Dunántúli Napló, 1979. január (36. évfolyam, 1-30. szám)
1979-01-13 / 12. szám
e Dunántúli napló 1979. január 13., szombat ü tudomány termelöeröué uálik H tranzisztortól a „gondolkodó” autóig Szobanagyság helyett gyufásdoboz méret Hagyományos és korszerű védekező eszközök A téli károk ellen Á fák fagykárának okai A tranzisztort 1948-ban fedezte fel három amerikai kutató és evvel megindult a félvezetők által forradalmasított elektrotechnika diadala. Ki ne emlékezne, milyen csodaszámba ment tizenöt-húsz évvel ezelőtt egy tranzisztoros zsebrádió, amely azért volt kisebb, mint az addigi típusok, mert az elektroncsöveket tranzisztorokkal helyettesítették. A méretek már akkor is óriásit csökkentek, de azt még a legmerészebb fantáziával sem lehetett elképzelni, hogy mit hoznak a következő évtizedek a félvezetőtechnikában. Erről a robbanás- szerű fejlődésről és annak itthoni követéséről beszélgettem dr. Gyulai Józseffel, a Központi Fizikai Kutató Intézet főosztály- vezetőjével, az ionimplantációs célprogram vezetőjével. — Mi tette lehetővé, hogy ma már nemcsak zsebrádiót, hanem zsebszámológépet is nagy tömegben állíthatnak elő? — Ehhez mindenekelőtt arra volt szükség, hogy a nagyon bonyolult áramköröket pici méretben tudjuk előállítani. A szi- liciumkristály alkalmasnak bizonyult, hogy felületére idegen atomokat — főként bőrt, foszfort és arzént - juttatva kialakuljon a tranzisztorműködés és evvel a digitális áramkör. Az integrált áramköröket a 6x6 mm-es sziliciumkristály lapkán alakítjuk ki. Korábban a szili- ciumszeleteket magas hőfokú - 1000 Celsius-fok — kályhába hehelyzték és ott a bár, a foszfor és az arzén gőzei bediffin- dóltak (behatoltak) a szilicium- kristólyba. Bár a magas hőfokú diffúzió már sikeres technika volt, az implantáció még jobbnak tűnt. — Az ionimplantációs technika során a 40 ezer és 400 ezer volt közötti nagyfeszültség hatására felgyorsuló bőr, foszfor és arzén ionok lépnek be a szilícium felületére. Ez ma már iger^ elterjedt módszer. Segítségével egy 6x6 mm nagyságú szilícium- lapkán 5-6000 tranzisztor funkcióját ellátó egységet lehet létrehozni. A 6x6 mm-es lapkák a miniatürizált áramkörök egységei. A technika színvonalától függ, hogy egy ilyen lapkán hány „atomméretű” tranzisztor helyezhető el. A tömeggyártás 5—6000 tranzisztorfunkciót tesz lehetővé. Semmi akadálya azonban, hogy tovább növekedjék az 1 négyzetcentiméterre elhelyezhető tranzisztorok száma, és így az 1980-as évekre elérhető az 1 millió tranzisztorfunkció is négyzetcentiméterenként. Ekkorra a ma még szobányi méretű IBM 360-as számítógép családi gyufásdoboz nagyságú lesz. Sokak véleménye szerint a digitális áramkörök forradalma olyan jelentős, mint a tranzisztor felfedezése volt és a technika fejlődésének eddig el sem képzelhető távlatait nyitotta meg az emberiség előtt. — Hallhatnánk néhány példát arra vonatkozólag, hogy a digitális áramkörök mire is használhatók a gyakorlatban a ma már közismert zsebszámológépeken és digitális karórákon kívül? — Az a tény, hogy az emberiség megtanult kettes szám- rendszerben számolni, és a technikák fejlődése lehetővé tették a miniatürizálást, megváltozott a számítógépekkel kapcsolatos elvárások szemlélete is. Korábban úgy képzelték, hogy minden városban lesz egy óriási komputer, és az majd megold minden feladatot. Ezt hitték az automatizálás csúcsának. Napjainkra azonban kiderült, hogy tíz vagy száz dollárért mindenkinek lehet saját komputere a lakásában vagy az autójában. A fejlődés a helyi vezérléstechnika irányába mutat. Egy autóba beépített mikroszámítógéppel például rengeteg üzemanyagot takaríthatunk meg. Az autó betanítható bármilyen feladatra: automatikusan tompítja a reflektort, vészmegállást hajt végre. Ilyen autók hamarosan kaphatók lesznek ott, ahol fejlett o miniatűr áramkörökét előállító ipar. Kizárólag a tervezők fantáziáján múlik, hogy mire használják fel ezt a lehetőséget. Ha forgalmi jelzőlámpákba építenek be kis számítógépet, az „intelligens” jelzőlámpa segít megakadályozni a bonyolult, kereszteződésekben kialakuló forgalmi dugót. Ezt már például a VILATI is felhasználhatná Budapest jelzőlámpáiban. Ma már vannak olyan bányagépek, repülőgépek és mindenfajta szerszámgépek, amelyek bonyolult feladatok elvégzésére alkalmasak a bennük levő mikroszámítógép segítségével. — Milyen a digitális áramkörkutatás és -gyártás helyzete itthon? — A téma fontossága miatt a szocialista országok is nagy erőket fordítanak az iparág fejlesztésére. Ha utolsóként is, de már hazánk is mindent megtesz. hogy a lemaradás ne fokozódjék. Mi nem törekedhetünk másra, mint hogy kialakítsunk egy követő ipart. Erre azért van szükség, mert a li- cenc és a know-how vásárlások lehetőségét a nemzetközi helyzet erősen befolyásolja. A hazai kutatás és gyártás tulajdonképpen az 1970-es években indult meg, és elsődleges célja, hogy meglevő lemaradásunk ne növekedjen. A Szovjetunió nagyfeszültségű villamos távvezetékeinek együttes hosszúsága meghaladja a félmillió kilométert. A hatalmas ország távvezetékeinek a közeli jövőben 3—10 ezer megawatt teljesítmény-átvitelt kell biztosítaniuk, így nem lehet sokáig késlekedni a szupernagyfeszültségű távvezetékek megépítésével. Jelenleg a Szovjetunió több mint 50 tudományos kutatóintézete dolgozik az 1150 kilovoltos váltakozó áramú, és az 1500—2500 kilovoltos egyenáramú új távvezetékek tervezésével és fejlesztésével. A szóban forgó távvezetékek mindegyike 3—4 ezer kilométer hosszú lesz. Úgy tervezik, hogy 1990-re 1150 kilovoltos távvezetékek lesznek majd mindenütt, ahol ma 500 kilovoltosok vannak. Az utóbbi évek során az a nézet alakult ki, hogy egyenáramú távvezetékekkel jóval gazdaságosabb az energiaszálA pusztulást okozó alacsony hőmérséklet értéke növényfajonként, sőt fajtánként is változó lehet. Származási helyüknek megfelelő, örökletes sajátosságaikkal függ össze az alacsony hőhatásokkal szembeni állóképességük. Ez az alapja a fagyállóbb fajták előállítására irányuló, nemesítési munkáknak. A télálló növények előállításán, nemesítésén kívül, litás, mint váltakozó árammal. Ezek építésében a Szovjetunió már kezdettől fogva biztosan tartja vezető helyét. Mintegy negyedszázada helyezték üzembe a világ első 200 kilovoltos (30 megawattos) villamos távvezetékét Kosira és Moszkva között. Tizenhét évvel később ugyancsak a Szovjetunióban épült meg az okkoriban legnagyobb teljesítményűnek számító, 800 kilovolt (720 MW-os) egyenáramú távvezeték, mely Volgográdot a Do- nyec-medencével köti össze. A szakemberek számításai szerint a szupernagyfeszültségű egyenáramú távvezetékeknél a 2500 kilovolt feszültséget már aligha lehet majd tovább emelni, a váltakozó áramú távvezetékek építésénél viszont az 1150 kilovoltos után még elképzelhetőnek tartják az 1800 kilovoltos megvalósítását is, de ez is már határfeszültségnek fog számítani. ami kétségtelenül az egyik leghatékonyabb eljárás a téli hideg kártételének csökkentésére, azért még egyéb lehetőségek is számításba vehetők. A növények kifagyása ellen természetes védőréteg lehet a hótakaró, bár átlagosan egy- egy télen csak 25—30 napon át fedi nálunk hótakaró a termőföldek nagyobb részét. Ez azonban éppen rendszerint a kemény hidegek időszakára esik, ami jó védelmet_ nyújt a növények, valamint a talaj túlságos lehűlése ellen. Mérések szerint, mínusz tíz és húsz fok léghőmérsékletnél, a 15-20 cm vastag hótakaró alatt a talaj- felszínnél csak mínusz 3-4 fokra süllyed a hőmérséklet. Ezt a nagy hőmérsékletkülönbséget az eredményezi, hogy a hóréteg sok levegőt tartalmaz és így jó a hőszigetelő hatása. Többek között nagyobbrészt visszatartja a mélyebb talajrétegekből folyamatosan a felszín felé áramló meleget is. Az ismert mesterséges talaj- takarás különféle módjaival is csökkenthető a talaj átfagyása. Szalma, nád, törek, lekaszált zöldtrágya-növények szárrésze és ezek keveréke, volamint a papír és a műanyagfólia egyaránt alkalmas ehhez. Hatásukat a téli fagy elleni védelemben jellemzi, hogy amíg a fedetlen területeken 15—30 cm mélyen fagy át a talaj, a szalma, törek és nád keverékével takart talajba csak 0,5-2,5 cm mélyen hatolt be a fagy. A fák körül a felfordított tányér alakban felhalmozott, 25—30 cm-es földréteg is meggátolhatja a mélyebb talajrétegek átfagyá- sát. Ez különösen azért fontos, mert a jó télállónak ismert fás- szárú növényeink gyökérzete is károsodik mínusz hét fokos hőmérsékleten. S ráadásul ez csak akkor derül ki, amikor a kihajtás után hirtelen elszáradnak a levelek, mert az elpusztult gyökerek nem szállítanak vizet és ekkor rendszerint már nincs is segítség. A fáknál a téli fagy hatására a törzsrészeken és a vastagabb ágakon keletkező fagyfoltok is veszélyesek lehetnek. Ezeket legtöbbször az okozza, hogy derült téli napokon erősen felmelegszik a fáknak az a része, amelyet nap süt, majd éjszakára lehűl. Termoelemes hőmérővel végzett méréseknél tapasztalták, hogy a fatörzsek déli oldala napfényes téli napokon, a déli órákban csaknem húsz fokra is felmelegedhet, de másnap reggelre majdnem mínusz tíz fokra lehűlt. Nem kevésbé veszélyes az sem, hogy a fatörzsek napnak és árnyéknak kitett része között ugyancsak lényeges hőmérsékletkülönbségek lehetnek. Tapasztaltak már olyant is, hogy Fatörzsvédök hagyományos (hátul) és korszerű (elöl) megoldása 16 óra tájban a napos oldalon mért plusz 13 fokkal szemben, az árnyékos oldali hőmérséklet mínusz 5 fok volt, vagyis 18 fokos hőmérsékletkülönbség következett be a két oldal között. Mindezek hatására a fák kérge kisebb-nogyobb foltokban elpusztulhat és főleg a déli, délnyugati oldalon felrepedhet, sőt le is eshet. Súlyosabb esetben a fatest is bereped. Ha ezek a sérülések nem tudnak a következő télig összezó- ródni, az újra beköszöntő, erős hidegek hatására súlyosbodhat a korábbi károsodás, mivel ezek a helyek érzékenyebbek lesznek a. faggyal szemben. Az elpusztult kéreg idővel be is süpped, mivel a háncsrész nem növekszik tovább, és ez okozza az ismert fagyfolt-tünetet. Az itt idővel fellelhető kártevők és kórokozók, mint másodlagos fertőzők károsítanak. A törzsrészek felmelegedése ellen védelmet nyújthat a nádréteggel való beborítása. A nádréteg alatt plusz egy fokra sem Nnelegszik fel a törzs. Hasonlóan jó a többrétegű pa- pírtakarós is. A régebben általánosan ajánlott mésztejes bepermetezésnél, ami azzal gátolta a felmelegedést, hogy visszaverte a napsugarakat, sokkal megbízhatóbb, ha lyug- gatott, tehát levegős és fehér színű, kemény műanyaglapburkolattal veszik körül a fatörzseket. Gyártottak is ehhez spirálalakban összecsavarodva, csaknem tökéletesen záródó, kemény PVC törzsvédó szalagokat, amelyek még a vadkártétel ellen is hatásosan védték a törzset. K L Várkonyi Anna Szuperfeszültségű távvezetékek Napfény hajtja a motort Régi módszerek és eszközök Mérés és matematika Régi optikai és finommechanikai műszerek egy müncheni kiállításon. Balra egy francia planetárium (1810), középen angol teo- dolit (1840.) és jobbra egy fraacia tengerészeti műszer (1780.). Alekszej Presznyakov szovjet feltaláló elmés hajtóművet szabadalmaztatott. A hajtómű működése egy ötvözet ferro-' mágneses tulajdonságainak a hőmérséklet hatására végbemenő változásán alapul. A hajtómű tulajdonképpen két részből tevődik össze: a rotorból és a mágneses rendszerből. A rotor küllők segítségével kerékké átalakított, ferromágnesből készült vékonyfalú henger. A mágneses rendszer különleges ötvözetekből van összeállítva, melyek igen nagy indukcióval és szigorúan beállított irányú térrel rendelkeznek. A rotor egyik részének melegítése felborítja a statikus egyensúlyt: a melegebb részt már nem vonzza a mágnes (esetenként taszítja is), hanem a hidegebb részt húzza magához. így a hőmérséklet emelkedése előidézi a körmozgást. Mint hőforrás szóba jöhet akár a napfény, akár gázláng is. A rotor alapanyagául szolgáló .ötvözet leglényegesebb tulajdonsága az, hogy Curie- pontja (mely felett az anyagok elveszítik mágneses tulajdonságukat) igen alacsony hőmérsékleten van. A feltaláló által alkalmazott ötvözet Curie-pontja 65 C-fokon volt, de különleges technológia segítségével lecsökkenthető 35— 40 fokra. Az új hajtómű közvetlenül történik a hőenergia mechanikai energiába való átalakítása. Nem vitás, hogy a fenti alapelven működő rendszerek előtt igen nagy jövő áll. A termelés, a tudomány, a közlekedés, de egész mindennapi életünk elképzelhetetlen mérések nélkül. Tudományos meghatározás szerint a mérés bizonyos fizikai, kémiai stb. nagyságok értékének meghatározásával hozzájárul az ösz- szefüggések matematikai alakban való megragadásához és igaz voltának az ellenőrzéséhez. Az első hossz-, súly- és űr- mértékek (hüvelyk, láb, öl, véka, icce stb.) az emberi végtagokra és használati eszközökre, mint etalonokra támaszkodtak, Az etalonok bevezetése teszi megoldhatóvá azt a feladatot, hogy a tulajdonságokhoz számszerű értéket rendeljünk: a számérték azt jelenti, hogy a vizsgált dolog hányszor nagyobb vagy kisebb az etalonnál. A gyakorlatban a gazdasági élet mindennapi követelményei sürgették ezt a folyamatot. Az árucsere korán szükségessé tette a tárgyak néhány fontos tulajdonságának, a súlynak, a hossznak, a területnek, a térfogatnak, az időtartamnak a mérését. A világ földrajzi felfedezése pedig sürgette a tájékozódást, a földrajzi hely- és időmeghatározást lehetővé tevő mérőeszközök kialakítását. A természettudományos megismerésben a mérés és az adatok számszerű kifejezése sokkal lassabban tört utat magának. Ez lényegében csak a XVII.—XVIII. században következett be, amikor már nem az ember állt a természettudományos világkép középpontjában, s a dolgok, a tárgyak és a folyamatok mértéke sem az ember érzete, szubjektív benyomása volt. A jelenségeket ekkor egymáshoz kezdték hasonlítani, egymással fejezték ki minőségeiket, azok mértékét, különbségét és megváltozását. Ez lehetővé tette, hogy a jelenségeket objektívebben ítéljük meg, és az általánosság magasabb fokán ragadjuk meg őket. A matematika ekkortól válik a tudományok egyetemes eszközévé. A sor a mechanikával kezdődött, és ma már a biológiánál tart, de a társadalomtudományokra is erősen kiterjedt. A mérés pontosságára való igény és ennek kielégítése természetesen koronként változott. Nyilvánvalóan kisebb pontosságot igényelt méréseinél egy vitorláshajó, mint ma egy hangsebességet is túllépő repülőgép. Az is természetes, hogy a mai technikai lehetőségek mellett a pontosság igénye is jobban kielégíthető — az egyre érzékenyebb mérőeszközökkel. A Szovjetunió elektromos élhálózatának egyik mai büszkeségét, a 800 kilovolt feszültségű, egyenáramú távvezetéket láthatjuk
