Всевидящее око

В своем повседневном труде и доменщики, и сталевары, и прокатчики, и работники вспомогательных служб металлургического завода используют все самые последние достижения науки и техники. Естественно, что среди них почетное место занимают новые способы наблюдения за процессами, позволяющие поспевать за все более интенсивно протекающими операциями. Например, радиоактивные изотопы, или, как их иначе называют, меченые атомы, широко применяемые для контроля в самых различных отраслях народного хозяйства, верно служат и металлургам (изотоп кобальта - кобальт-60, фосфор-32, кальций-45 и многие другие).

Что же такое изотопы? Атомы всех химических элементов состоят из ядра, в котором число положительных частиц - протонов - равно их порядковому номеру в таблице Менделеева, а сумма числа протонов и нейтронов - атомному весу и числу электронов вокруг ядра. Атомы одного и того же элемента имеют одинаковое число электронов, поэтому они не отличаются один от другого по своим химическим свойствам. Число же нейтронов в ядрах атомов одного и того же элемента может быть различным, и такие атомы будут различаться по своей массе. Их и называют изотопами - занимающими одно и то же место в таблице Менделеева.

Распад атомов тяжелых элементов (с большей массой ядра) на более легкие сопровождается излучением. Французские физики Мария Складовская-Кюри и Пьер Кюри, открывшие в конце XIX века радиоактивный распад, обнаружили три вида лучей, назвав их греческими буквами α (альфа), β (бета) и γ (гамма).

Применяя радиоактивные изотопы, важно знать, какие лучи они излучают. Встречая на своем пути какую-либо преграду, лучи частично поглощаются, интенсивность излучения, которую можно измерить при помощи счетчика, изменяется. Так, используя радиоактивные изотопы, можно определить дефекты в сталеплавильных слитках (дефектоскопия) или измерить на ходу толщину прокатываемой ленты.

Применение радиоактивных изотопов

Представьте себе, что через валки прокатного стана стремительно движется тончайшая лента, к изменениям толщины которой подходят очень строго. Скорость движения ленты превышает ход курьерского поезда. И ни один самый точный прибор не может среагировать на изменение ее толщины, а вот изотопный толщиномер, использующий радиоактивный изотоп стронция (стронций-90), может.

Радиоактивный стронций размещают в металлическом контейнере под прокатываемой лентой, а над ней счетчик, замеряющий интенсивность излучения. Счетчик соединен с регистрирующим прибором, на шкале которого прокатчик в любой момент видит толщину, замеренную в тысячных долях миллиметра - микронах.

Радиоактивный стронций

При таком толщиномере можно достичь не только полной автоматизации цикла прокатки, но и заранее настроить стан на работу по определенной программе.

Радиоактивный глаз неустанно наблюдает и за тем, как прогорает огнеупорная кладка доменной печи и какова скорость прохождения (схода) материалов в домне.

Под влиянием твердых кусков шихты, под влиянием высоких температур и физического воздействия жидкого чугуна огнеупорная кладка постепенно разрушается, и очень важно вовремя установить степень этого разрушения, чтобы предотвратить аварию. А кладка закрыта и работает домна непрерывно 6-7 лет. Как же быть, кто может предупредить металлургов о том, что печь пора остановить?

При монтаже или ремонте домны на различных ее горизонтах и разной толщине (на различном расстоянии от кожуха) в кладку замуровывают ампулы с радиоактивным кобальтом или другим подобным изотопом, и затем, не останавливая печь, регулярно измеряют интенсивность излучения. Они всегда вовремя и верно "подают сигналы" о состоянии кладки

Для выбора рационального режима работы доменной печи необходимо знать, как ведут себя внутри нее материалы, где они продвигаются быстрее - в центре или на периферии (у стенок). Поэтому в домну вместе с обычным сырьем загружают и меченое, например облученный в реакторе кусок руды, и следят за его продвижением.

Чтобы определить скорость движения газов и воздуха, вдуваемых в доменную печь, применяют радиоактивный радон, а затем отбирают пробы газа в верхней части доменной печи через определенные промежутки времени и подвергают их анализу.

Все те же радиоактивные помощники дают "картину" распределения различных элементов в сплавах, источники их загрязнения неметаллическими включениями, степень перемешивания металла в различных металлургических агрегатах, быстроту очистки металла от вредных примесей (серы, фосфора и др.).

Так радиоактивный наблюдатель становится всевидящим оком технологов-металлургов.