Рентгеновское излучение с ручным приводом

Используя скотч в косметических целях, не удивляйтесь, если вы начнете светиться.
Источник: www.sostav.ru

В конце прошлого года в журнале Nature (№ 455) была опубликована интересная работа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Авторы – Камара, Эскобар, Путтерман и другие – сообщают об открытии рентгеновского излучения при разматывании липкой ленты (скотча) в вакууме при скорости отслаивания 3,0–3,5 см/сек. Возникает при этом и световое излучение в оптическом диапазоне, а также радиоизлучение.

Самое поразительное, что интенсивность рентгеновского излучения при разматывании скотча была такова – десятки килоэлектрон-вольт, что это позволяло использовать «процесс» даже для рентгеновской фотографии (фотография пальца руки вынесена даже на обложку журнала). Работа преподносится как сенсационное открытие, которое может быть использовано при создании дешевых переносных рентгеновских аппаратов даже с ручным приводом.

Правда, вскользь американские авторы отмечают, что похожее явление было впервые описано советскими учеными еще в 1953 году. Но тогда оно осталось незамеченным. Более того, эффект рентгеновского излучения был открыт не на липких лентах, а при использовании других объектов. По мнению исследователей из Калифорнийского университета, основная новизна и отличие открытого ими эффекта в том, что рентгеновское излучение фиксируется именно в вакууме при разматывании (отслаивании) липких лент от полимерной основы. Ранее оптическое излучение и излучение в радиодиапазоне фиксировались на воздухе.

На этих моментах хотелось бы остановиться подробнее (исследования 1953 года опускаю, так как липкие ленты тогда не использовались, а из всех видов излучений было описано только оптическое). Однако американские исследователи совсем не упоминают о работах советских ученых 1966–1973 годов, которые были проведены именно на липких лентах с обнаружением всех описанных учеными США эффектов (свечение, радиоизлучение, тормозное-рентгеновское излучение). Кроме того, было описано возникновение электромагнитного излучения в ультрафиолетовой и инфракрасных областях спектра, а также акустическое излучение.

Большинство из названных видов излучений обнаруживается на воздухе – необходимо лишь увеличить скорость разматывания (отслаивания) липкой ленты – до десятков сантиметров в секунду; впрочем, иногда необходимо 1–6 м/с. Отслаивание скотчей происходит рывками, то есть отдельными микроучастками. В этом можно убедиться, отслаивая липкую ленту от обычной копировальной бумаги под углом 180 градусов с различными скоростями. Поверхность копирки оказывается испещренной узкими полосками, которые мы назвали гофрами. Чем больше скорость отслаивания, тем большее количество таких участочков укладывается на одном погонном сантиметре копировальной бумаги.

А что будет, если попробовать отслоить от липкой ленты алюминиевую фольгу? Она также окажется испещренной гофрами. Мало того, по высоте гофр и расстоянию между ними можно судить, в частности, о величине разрядного промежутка. Дело в том, что согласно электрической и электромагнитной теориям адгезии сцепление тел обусловлено образованием двойного электрического слоя на границе контакта, своеобразного микроэлектроконденсатора. Поэтому нарушение адгезионного контакта (АК) должно сопровождается явлениями электризации поверхностей отрыва, электропробойными разрядами окружающей газовой среды. То есть всеми теми процессами, которые присущи природным газоразрядным явлениям, к примеру молнии. При разряде молнии можно наблюдать вспышки света, радиопомехи, звуковое сопровождение и генерирование рентгеновского излучения интенсивностью до 250 кэВ.

Таким образом, нарушение адгезионного контакта – это газоразрядный процесс, сопровождающийся «микромолниевыми» пробойными эффектами (электромагнитные и акустические излучения). Здесь важна сама закономерность, а не частности – обнаруживается ли это при разматывании липких лент или нарушении различных адгезионных контактов. Работами школы академика Б.В.Дерягина и Н.И.Москвитина это отчетливо было показано.

Автор этих строк (с соавторами) исследовал и объяснил генерирование радиоизлучения, ИК- и УФ-излучения, акустического при нарушении адгезионного контакта липких лент и на многочисленных других адгезионных парах. Так, радиоизлучение регистрировалось с помощью внешней телескопической или внутренней ферритовой антенны радиоприемного устройства, сигналы с которого подавались на осциллограф или записывались на магнитную ленту. Акустические колебания записывались на магнитную ленту и затем воспроизводились на осциллографе.

Радиоизлучение имело импульсный характер, наблюдалось не только при разматывании липкой ленты, но и при отслаивании скотчей от стекла, металлов. Синхронное возникновение оптического, радио- и акустического излучений экспериментально доказало проявление газоразрядных процессов при разрушении адгезионных контактов. Удалось получить даже фото стримера – микромолнии.

Результаты работ сотрудников Института физической химии АН СССР, Московского лесотехнического института и Института физики и математики Киргизской АН ССР (1966–1973) приведены в известной монографии Б.В.Дерягина, Н.А.Кротовой, В.П.Смилги – «Адгезия твердых тел» (М.: Наука, 1973). Кстати, в 1978 году она была переведена на английский и издана в США. Не случайно американские ученые ссылаются в своей статье на эту работу. Много материала по обнаружению и описанию данных эффектов можно найти в монографии «Адгезионные и прочностные свойства полимерных материалов и покрытий на их основе» (Ю.М.Евдокимов с соавторами, Ташкент: Наука, 1979).

Интенсивность рентгеновского излучения при разматывании скотча такова, что это позволяло использовать «процесс» даже для рентгеновской фотографии. Рентгенограмма пальца руки на обложке журнала Nature. Источник: www.nature.com

Хотелось бы отметить, что я искренне рад за молодых американских ученых, продолживших с использованием самого современного научного инструментария наши пионерские наработки и подтвердивших результаты, полученные российскими учеными. Мы готовы к сотрудничеству при обсуждении результатов работы. Тем более что в СССР по этим проблемам было защищено три диссертации. В одной из них – работе Н.П. Князевой, защищенной в Институте физической химии АН СССР в 1972 году, впервые обнаружено рентгеновское излучение (с длиной волны 0,01 – 0,3 нм) интенсивностью, порядка, 100 КэВ. Этот эффект был зафиксирован при разматывании липких лент при больших скоростях отслаивания и трении качения. В ряде случаев, тормозное излучение наблюдается при атмосферных условиях. Привожу дословно фразы (стр. 18) из автореферата диссертации Н.П. Князевой: «Результаты исследований показывают, что в принципе возможно изготовление источника рентгеновских лучей с регулируемой коротковолновой границей, смещение которой определяется скоростью вращения роликов. Это откроет широкие перспективы использования такого источника в различных отраслях промышленности, например, при дефектоскопии тонких цилиндрических объемов».

А вот американские исследователи нашли применение обнаруженных эффектов в медицине.