, как движение винтовых дислокаций, имеющих пороги, и, особенно, возврат в результате переползания краевых дислокаций, требуют еще дополнительного изучения. Главными проблемами в этой области является не развитие теорий, которые достаточно хорошо представлены, а изучение влияния дислокационной структуры и деталей ее строения на механизмы ползучести. Учитывая современные тенденции в исследовании данного вопроса, можно ожидать, что наиболее успешным направлением, позволяющим пролить свет на изучаемые явления, станет наблюдение дислокационных структур металлов, подвергнутых ползучести, с помощью методов трансмиссионной электронной микроскопии. С другой стороны, главным критерием значимости любой теории остается ее способность предсказывать истинные параметры ползучести. [c.323]

Акустико-эмиссионные исследования высокотемпературного коррозионного растрескивания. Ядра урана распадаются на осколки - дочерние ядра с широким спектром ядерных зарядов, массовых чисел, физических и химических свойств. Поэтому одной из проблем атомного реакторостроения является предупреждение высокотемпературного коррозионного растрескивания оболочек твэлов при совместном воздействии на их внутреннюю поверхность агрессивных продуктов деления ядер урана (йод, цезий, кадмий и др.) и давления как заполняющего твэлы гелия, так и газообразных продуктов деления. АЭ-метод дает возможность изучения динамики развития растрескивания оболочек, фав-нения эффективности различных защитных мер, оценки ресурса работы обо -лочек. [c.251]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

Из крупных монокристаллов вырезают образцы, которые подвергают механическим испытаниям, исследуют при этом их макро-и микроструктуру, а также атомную структуру при помощи рентгенографического анализа и применяют другиё физические методы исследования. [c.53]

Многие современные физические методы исследования металлов основаны на изучении взаимодействия объекта с каким-либо видом электромагнитных волн. Помимо классических (оптических, рентгеновских и электронно-микроскопических) методов, используются ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс [1] методы исследования поверхности (Оже-электронная спектроскопия и дифракция медленных электронов) электронная спектроскопия для химического анализа ионный микрозонд [2] и др. Во всех случаях изучается поглощение. рассеяние падающих или испускание вторичных электромагнитных волн (или пучка электронов, ионов) частицами исследуемой системы. При некоторых энергиях падающего излучения, совпадающих с энергиями соответствующих переходов в системе, интенсивность эффекта возрастает — такие методы являются резонансными. В частности, резонанс укван-тов на атомных ядрах заключается в резком возрастании вероятности поглощения (или рассеяния) у-квантов с энергией, соответствующей возбуждению ядерных переходов. [c.161]

Заканчивая рассмотрение основных закономерностей зарождения и размножения дислокаций вблизи свободной поверхности, следует отметить, что они могут быть обусловлены также особенностями атомно-электронной структуры и динамики кристаллической решетки в поверхностных слоях твердого тела [309-312], [380-413] и, как следствие этого, влиянием указанньгх факторов на особенности изменения соответствующих термодинамических параметров с учетом определенного удельного вклада термодинамических функций, относящихся к свободной поверхности кристалла [380, 414—422]. Принципиальная возможность появления такого рода эффектов предполагалась и обсуждалась в работах [108, 109,309 -312,368, 380, 414—453]. Причем, по-видимому, вклад этих эффектов будет максимально проявляться для систем, имеющих большую удельную долю поверхности и малые поперечные размеры (тонкие пленки, дисперсные системы и порошки, нитевидные кристаллы и др.). Еще несколько лет тому назад прямых экспериментальных данных по характеру атомно-электронной структуры и динамике кристаллической решетки в поверхностных слоях было очень мало, однако быстрое развитие в последнее десятилетие нового физического метода исследования поверхности твердого тела — метода дифракции медленных электронов (ДМЭ) позволило получить эти данные. [c.123]

Для работников топливно-энергетического комплекса - нефтегазовой, атомной и других отраслей, инженерно-технических и научных работников, студентов и аспирантов, специализирующихся в области акустических и других физических методов исследования, а также производственников при подготовке аттесгационных экзаменов на право проведения акустического контроля обт>ектов топливно-энергетического комплекса. [c.2]

Создание искусственных молекул углерода — третьей формы структуры углерода — привело к пересмотру строения углеродистых сталей и чугунов на атомно-молекулярном уровне. Исследования в этом направлении, впервые выполненные М.М.Закирничной [8, 9], привели к установлению в структурах сталей и чугунов фуллеренов, стабильно сосуществующих с атомами. Это было экспериментально установлено на экстрактах-пробах из сталей и чугунов с использованием тонких физических методов (масс-спектроскопия, ИК-спектроскопия, жидкофазная хромотопография и др.). [c.100]

Рассеяние ионов на поверхности. Эти методы исследования морфологии и структуры поверхности почерпнуты из ядерной физики и основываются на двух известных физических явлениях ре-зерфордовском обратном рассеянии (POP) заряженных частиц на куло-новском потенциале атомных ядер и их каналировании. [c.128]

Указанным критериям отвечает новый метод снятия остаточных напряжений физические основы которого можно сформулировать сле> дующим образом. Как показано при теоретическом исследовании, каждому кристаллическому материалу соответствует вполне определенный дискретный спектр собственных частот колебаний атомов в решетке. Последний определяется типом дислокаций, характерных для данной структуры твердого тела, и может быть, в принципе, рассчи> тан для любого материала. Если подвести к кристаллу анергию, равную величине Wi = hv,, (Wi — пороговый уровень энергии, h — постоянная Планка, — частота колебаний 1-моды в спектре), то эта энергия избирательно поглотится кристаллической решеткой, что приведет к резкому повышению амплитуды атомных колебаний i-моды. [c.149]

Те р м о д и н а м и к а — наука о преобразовании энергии. Ее возникновение в конце лервой четверти прошлого столетия было вызвано необходимостью научного обоснования принципа действия и методов расчета тепловых двигателей. Однако в своем дальнейшем развитии благодаря универсальности и изяшеству своих методов термодинамика перешагнула границы теплоэнергетики и ее методы анализа с большим успехом стали применять во многих других областях знаний, нередко весьма далеких от теплоэнергетики. Можно с уверенностью сказать, что изучение свойств веществ и особенности изменения их состояния — это, в сущности, изучение процессов превращения энергии. От явлений микромира до процессов в галактиках, от простого механического перемещения до сложнейших биологических процессов, всевозможные физические и химичес1 ие превращения, электромагнитные и гравитационные явления, распад и синтез атомных ядер, рождение и гибель звезд — во всем этом оп ределяющую роль играют превращения энергии. Поэтому исследования во всех таких случаях проводят с привлечением термодинамических методов. [c.6]

В свое время масс-спектрометрические измерения сыграли неоценимую роль в физических исследованиях, связанных с установлением точных значений атомных весов (масс). Фундаментальное подтверждение гипотезы о существовании изотопов обязано появлению способа пространственного разделения моноэнергетических заряженных частиц в магнитном поле по отнощению их массы к заряду. С 1919 по 1923 г. Астоном [3] было неопровержимо доказано существование изотопов у неона, лития, гелия, водорода, азота, криптона и других элементов. Позднее масс-спектрографическим методом были определены значения дефектов массы для дублетов на легких элементах. Затем, после появления приборов с высокой разрешающей способностью, Нир, Р. А. Де-мирханов и др. [4—7] провели точные измерения в области от стронция до рутения и от европия до золота, [c.5]

Наряду с этими экспериментальными работами представляет интерес теоретическое исследование одесского химика Д. Добросердова. В 1925 году в Украинском химическом журнале он опубликовал сообщение, в котором высказал интересные соображения о величине атомного веса, физических и химических свойствах 87-го элемента и о том, где и какими методами следует его искать. В частности, он подчеркнул, что экацезий непременно должен быть весьма радиоактивным элементом . Однако Добро-сердов допустил досадную ошибку, предполагая, что из- [c.34]

В связи с появлением материалов, физически и химически стойких до температуры 2500° С, все более ощущается необходимость в надежных методах измерения высокотемпературных характеристик подобных материалов. Особенно при проведении космических исследований и исследований в области атомной энергии крайне важно знать физические свойства высокотемпературных жаропрочных и жаростойких материалов. С этой целью сконструирована установка для термического и дифференциального терлшческого анализов при температурах до 3000° С 211. Излучение образца, нагреваемого в индукционной печи этой установки, падает на полупроводниковый ИК-приемник, усиленный выходной сигнал которого подается на двухперьевый координатный самописец. Таким термическим анализом легко можно обнаруживать слабые тепловые эффекты, связанные с фазовыми переходами 64 [c.64]

Законы, управляющие этими процессами, являются предметом исследования современной оптики, даже более того,— современной физики. Их история начинается с открытия некоторых закономерностей в спектрах. Первым было открытие (в 1814—1817 гг.) темных линий в солнечном спектре Джозефом Фраунгофером (1787—1826 гг.) [42), названных его именем ), и их интерпретация как линий поглощения, данная в 1861 г. на основе экспериментов Робертом Вильгельмом Бунзеном (1811—1899 гг.) и Густавом Кирхгофом (1824—1887 гг.) [44]. Солнечный свет, обладающий непрерывным спектром, проходя через более холодные газы солнечной атмосферы, поглощается в атмосфере именно на тех длинах волн, которые излучают сами газы. Это открытие положило начало развитию спектрального анализа, в основе которого лежит утверждение, что все газообразные химические элементы обладают характерным линейчатым спектром. Изучение этих спектров было и остается главной задачей физических исследований поскольку в таких экспериментах свет является предметом исследования и испааьзуются оптические методы, спектральный анализ рассматривается иногда как часть оптики. Однако вопрос иб излучении и поглощении света атомами относится не к одной только оптике, так как в него входит и механика самого атома спектральные закономерности раскрывают не столько природу света, сколько структуру излучающих частиц. Таким образом, спектроскопия из части оптики постепенно превратилась в самостоятельную дисциплину, дающую экспериментальное обоснование атомной и молекулярной физике. Эти вопросы, однако, выходят за рамки настоящей книги. [c.20]

Цель этой главы — дать информацию о развитии основных идей существующих методов и приборов для измерения тепловых потоков. Области познания, для которых актуальны тепловые измерения, чрезвычайно разнообразны. Геотермические исследования районов от вечной мерзлоты до вулканов актинометрические исследования Земли, Солнца, дальних звезд теплометрия организмов, органов и тканей в биологии и медицине различные технические и физические тепловые измерения вплоть до измерений в атомных реакторах и на космических кораблях—вот далеко не полный перечень областей, где теплометрия играет существенную роль. [c.5]

Для получения информации о распределении рельефа поверхности в методах неразрушающего контроля, основанных на физической мезомеханике, в настоящее время разработаны и используются различные способы, в частности сканирующая зондо-вая [2] и оптическая [3] микроскопии. Сканирующая зондовая микроскопия подразделяется на сканирующую туннельную и атомно-силовую микроскопии. Диапазон высот рельефа, измеряемого данными методами, лежит в пределах нескольких микрон, а погрешность измерений составляет единицы ангстрем. Необходимым условием проведения исследований с использованием сканирующей туннельной микроскопии, в отличие от атомно-силовой, является наличие на поверхности исследуемого материала токопроводящего слоя. Главными недостатками представленных методов являются возможность получения информации о небольших участках поверхности (сотни мкм ), что в большей степени соответствует исследованиям процессов пластической деформации на микромасштабном уровне (уровне дефектов кристаллической решетки) [1], а также достаточно высокая стоимость. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...