Új Szó - Vasárnap, 1980. január-június (12. évfolyam, 1-26. szám)
1980-04-13 / 15. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA Ha ma a lézerekről beszélünk, illetve azok kihasználásáról a különböző tudományos és műszaki szakágazatokban, akkor már pontosan tudjuk, hogy melyik lézer mire alkalmas. Meg tudjuk határozni azokat a tulajdonságokat is, amelyekkel az adott lézernek rendelkeznie kell egy bizonyos feladathoz. Tudjuk például, hogy a HeNe gázlézer felhasználható a földmérésben, a bányaiparban, az építészetben és a közlekedésben. Ezeknek a követelményeknek másféle lézer nem felelne meg. Körülbelül másfél évtizeddel ezelőtt ezt még nem lehetett ilyen pontosan meghatározni, s az információk sem voltak eléggé megbízhatóak. De ez már a múlté. Hasonlóan az a döntés is elavult már, hogy számunkra a 632,3 nm hullám- hosszú gázlézer a legmegfelelőbb. Határozottan kényelmesebb lett volna néhány évet várni, amíg a világban megjelennek a megbízható hírek és készülékek, amelyek hasonló céllal alkalmazzák a lézereket. Én a kevésbé kényelmes utat választottam, az önálló kutatást, hazai környezetben. Kutattam a lézerek tulajdonságait, új berendezéseket és készülékeket fejlesztettem ki. Az egyik alapfeladat volt a lézert „elszakítani“ a laboratóriumtól, és kivinni az „életbe“, oda, ahol szükség van rá. Habár ez kezdetben igen sok problémával járt, később bebizonyosodott, hogy helyes volt a választott út. Az első hordozható 120 om hosszú gázlézerrel megkezdődött a lézer tulajdonságainak, terjedésének kutatása egy bányatérségben és a légkörben. A Prágai Vákuum- technikai Kutatóintézetben gyártott TKG—201-es lézerrel már 1967-től elkezdődhetett a munka, amelyhez később fejlettebb változatok társultak. A kutatás a lézersugár térbeli terjedésére, a dívergenció megakadályozására, valamint a lézer- optikára összpontosult, hogy a kitűzött célok elérhetők legyenek. A térbeli terjedés kutatása során megállapítottuk a sugár hőmérséklettől függő tulajdonságait is, valamint a fényenergia ingadozását is a sugárnyaláb belsejében. Kerestük a legmegfelelőbb eljárásokat és eszközöket a fény- nyaláb közepének a meghatározására (képernyőin vagy érzékelő lapon), s felhasználtuk a közvetlen vizuális megfigyelés lehetőségét is, valamint a közvetett, fényképek által való megfigyelést. A sugárnyaláb optikai alakításának eljárásait kiegészítettük a fénytörés alkalmazásával, s az előnytelen optikai réseket nagyon hatásos, saját szerkesztésű diffrakciós ráccsal helyettesítettük. Ezek a rácsok tengelyszimmetrikus formába rendezik a sugárnyalábot, melynek középpontjában összpontosul a sugár energiája. Ez két csehszlovák szabadalom alkalmazásán alapszik. Kifejlesztettük továbbá a referenciaegyenes meghatározásának kétpontos rendszerét, az eddig alkalmazott hárompontos rendszer helyett. Ez a rendszer lényeges mértékben növelte a pontosságot a lézertől a célig vezető térbeli pontok halmazának a meghatározásánál. Lehetővé tette az atmoszféra fény- terjedésre gyakorolt hatásának pontosabb mérését is, s megkönnyítette a refrakciő, valamint a különböző hőmérsékletű levegőrétegek okozta turbulencia tanulmányozását. A bányatérségben végzett kutatásoknál a függőleges irányú sugár vizsgálatait egy kiegyenlítő műszer tette lehetővé, amely csehszlovák találmány, míg a vízszintes és a ferde sugár alkalmazásához egy különleges lézerteodolitet fejlesztettünk ki. Mindkét műszer sokat változott a kutatások során, végleges formájukat nemrég nyerték el. • A lézer útépítési munkáknál való kihasználásához, a gépek vezérlésénél nem elegendő az egyenes sugár. Itt síkok (vízszintes, függőleges vagy ferde) kialakítására van szükség. Ezt úgyszintén egy csehszlovák találmány, egy különleges üvegrudacska teszi lehetővé. Két rúd keresztezésével két egymásra merőleges, vagy bármilyen helyzetű sík alakítható ki, nagyon élesen látható metszésvonallal. Optikai hasáb segítségével a sugarat 2 vagy több párhuzamos sugárrá alakíthatjuk, amelyek távolságmérésre, vagy sík kialakítására egyaránt alkalmasak. A kutatást természetesen tovább folytatjuk, mivel mindig újabb és újabb problémák merülnek fel. A műszerek kifejlesztése és a tapasztalatok lehetővé tették a ilézer gyakorlati alkalmazásának kiszélesítését. Minden konkrét feladat megköveteli azonban a lézer paramétereinek igazítását, a további segédeszközök kifejlesztését és a használati utasítások kidolgozását. A kiinduló pont mindig a munkamenet, a gépek működésének a pontos ismerete, amihez figyelembe kell venni a lézer adott tulajdonságait, hogy képes-e egy vagy több párhuzamos, illetve egy síkban fekvő sugárnyalábot kibocsátani. Ebben a rövid írásban nem térhetünk ki a gyakorlati alkalmazás valamennyi esetére, néhány feladat elvégzése azonban említést érdemel. A GotJtwald-híd deformációinak a méréséhez a terhelési próbáknál négy lézert alkalmaztunk. A megfigyelés a tervező kérésére az első hídmező inflexiós pontjában történt. Két kiegyenlítő műszer a híd hosz- szanti elhajlását mérte, valamint a híd elfordulását is rögzítették asszimetrikus terhelés alatt. Miután több megfigyelő pont is volt, a meghajlást a híd teljes hosszában mérhettük. Az inflexiós pontban kétszeres pontossággal mérhettük a mozgást, miután itt egy síktükör által visszavert sugarat használtunk. A tükör egy pillérre volt erősítve, amely független volt a híd mozgásától. Az eredmények teljes mértékben megegyeztek a hagyományos geodetikus mérések eredményeivel. További hasznos méréseket végeztünk a Zeldvka, a Moldva és az Otava folyókon épülő hidak szerkezeti elemeinek pontosításához a munkák befejező szakaszában, amihez egy új mérőpadot és egy új mérési rendszert fejlesztettünk ki. Kevesen tudják azt is, hogy a strahovi stadionban lézerek segítségével történt a tornagyakorlatok jeleinek a kitűzése. Lézert alkalmaztunk továbbá az egyik mosti magasépület bo- rítőpanelljeinek egyenlőtlenségi méréseihez. Ehhez a munkához lézerteodoilitokat alkalmaztunk. A feladat elvégzése hagyományos mechanikai úton, állványokról hetekig tartott volna. Hasonló eljárást alkalmaztunk az egyik templom boltívének a bemérésénél, ami elkerülhetővé tette az állványozást és az értékes falfestmény esetleges megsértését. A lézer alkalmazása nagy segítséget jelentett a Komárov— Buzuluku-i darupályák kitűzésénél is, ami körülbelül egyhetes időmegtakarítást jelentett, az adatok nagyobb pontosságáról nem is beszélve. Számos csehszlovákiai és NDK-beli bányában lézersugarat alkalmazunk a függőónos bemérések helyett, ami az eljárás időszükségletét 8 óráról 2—3 órára csökkentette. Kísérleti jelleggel bevezettük a föld alatti munkagépek lézeres vezérlését is a hodoníni, a kladnól és a nyugat-csehországi bányatelepeken. Szénkombájnok, fejtőállványok és ekék vezérléséről van szó. A lézer a kotrópajzsok vezérlésénél is bevált, például a beneSovl Vízműépítő Vállalatnál. Libuáában pedig a West- fália cég pajzsát vezérelte a lézer. Számos lézertechnikai eljárást dolgoztunk ki, többek között a lézer elmozdulásának a kiküszöbölésére, az irányzás szabályozására, valamint a külföld: lézerek laboratóriumi és gyakorlati felhasználásra. Mindehhez tanácsadó szolgálatról Is gondoskodunk. DOC. ING. JAROMlR TLUST? Szerk. megj.: a szerzőt az elmúlt évben a CSSZK Nemzeti Díjával tüntették ki a lézertechnika alkalmazásában elért eredményeiért a földmérésben, az építészetben, a bányászatban, a gépiparban és a közlekedésben. LÉZER AZ ARTRITISZ ELLEN Szovjet orvosok legújabban kecsegtető eredménnyel használnak lézert a reumás ízületi gyulladás kezelésére. Eddig több mint 15(1 beteget kezeltek ezen a módon a moszkvai Il-es számú orvosi intézetben. Egyhavi lézerkezelés után az érintett ízület gyulladása megszűnik és tízből kilenc beteg könnyebben mozgatja a lábait, kevesebb fájdalommal. A kezelés napi 2—5 perces lézerbesugárzás, a betegség súlyosságától függően. A lézersugárnyalábbal különböző irányból célozzák meg a beteg ízületet és a hetenként egy alkalommal megvalósított mély besugárzás eléri az ízület belsejét is. A reumás ízületi gyulladást a legkülönbözőbb gyógyszerekkel kezelik, de ezeknek olykor nem kívánatos mellékhatásaik is vannak. A lézerkezelés teljességgel ártalmatlan és járóbetegeken is alkalmazható, nincs szükség a beteg állandó gyógyintézeti ellátására. CSEHSZLOUAK EREDMINVEK A LfMECHNMA niEsmsm SUGÁRTENGERBEN Elve A Nap jótékony sugárzásának köszönhetjük, hogy Földünkön kialakult az élet: a meleget adó infravörös hullámok nélkül bolygónkon örök fagy uralkodna, látható fény hiányában nem lennének rajta nappalok. Hosszú évezeredeken át mindössze a világűrből, a Napból és a távolabbi csillagokból érkező sugárzás, az egyetlen ismert földi sugárforrás, a tűz fénye és jótékony hője érte az emberiséget. Idestova száz éve, 1888-ban Heinrich Hertz német fizikus megszerkesztette az első mesterséges sugárforrást, a kondenzátorból és tekercsből álló egyszerű rezgőkört, amelyből az olasz Marconi és az orosz Popov kifejlesztették a rádiót. A televíziós és a radartechnika megjelenése után meghatványozódott a különféle antennákból kibocsátott hullámok energiája. Napjainkban túlzás nélkül állíthatjuk, hogy sugárözönben élünk, hiszen a már említett forrásokon kívül mindinkább terjednek a mikrohullámú háztartási készülékek is, sütők, grillezők, valamint az elektroakusztikai berendezéseket irányító vezérlőpanelek. Napjainkban egyre népszerűbbé válnak ezek a készülékek. Ennek fő oka a nagyfokú hatékonyságuk. Egy mikrohullámú sütő négy-öt perc alatt megsüti a vacsorát, míg hagyományos társa csak egy órányi melegítés és energiafelhasználás árán képes erre. A nagyüzemi sütők ennél sokkal többet „tudnak“, akár egy egész szarvas- marhát is ropogósra sütnek néhány perc alatt. A nagyfokú hatékonyság titka abban rejlik, hogy a mikrohullámú sugárzás az anyag belsejében fejti ki hatását, így az elkészítendő étel belseje előbb melegszik fel, mint a sugárforráshoz közelebb eső felszíne. A jelenség behatóbb vizsgálatra késztette a kutatókat, hiszen e háztartási eszközök elterjedése, illetve az ilyen sugárforrások szaporodása esetleg negatív hatásokat is kiválthat az emberi szervezetre. A vizsgálatok megállapították, hogy a mikrohullámoknak a négyzetcentiméterenkénti 10 mtllivatt teljesítmény alatt már nincs hőhatásuk, ezért ezt az értéket adták mag biztonsági szintként, ennél kisebb energia- sűrűség még a háztartási sütőből is megszökhet. Ügy tűnik, hogy a nyolcvanas évek folyamán megjelenik egy újabb, nagy teljesítményű mesterséges sugárforrás. A hatvanas 'évek végén Peter Glaser, cseh származású amerikai kutató vetette fel annak a gondolatát, hogy a Nap energiáját közvetlenül a világűrben kellene átalakítani napelemek segítségével villamos energiává, mivel a légkör a sugárzás jelentős részét elnyeli, s az így nyert áramot infravörös hullámokká átalakítva lesugároznák a földre. E fantasztikusnak tűnő tervvel néhány évig senk, sem foglalkozott érdemben, csupán a hetvenes évek közepén jelentkező energiaválság irányította rá a figyelmet. Az Amerikai Űrkutatási Hivatal, a NASA már komolyan foglalkozik egy közeljövőben felbocsátandó kísérleti naperőmű megszerkesztésével. A környezetvédők körében azonban aggályok merültek fel, vajon sikerül-e a Földtől negyvenezer kilométeres távolságban keringő űrobjektuimból kibocsátott sugárnyalábot megfelelően fókuszálni. Ezt földi körülmények között kipróbálni lehetetlen, mivel a mikrohullám egyenes vonalban terjed, ez a hatalmas távolság pedig az Egyesült Államokon áthaladó legnagyobb délkör hosszának felel meg. Ezért nem indokolatlan az a kérdés, hogy milyen hatással lehet a nagyenergiájú sugárzás a vevőantennák közelében tartózkodó személyekre. Már a gazdaságosság, vagyis a földre juttatott mikrohullámú sugárzás minél nagyobb hatásfokú kihasználása is arra ösztönzi a konstruktőröket, hogy a lehető legkisebb legyen a vevőantennák körüli energiaszórás, tehát ne érje el a biztonságosnak elismert 10 milliwat- tos értéket négyzetcentiméterenként. A környezetet egyáltalán nem szennyező, tiszta energia- forrás rendkívül nagy jelentőséggel bírna életünkben, hiszen napjainkban a bioszféra egyensúlyának emberi-ipari tevékenység által történő megbontása világszerte aggasztó méreteket ölt. A kutatókban az a kérdés is felmerült, hogy a mikrohullámú készülékek elterjedése nem je- lenit-e egy újabb „szennyezőforrást“. A kérdés különösen aktuálissá vált egy váratlan kísérleti eredmény ismeretében. A Pennsylvaniai Egyetem kutatói egy alkalommal baktériumokkal szennyezett ételt melegítettek mikrohullámú tűzhelyükön, s meglepődve tapasztalták, hogy nagymértékű baktérium- pusztulás következett be azokon a helyeken is, ahol a hullámok alig fejtettek ki hőhatást. A megismételt kísérletek bebizonyították azt a feltételezést, hogy a hullámok nem csupán hőhatásük révén fejtik ki hatásukat. A nemzetközi munkamegosztás keretén belül hamarosan egy szovjet, egy amerikai és egy francia kutatócsoport alakult, amelyek egymástól függetlenül vizsgálni kezdték a sugárzásnak kitett baktériumtelepek viselkedését. A kísérleti eredmények igazolták az első megfigyelést: a négyzetcentiméterenkénti tíz milli- wattos küszöb alatti sugárzás is nagymértékben lelassította a baktériumok szaporodását. A következő lépésben majmokkal végeztek kísérleteket és megállapították, hogy különösen a magzat fejlődésére van káros hatással a sugárzás. Vizsgálataink sarán a szovjet kutatók meglepő eredményekhez jutottak. Megállapították, hogy már kis mennyiségű elektromágneses sugárzás Is álmatlanságot, fáradékonyságot, ideggyengeséget okoz, nagyobb dózis akár a szellemi képességek csökkenéséhez Is vezethet. Ellenben azt 4s sikerült megállapítaniuk, hogy a rákos sejtek fokozott mértékben érzékenyek a mikrohullámú sugárzásra, így elképzelhető, hogy az hatékony eszközzé válik a rosszindulatú daganatok gyógyításában. Egyelőre csupán állatkísérleteket folytatnak ebben az irányban, s csak ezek egyértelműen pozitív eredménye után kerülhet sor klinikai kísérletekre. Rendkívül sok munka vár még a kutatókra, amíg sikerül egyértelműen meghatározni, hogy a mikrohullámú sugárzás milyen hatással van az élő szervezetekre, főleg az emberre. Mint a kísérleték is sejtetik, valószínűleg sok pozitív hatása is van, azonban nem szabad lebecsülni a benne rejlő esetleges veszélyeket. Ezért szigorú biztonsági előírásokkal, egyértelmű szabványokkal kell szabályozni mind az ipari lellegű. mind a háztartásban előforduló mikrohullámú készülékek gyártását. A kutatások jelenlegi szakaszában azonban már egyértelműen kijelenthetjük: ésszerű felhasználás esetén minden biztosíték adott, hogy a mikiphul- lám az emberek kényelmét szolgálja, hasznos segítőtársuk legyen OZOGÄNY ERNŐ I960. IV. 13. ÚJ SZÓ
