Использование ускорителей в народном хозяйстве и медицине

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСКОРИТЕЛЕЙ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И МЕДИЦИНЕ

Совещание в Ленинграде

Академия наук СССР и Государственный комитет по использованию атомной энергии СССР провели в Ленинграде 1—3 февраля первое всесоюзное научно-техни­ческое совещание по использованию ускорителей заряженных частиц для практичес­ких целей. В нем участвовало около 400 человек, в том числе 50 из Болгарии, Румы­нии, Венгрии, ГДР, Польши и Демократической Республики Вьетнам.

На совещании присутствовали физики и инженеры, занимающиеся ускоритель­ной техникой, и работники многочисленных отраслей народного хозяйства и меди­цины, в которых применение ускорителей дает заметный эффект.

Более 100 докладов на совещании было заслушапо либо полностью, либо в ре­портерском изложении. Рассмотрим коротко основные предложения и результаты работ, приведенные в них.

В докладах ряда организаций, разрабатывающих ускорители, сообщались пара­метры и основные данные различных ускорительных установок. В настоящее время освоены и могут выпускаться в промышленном масштабе многие машины, из кото­рых следует отметить нейтронный генератор для активационного анализа типа НГ-150 на энергию 150 кэв с потоком нейтронов 10" в секунду, ускоритель электро­нов на 1 Мэв при средней мощности в пучке 3 квт (импульсная 18 кет), ускоритель «Электрон» на 700 кэв со средней мощностью 7 квт, каскадный ускоритель электро­нов КГЭ-2,5 на 2,5 Мэв и среднюю мощность в пучке 20 квт (эти машины разрабо­таны и выпускаются Научно-исследовательским институтом электрофизической аппа­ратуры им. — НИИЭФА), ускорители электронов ЭЛИТ-1 и ЭЛИТ-3 на энергию соответственно 1 и 2,5 Мэв и среднюю мощность в пучке 8 и 10 кет (импульсная 10 тыс. и 40 тыс. квт), которые разработаны и выпускаются Сибирским отделением Академии наук СССР. Кроме перечисленных ускорителей прямого дейст­вия, могут быть рекомендованы мощные линейные ускорители, разработанные и выпускаемые НИИЭФА, типов ЛУЭ-8-5В и ЛУЭ-15/10 на энергию соответственно 8 и 13 Мэв, среднюю мощность в пучке 5 и 9 квт (импульсная 4 и 13 тыс. квт). Институт «Электроника» разработал и выпускает линейный ускоритель на 5 Мэв при средней мощности в пучке 5 квт, Томский политехнический институт — серию бетатронов для дефектоскопии. Бетатроны производятся также заводами электро­технической промышленности.

В докладах представителей научно-исследовательских и промышленных органи­заций различных отраслей народного хозяйства и медицины приводились результаты

СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

119

многолетних научных и практических работ по применению радиационных процес­сов. Изложить даже кратко содержание этих докладов невозможно. Перечислим те процессы, которые могут быть внедрены в народное хозяйство в ближайшее время. Разработаны типовые лаборатории активационного анализа для геологии (как для полевых, так и для стационарных условий) и металлургии. Широкое их применение лает огромный народнохозяйственный эффект. Дефектоскопия на базе ускорителей электронов должна внедряться практически на всех крупных заводах, производящих прокат, поковки, отливки, ведущих сварку ответственных деталей. В химической промышленности радиационная технология дает ускорение процессов, удешевление продукции и повышение ее качества. В электротехнической промышленности приме­нение облученной самослипающейся ленты улучшает качество изоляции, удешевляет ее и позволяет отказаться от дефицитной слюдяной изоляции. Производство тепло­стойкого кабеля на основе полиэтилена, обработанного электронами, уже в настоя­щее время должно внедряться на всех кабельных заводах. Лучевая стерилизация медицинских препаратов также дает огромный эффект по сравнению с существую­щими методами стерилизации. И в сельском хозяйстве должны быть развернуты работы по применению ускорителей. Приведем только один пример эффективно­сти такого применения: предпосевное облучение картофеля электронами повыша­ет урожайность до 30% при увеличении содержания крахмала и сухих веществ, облучение клубней перед закладкой на хранение практически предотвращает их порчу и прорастание до урожая следующего года.

Приводились данные и других исследований, показывающие высокую эффектив­ность применения ускорителей в народном хозяйстве. В докладах Научно-исследо­вательского института онкологии и медицинской радиологии Министерства здраво­охранения Белорусской ССР, Института экспериментальной и клинической онкологии Академии медицинских наук СССР, Института теоретической и экспериментальной физики Академии наук СССР, Объединенного института ядерных исследований, Ин­ститута биофизики Министерства здравоохранения СССР и других учреждений были подведены итоги эксплуатации первых медицинских ускорителей и дана оценка эффективности радиационных методов лечения.

Институт электрофизической аппаратуры им. разработал меди­цинские ускорители, отвечающие современным требованиям радиационной терапии. Специалисты зарубежных стран сделали ряд интересных докладов, характери­зующих высокий уровень научно-исследовательских работ по применению ускори­телей для практических целей в этих странах, а также признали необходимым быстрейшее их внедрение.

Прошедшее совещание должно содействовать внедрению новых высокоэффектив­ных процессов в народном хозяйстве н медицине. Признано целесообразным прово­дить такие совещания систематически, не реже одного раза в три года.

Доктор технических наук

Е. Г. КОМАР

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПЕРЕНОСА В ЭЛЕКТРОННЫХ РАСПЛАВАХ Совещание в Ленинграде

В Институте полупроводников Академии наук СССР 16—18 марта состоялось первое совещание по явлениям переноса в электронных расплавах (металлов и полупроводников). 80 его участников представляли научные учреждения горо­дов страны.

Работа совещания проходила в четырех секциях: теории явлений переноса в неупорядоченных системах, гальваномагнитных свойств электронных расплавов, их тепловых и термоэлектрических свойств, исследования физических свойств расплавов. Каждая секция (за исключением последней) открывалась обзорным докладом.

120 СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

В первой секции с обзорным докладом «Современное состояние вопроса о явле­ниях переноса в неупорядоченных системах» выступил . Электронную теорию неупорядоченных систем и поведение носителей заряда в случайном поле рассмотрел
-Бруевич, им было сформулировано условие существования в запрещенной зоне неупорядоченного полупроводника дискретных уровней при лю­бой степени разупорядоченности. рассказал о предложенном им новом методе квантово-механического расчета спектра электронов в аморфном теле (моди­фикация вариационного метода Кона для кристаллов) и о применении его к жидким щелочным металлам.
с сотрудниками на основании совместного рассмотрения электросопротивления расплавов и эффективных зарядов компонентов при электропереносе определил для ряда металлов фактор g, введенный Моттом в уравнение для электропроводности неупорядоченных систем. В докладе говорилось об экситонном поглощении света в неупорядоченных полупровод­никах.

На заседаниях второй секции был заслушан обзорный доклад и «Электрические свойства расплавов полупроводников», в котором бы­ли изложены результаты новых измерений эффекта Холла на расплавах полупровод­ников. Приводились данные по эффекту Холла жидких Sb2S3, GeSe и группы сплавов системы
Sb — Se3 вблизи состава Sb2Se3. Впервые в таких измерениях в жидкой фазе исследовалась роль примесей. Эксперименты по изучению эффекта Холла на стехиометрических или близких к ним составах подтвердили модель собственного полупроводника для ряда расплавов. Установлено, что в сплавах, у которых струк­турный беспорядок дополняется композиционным, «поведение» эффекта Холла существенно меняется.

Несколько докладов было посвящено физическим свойствам расплавленного се­лена — эффекту анизотропии проводимости в его ламинарном потоке, влиянию при­месей на электропроводность жидкого селена, электрическим свойствам расплавов системы селен—сера.

В группе докладов обсуждались новые данные, полученные при исследовании гальваномагнитных свойств жидких селенидов галлия и индия, сплавов висмут — сурьма, расплавов, содержащих окислы ванадия, а также ряда жидких металлов.

с сотрудниками был представлен цикл интересных сообщений, в которых рассматривалась природа проводимости халькогенидных расплавов, влия­ние примесей на электрические свойства, выяснялись перспективы использования ряда расплавов полифункциональных проводников в цветной металлургии.

Заседания третьей секции открылись обзорным докладом , ­нова и «Теплопроводность расплавов металлов и полупроводников». Авторами впервые был проведен анализ теплопроводности в жидком состоянии более чем ста расплавов металлов, полупроводников и изоляторов. В результате уда­лось получить новые сведения о природе жидкого состояния и провести более четкую классификацию расплавов. Теплопроводность оказалась чувствительным свойством, позволяющим достаточно точно судить о наличии или отсутствии энергетического квазизазора в расплаве полупроводника.

Большая группа докладов, заслушанных в этой секции, была посвящена экспери­ментальному исследованию теплопроводности и электропроводности расплавов полу­проводников и металлов. Приводились результаты измерения теплопроводности и электропроводности расплавов висмут—сурьма, теллур—селен и теллур—сурьма, халькогенидов меди, ряда соединений вида AIBVCVI и AIIIBvCVI, жидких селена и селенидов III группы, расплавов некоторых редкоземельных металлов. Эксперименты по исследованию тепловых свойств показали большую перспективность этого метода для изучения зонной структуры расплавов полупроводников.

В четвертой секции были заслушаны доклады с сотрудниками «Составляющие энтропии плавления химических элементов» и «Образование трой­ных химических соединений в жидких растворах GaSb — InSb». Большой интерес вызвали доклады об эффекте переключения в расплавах Se и Sb2S3 (,

СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

121

, ) и о высокотемпературном контактно-точечном диоде па жидком полупроводнике ().

Работы, результаты которых приводились в этих докладах, открывают новые возможности технических применений расплавов полупроводников в электронике.

В сообщении был предложен принципиально новый способ ис­следования физических свойств расплавов металлов путем введения их под давлени­ем в структурные каналы различных кристаллов. Приводились результаты изуче­ния электропроводности жидкой ртути в каналах (капиллярах) хризотил-асбеста.

Совещание продемонстрировало растущий интерес ученых к проблеме электрон­ных расплавов, которая является частью проблемы физики неупорядоченных сис­тем. Оно показало, что за последние годы достигнут значительный прогресс в пони­мании природы жидкого состояния. Это позволяет уже сейчас в ряде случаев поста­вить вопрос о практическом применении электронных расплавов (термоэлектричество, электроника, электрометаллургия). В то же время было отмечено, что при большом числе экспериментальных работ теория неупорядоченных систем развивается недо­статочно интенсивно.

Доктор физико-математических наук

И. А. СМИРНОВ,

кандидат физико-математических наук

А. А. АНДРЕЕВ

ПРИМЕНЕНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРОВ К ИССЛЕДОВАНИЮ НЕОРГАНИЧЕСКИХ И КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИИ

Семинар в Ленинграде

Семинары по применению колебательных спектров к исследованию неорганичес­ких и координационных соединений по инициативе Научного совета по неоргани­ческой химии ежегодно проводятся в Москве и Ленинграде поочередно. За короткое время они приобрели значительную популярность не только среди спектроскопис­тов — химиков и физиков, работающих в институтах Академии наук СССР и университетах над общими проблемами строения неорганических соединений, но и среди сотрудников академий наук союзных республик и отраслевых институтов, которым подобные семинары помогают освоить новые методы и идеи с целью их применения в спектрохимических исследованиях прикладного характера.

На IV семинаре, состоявшемся в Ленинграде с 13 по 17 апреля, было прочитано 50 докладов. Более чем двукратное увеличение их числа по сравнению с предшест­вующим
III семинаром подтверждает своевременность организации таких семинаров, но одновременно указывает на необходимость ограничения тематики сравнительно узкой группой вопросов для достаточно детального обсуждения проблем.

В работе IV семинара приняло участие более 150 сотрудников институтов Москвы, Ленинграда, Киева, Свердловска, Новосибирска, Ташкента, Алма-Аты, Риги и некоторых других городов. Ведущее место заняли вопросы изучения спектров неорганических кристаллов. Среди обзорных докладов большой интерес вызвали доклад о спектроскопических исследованиях твердофазовых перехо­дов и доклад о колебательных спектрах водородных связей в кристал­лах. Специальное заседание посвящалось вычислительным методам в колебательной спектроскопии, где с обзорным докладом выступил и был сделан ряд оригинальных сообщений.

Следует отметить как недостаток, что все описанные в этих докладах методы расчета относились к спектрам молекул. Между тем, отчетливо ощущается острая потребность в разработке и доведении до рутинной вычислительной процедуры ме-

122

СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

тодов расчета колебаний кристаллов (прежде всего — оптических колебаний). Лишь в этом случае смогут быть достаточно полно реализованы потенциальные возмож­ности колебательной спектроскопии как эффективного средства изучения строения п природы химических связей в кристаллах. Доклады, рассматривающие колебатель­ные спектры конкретных кристаллических систем подтвердили эту мысль. До тех пор, пока достаточно корректные расчеты колебательных спектров ограничиваются простыми и симметричными кристаллами, не может быть определена наиболее ра­циональная форма описания силового поля кристаллов сложного строения. Остается не решенным вопрос, идти ли путем совершенствования так называемой оболочечной модели, оправдавшей себя для простейших объектов, или же предпочтительно ис­пользовать валентно-силовое поле общего вида, применяемое в спектроскопии мо­лекул, но дополненное полем сил дальнодействия.

Обсуждая методические задачи исследования и интерпретации спектров кристал­лов, участники семинара отмечали огромные возможности экспериментального изу­чения спектров комбинационного рассеяния как монокристаллов, так и поликристал­лических порошков, заложенные в использовании газовых лазеров. Высказывалось беспокойство о положении дел в отечественной оптико-механической промышлен­ности, не только не выпускающей, но и не планирующей выпуск в скором времени спектрометров комбинационного рассеяния высокого класса с лазерным возбужде­нием (зарубежная промышленность сейчас выпускает более десяти различных моде­лей таких приборов). Разработки новых спектрометров комбинационного рассеяния, проводящиеся Ленинградским оптико-механическим объединением, должны вестись с учетом действительных потребностей спектроскопии и современных требований к такого рода приборам на основе опыта их эксплуатации. Немалые нарекания вызы­вали также инфракрасные спектрофотометры отечественного производства, не обес­печивающие достаточного диапазона длин волн и имеющие весьма несовершенную приемно-регистрирующую часть.

Другой вопрос методического характера, привлекший внимание участников и вызвавший оживленную дискуссию, был связан с проблемами учета эффективности поля световой волны в конденсированных средах. Большинством участников дискус­сии отмечалось значение методов, разрабатываемых и сотрудни­ками, для обработки спектров жидкостей. Однако высказывались сомнения в целе­сообразности аналогичного подхода к спектрам кристаллов, особенно кристаллов неорганических соединений, не являющихся в большинстве случаев системами молекулярного типа.

На заседании, посвященном спектрам гидратированных систем, во многих докла­дах рассматривались технологически важные алюмосиликатные и алюминатные системы в кристаллах и растворах. На результатах многих из этих исследований отрицательно сказываются уже упоминавшиеся дефекты некоторых из отечественных спектральных приборов и слабая подготовленность исследователей, занимающихся практическим применением колебательной спектроскопии. Последнее обстоятель­ство, вероятно, связано, как отмечалось на семинаре, с острой нехваткой современ­ных, достаточно компетентных и исчерпывающих руководств по колебательным спектрам неорганических соединений. Этот недостаток свойствен и мировой спект­роскопической литературе в целом: на фоне обильной монографической литературы по спектрам органических молекул одиноко выглядят хорошая, но далеко не исчер­пывающая вопроса книга К. Накомото, а также оставшаяся не переведенной на рус­ский язык книга Г. Зиберта 1. Интересный сборник работ, основанных преимущест­венно на докладах I семинара и подготовленный благодаря усилиям одного из ипициаторов этих семинаров — , вышел из печати лишь за не­сколько месяцев до IV семинара 2.

1 Н. S i e b e r t. Anwendungen der Schwingungsspektroskopie in der anorganischen Chemie. Berlin, Springer, 1966.

2 «Колебательные спектры в неорганической химии». М., изд-во «Наука», 1970.

СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

123

Группа важных вопросов, обсуждавшихся на семинаре, связана со спектрами паров неорганических соединений. В обстоятельном обзорном докладе л целой серии докладов его сотрудников была убедительно показана значимость исследований неорганических соединений в газовой фазе, обнаруживающих сущест­вование многих новых и нередко неожиданных молекул, для теории химического строения и для прикладных целей как средства анализа строения веществ в парах, изучения механизма транспортных реакций, уточнения термодинамических функ­ций и т. д.

Значительный интерес представляло описание экспериментальных методик ис­следования инфракрасных спектров паров при высоких температурах и намеченные
перспективы применения спектров комбинационного рассеяния с лазерным возбуждением в аналогичных исследованиях. К сожалению, если работы по методу матричной изоляции получили некоторое, хотя и не достаточное, распро­странение в отечественных исследованиях, то высокотемпературная спектроскопия паров неорганических соединений пока остается «монополией» группы ­цева, несмотря на несомненную практическую ценность этих исследований.

Доктор химических наук

А. Н. ЛАЗАРЕВ

МИГРАЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ПОЧВАХ И РАСТЕНИЯХ Симпозиум в Тбилиси

Исследованиями последних лет показано, что поведение поступающих в биосферу искусственных радиоактивных веществ — радионуклидов — зависит главным обра­зом от природных условий, т. е. определяется типом географического и геохимическо­го ландшафта. Подобно стабильным нуклидам, они включаются в разнообразные про­цессы, протекающие в почвенно-растительном покрове, в результате чего происходит их перераспределение как в пределах ландшафта, так и в профиле почвы и в системе почва — растения. Однако искусственные радионуклиды характеризуются специфи­ческими чертами поведения, обусловленными источниками поступления во внешнюю среду, временем взаимодействия с почвами, а также тем, что эти вещества присут­ствуют в биосфере в ультрамикроконцентрациях.

По мере получения чисто эмпирических данных о содержании радионуклидов в различных объектах биосферы, включая воздух, осадки, почву, растения и т. д., а также выяснения некоторых закономерностей их распределения на земной по­верхности и накопления в растениях, ученых, совершенно естественно, стали инте­ресовать состояние и формы радионуклидов в выпадениях, определяющие их пер­вичное взаимодействие с окружающей средой, а также формы радионуклидов, в почвах, обуславливающие их подвижность и доступность для растений, наконец, соединения, в составе которых они мигрируют в почвах (и в системе почва — рас­тение.

Научный совет по проблемам радиобиологии Академии наук СССР и Министер­ство сельского хозяйства Грузинской ССР провели в Тбилиси всесоюзный симпо­зиум, посвященный изучению форм соединений радионуклидов и механизмов их миграции в почвенно-растительном покрове.

В серии докладов о состоянии и формах радионуклидов в почвах основное вни­мание было уделено роли органического вещества в миграции радионуклидов.

и (Институт биофизики Министерства здраво­охранения СССР) было показано, что Sr90 и Се144 образуют с гуминовыми кисло­тами почв прочные комплексные соединения. с сотрудниками (Институт геохимии и аналитической химии им. АН СССР)

124 СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ J25

126 СЕССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ И СОВЕЩАНИЯ

удобрений (NPK) также должно приводить к уменьшению поглощения Sr90 луговой растительностью ( — Институт агрохимических проблем и гидропоники АН АрмССР).

Дальнейшее развитие радиоэкологических исследований, направленных на изу­чение форм соединений радионуклидов и механизмов их миграции в почвенно-растительном покрове, позволит, с одной стороны, дать более точный прогноз пере­мещения искусственных радионуклидов в биосфере, что важно с радиационно-гигиенической точки зрения, а с другой,— более детально изучить механизмы транспорта химических элементов в почвах и растениях.

Кандидат биологических наук

Р. М. АЛЕКСАХИН, кандидат химических наук

Ф. И. ПАВЛОЦКАЯ

О КОНКУРСЕ НА СОИСКАНИЕ ПРЕМИИ им. С. В. ЛЕБЕДЕВА

Академия наук СССР объявляет конкурс на соискание премии им. С. В. Лебедева в размере 2000 руб., присуждаемой советским ученым за лучшие научные работы в области химии и технологии синтетического каучука и других высокомолекулярных соединений.

Право выдвижения кандидатов на соискание премии предоставлено научным учреждениям СССР и союзных республик, высшим учебным заведениям, действительным членам и членам-корреспондентам Академии наук СССР и академий наук союзных республик, научным советам по проблемам науки.

Работы, ранее удостоенные Ленинской или Государственной премии, а также премий академий наук или отраслевых академий и других ве­домств, на конкурс не принимаются.

Срок представления работ — до 1 сентября 1971 г.

Работы направлять в Академию наук СССР (Москва В-71, Ленин­ский пр., 141 с надписью: «На соискание премии им. С. В. Лебедева».