Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1985. július-december (18. évfolyam, 27-52. szám)
1985-08-02 / 31. szám
4 ÚJ szú 17 TUDOMÁNYI TECHNIKA E gyes tudományos felfedezések vagy találmányok korszakos jelentőségű előrehaladást eredményezhetnek a kutatás és a gyakorlat számára. Ilyen szerepet tulajdoníthatunk a radioaktív izotópok alkalmazásának is a természettudományi és a műszaki kutatásokban. Az orvostudományban az izotópok segítségével élettani vizsgálatokat végeznek az egészséges és a kóros anyagcsere-folyamatok megkülönböztetésére. A biológusok növényélettani és állattani kutatásokban alkalmazzák az izotópokat a tápanyagok haladási útjainak megállapítására. A vegyészek az új vegyüle- tek szintézisénél, a szerkezeti felépítés meghatározásánál, valamint az elemek helyváltoztatásának követésénél alkalmazzák az izotópokat. A korszerű fémkohászat ma már szintén nem nélkülözheti az izotópokat a minőségi ellenőrzéseknél. Az izotópok alkalmazását joggal tekintjük a 20. század egyik legjelentősebb tudományos vívmányának, amivel elsőként Hevesy György, az 1885. augusztus 1 -én Budapesten született Nobel- díjas kémikus kezdett foglalkozni. A száz éve született neves tudós egyetemi tanulmányait Budapesten, Berlinben és Freiburgban végezte, s már 1908-ban fizikai és kémiai doktorátust szerzett. Tudományos pályafutása a svájci Zürichben Lorenz professzor mellett kezdődött. Fiatal korában alkalma volt Einstein előadásait is meghallgatni a tömeg és az energia kölcsönhatásáról. Az izotópos nyomjelzés felfedezése Hevesy György zürichi tartózkodása után Karlsruheba költözött, ahol a híres Haber professzor mellett katalitikus folyamatok kutatásával akart foglalkozni. Meglepetésére a professzor más jellegű vizsgálatokkal bízta meg, nevezetesen az olvadt cink oxidációjakor esetlegesen fellépő elektronsugárzást kellett volna tanulmányoznia. Mivel a vizsgálati módszerek e jelenség tanulmányozására igen kezdetlegesek voltak, 1911-ben Manchesterbe ment, hogy Rutherford laboratóriumában elsajátítsa az elektronsugárzás vizsgálati módszereit. Rutherford intézetében abban az időben több olyan fiatal kutató dolgozott, akik közül néhányan Nobel-díjasok lettek. Rutherford intézetében felismerte, hogy a rádium-D kémiai módszerekkel nem különíthető el a rádium G-től és az ólomtól, tehát az'ólom jelzésére felhasználható. Hevesy e módszer kifejlesztése céljából a bécsi Rádiumkutató Intézetbe utazott, ahol ezt Fritz Pa- neth kutatóval együttműködve sikerült is megvalósítania. Munkájuk eredményét „Ólomszulfid és ólomkarbonát oldhatósága'i-cím- mel 1913-ban közölték. Ezt az időpontot az izotópok felhasználása kezdetének tekinthetjük. A módszer gyakorlati elterjesztésére azonban még várni kellett, egészen a mesterséges izotópok gyártásáig, amihez részecske- gyorsítókra és atomreaktorokra volt szükség. Hevesy György más tudósokkal együtt jelentős mértékben hozzájárult az izotópok fogalmának tisztázásához. A hafnium felfedezése A huszas évek elején a kutatók behatóan foglalkoztak az. olyan elemek keresésével, amelyek helye még üresen állt a periódusos rendszerben. A 72. rendszámú elemet Hevesy György és Dirk Coster fedezte fel 1922-ben, amihez nagy segítséget nyújtott a Bohr-féle atommodell ismerete. A hiányzó elemet az elektronszerkezet alapján nem a ritka földfémek és a tórium egyik igen fontos ásványában, a monacitban keresték, hanem a cirkóniumásványokban, s itt is találták meg röntgen- színkép-elemzéssel. A 72. rendszámú elemet Koppenhága latin nevéről hafniumnak nevezték el. Az izotópok első alkalmazási területei A radioaktív izotópokat először a kémia területén használták nyomjelzőként, 1913-ban. Hevesy György radioaktív nyomjelzéssel igazolta a fémek öndiffúziójának a lehetőségét, az atomok intermo- lekuláris cseréjét. Az 1915-ös bécsi közleményében arról tudósított, hogy az azonos elem szilárd és folyékony fázisa között állandó ioncsere folyik. A nyomjelzés első biológiai alkalmazásaként 1923-ban radioaktív ólom útját vizsgálta növényekben. Ezután következett az állatok radioaktív indikációja. Radioaktív bizmuttal vizsgálták a nyulak szervezetében a bizmut eloszlását. A mesterséges radioaktivitás felfedezése után a foszfor anyagcseréjét a radioaktív foszfor 32-es izotópjával vizsgálták patkányokban. Az izotópok segítségével kutatták továbbá a különböző elemek eloszlását a testben, a vörös vértestek, az aminosavak és a dezoxiribonukleinsav képződését, megújulásuk és kimutatásuk problémáját. Elsőkként alkalmazták a nyomjelzéses technikát rákos daganatok vizsgálatánál is. Analitikai kémiai módszerek fejlesztése Hevesy György az analitikai kémiai módszerek kifejlesztésében is eredetit alkotott. Ilyen például a röntgenfluoreszcenciás analízis, melynek lényege az, hogy a nagyobb rendszámú elemeknél röntgensugárzás hatására jellegzetes szekunder sugárzás keletkezik, melynek hullámhossza és intenzitása felhasználható az elem minőségi és mennyiségi meghatározására. A nácik hatalomra kerülése után 1934-ben Freiburgból Dániába ment, ahol Bohr intézetében kidolgozta az aktiválásos analízis igen érzékeny analitikai kémiai módszerét, amely ma már nélkülözhetetlen a legkisebb mennyiségekben előforduló szennyező anyagok meghatározásánál. Nobel-díj, kitüntetések A második világháború viharos évei alatt három évig Nobel-díjat nem osztottak ki. Az 1943. évi kémiai Nobel-díjat Hevesy György kapta azért a munkásságáért, amelyet harminc éven át folytatott a radioaktív izotópok vegyi elemzéseknél való alkalmazásában, valamint e módszerek biokémiai felhasználásában. Fermi- és Ford-díjat is kapott. 1959-ben „Az atom békés felhasználásért“ díjjal tüntették ki. Koppenhágában tudomására jutott, hogy őt és Bohrt a németek figyelik, ezért idejében Svédországba költözött át, és az ottani egyetemen a szerves kémia professzora lett. A háború befejezése után biokémiai kutatásokkal foglalkozott. Az általa felfedezett módszereket a Radioaktív indikátorok, alkalmazásuk a biokémiában, az állatfiziológiában és a patológiában című, 1948-ban megjelent könyvében írta le. Hatalmas művet alkotott, mintegy 400 tudo- mán^*>s dolgozatot, számos német és angol nyelvű könyvet írt a radioaktivitásról, a hafniumról, a radioaktív nyomjelzőkről, valamint a röntgensugárzás alkalmazásáról az analitikai kémiában. Hevesy György 1966. július 6- án húnyt el Freiburgban. Tudományos munkásságának elismerésére és tiszteletére nemzetközi tudóstársaságok emlékérmet alapítottak. Dr. SIMON LÁSZLÓ Utat tört a radioaktív izotópok alkalmazásához SZÁZ ÉVE SZÜLETETT HEVESY GYÖRGY A Bajkál-Amúr vasútvonal építése a szó szoros értelmében rendkívüli feladatok elé állította a mérnököket. Hét hegyláncot, több száz folyót kellett áthidalni kilenc hosszú alagúttal, 126 nagy híddal; 700 millió köbméter földet mozgattak meg, s mindezt hol mínusz 40 C fokos hidegben, hol ugyanilyen melegben. A legnagyobb gondot a tervezés során a földrengések és az örök fagy okozták. Kelet-Szibériá- nak ezen a részén évente több mint ezer földrengés pattan ki, az örök fagy pedig 1500 m mélységig terjed. Még kisebb rengések is megrepesztik az örök fagy felszíni burkát és különösen nyáron nagy mennyiségű víz szivárog a mélybe, rogyásokat, besüllyedéseket hozva létre. A hatvanas években azon a részen, ahol a vasút az Oljokma folyót keresztezi, három olyan földrengést is regisztráltak, amelynek erőssége elérte a Richter-skála szerinti 9-es fokot. A szeizmológusok munkáját nehezítette, bogy régebbi földrengésekről semmiféle adataik nem voltak. Ezért a geológiai szerkezetek deformációi alapján készítették el a vidék szeizmológiai térképét, amelynek alapján a vasút nyomvonalát kijelölték. Az örök fagy furcsa módon még segítségére is volt az építőknek, de csak addig, ameddig fel nem engedett. Ez az eset pedig minden nyáron bekövetkezik a felszíni rétegekben. A legnagyobb veszélyt az jelentette, hogy az építmények, igy a vágányok alatt is a terhelésre és a földmunkák hatására megolvad a talaj. A házakat a legtöbb helyen cölöpökre építették, de ahol nem, mint pl. Jakutszk egyes részein, az épületek furcsa szögben megdőltek. A vágányokat persze 2000 km hosszan nem lehetett cölöpökre fektetni. Ezért a legtöbb helyen a síneket egy 4 méter mély árokba tették, amelynek kővel borított rézsűi visszaverték a napsugarakat. A hidakat is nagyon mélyre kellett alapozni a sziklaágyba, mert a folyók nyáron megáradnak, a kőzetek nagy mélységig felengednek. A legsúlyosabb probléma egy alagút fúrásakor jelentkezett. 1979-ben az építők egy eltemetett folyómedret kereszteztek, s a kiáramló viz, homok valósággal kisöpörte a fúrópajzsot az alagútból. Egy időre le is kellett állni a munkával. A fölösleges víz elvezetése után a közetek megfagyasztását tervezik, hogy tovább tudjanak haladni a hegylánc belsejében. Hogy a vasút mégis üzemel, annak köszönhető, hogy a 15 km-es alagút helyett ideiglenesen egy 53 km hosszú kerülőt építettek. A prágai mikrotron laboratórium a Cseh Műszaki Főiskola magfizikai és szilárdtestfizikai karának, a Csehszlovák Geológiai Hivatalnak, valamint a Csehszlovák Atomenergetikai Bizottságnak közös létesítménye. A mikrotron egy ciklikus elektrongyorsító, amely többek között a szerves és a szervetlen anyagminták gammaaktivációs elemzésére szolgál. A Kutná Hora-i Ásványi Nyersanyagok Intézetének dolgozói eljárást fejlesztettek ki az arany- és az ezüst- tartalom destrukció nélküli meghatározására néhány száz grammnyi tömegű ércmintákban. Ezzel a módszerrel az egyes lelőhelyek aranytartalma gyorsan felmérhető. Az elemzés a hagyományos módszerekhez viszonyítva lényegesen kevesebb időt vesz igénybe, mindössze néhány percig tart. A mikrotron emellett nagy pontosságú elemzéseket végez, az eredményeket mikroszámítógéppel dolgozzák fel, s így azok közvetlenül a besugárzás után rendelkezésre állnak. A felvételen Vladimír Klisky mérnök az anyagminták pneumatikus szállítóját állítja be. (A ÓSTK felvétele) Érdekességek, újdonságok Nukleáris szűrök Miközben a Dubnái Egyesített Magkutató Intézetben magfizikai alapkutatásokat végeznek, kifejlesztették a gyakorlati célú iontechnológiát is. lontechnológiai eljárásokkal készíthetők a tudományos kutatásban és az iparban egyaránt hasznosítható nukleáris szűrök. Ehhez vékony polietilén fóliát bombáznak nehézionokkal, majd a fóliát sajátos vegyi eljárással maratják. Ezáltal a fóliában lyukak képződnek, amelyek száma négyzetcentiméterenként a 10 milliárdot is elérheti. Ezek a nukleáris szűrök nagyon jól hasznosulnak a félvezetők gyártásánál, ahol a technológiai folyamatokban csak különleges tisztaságú viz használható fel. A nukleáris szűrők a mikrorészecskéket is felfogják, beleértve a baktériumokat is. Ezekkel a szűrőkkel oltóanyagok is tisztíthatok, súríthetök és csírátlaníthatók. A segítségükkel készített oltóanyagok tízszer-hússzor hatásosabbak a hagyományos úton gyártottaknál. Felhasználásukkal szénbányákban és cementgyárakban használt légzőkészülékek, újfajta orvosdiagnosztikai műszerek, vagy a lézertechnika számára nagy pontosságú árnyékoló lapok is készíthetők. Neutrongazdag atommagok A könnyű atommagok állandó izotópjai megközelítőleg ugyanannyi protonból és neutronból állnak. Ha további neutronokat juttatnak beléjük, elbomló, "adioaktív magok keletkeznek. Van azonban egy határ, amelyen túl az atommag már nem fogad be további neutront. A franciaországi caeni nehézion-gyorsitóval sikerült neutronokban szokatlanul gazdag nitrogén - és neonizotópokat létrehozni. Amikor az argon 40-es izotópjának ionjait nagy energiával tantállal ütköztették, a legtöbb atommag széjjel hasadt. A könnyű ú töredékek között akadt nitrogén 23-as izotóp is. Ez hét protonból és tizenhat neutronból áll, vagyis kétszer annyi neutronból, mint amennyi a nitrogén 15-ös izotópjában, a legnehezebb állandó nitrogénizotópban van. Találtak a töredékek között neon 29-es és neon 30-as izotópokat is, ezekben tíz proton mellett tizenkilenc, illetve húsz neutron van. Tíz százalékos energiamegtakaritást tesznek lehetővé a Tesla Holeéovice vállalatban kifejlesztett és gyártott új típusú fénycsövek, emeltet nagyobb intenzitással és jobb színárnyalatban világítanak. Az új fénycsövek átmérőjét a korábbi 38 mm-röl 26 mm-re csökkentették, ami nemcsak anyagmegtakarítást eredményezett, de raktározása is kevesebb helyet igényel, s további kisebb méretű és hatékonyabb fényforrások gyártását teszi lehetővé. Az egyenes vonalú fénycsövek mellett elkezdték a hajlított fénycsövek gyártását is, amelyek főleg asztali és fali lámpákba alkalmasak, s kellemes fehér színárnyalattal világítanak. Az év végéig 16 ezer hajlított fénycsövet gyártanak a belkereskedelmi forgalom számára. A felvételen Véra Dvoráőková a hajlított fénycsövek csatlakozóit forrasztja. A ŐSTK felvétele 1985. VII. 26. Küzdelem az örök faggyal
