Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 25

но и несколько иным путем. Исследуемое вещество не обязательно «бомбардировать» катодным пучком внутри трубки; можно облучить его и прямо рентгеновыми лучами, результат будет такой же: атомы излучающего вещества будут посылать в пространство целую гамму различных волн, которые можно затем разделить при помощи кристалла. Такой способ значительно проще — не надо каждый раз разбирать рентгеновскую трубку и вновь ее собирать. Но этим способом получаются значительно более слабые спектры.

Рентгено-спектральный анализ был практически использован впервые в 20-х годах текущего столетия В 1922 г. датские ученые Хевеши и Костер открыли с его помощью 72-й

200 лет тому назад Ньютон пропустил солнечный свет сквозь стеклянную призму и получил линейчатый оптический спектр. Доктор Арк-Синус направил рентгеновы лучи на кристалл и получил линейчатый рентгеновский спектр.

элемент периодической системы и назвали его гафнием, в честь древнего имени города Копенгагена. В 1925 г. немецкие исследователи Ноддак и Такке открыли по рентгеновским" спектрам! еще два новых элемента, тюлучивших название мазурий и рений. Содержание рения и мазурия в рудах очень мало: 1 атом такого элемента приходится на 1 млн. или даже 100 млн. других атомов. Следовательно, чтобы получить один грамм рения или мазурия, необходимо переработать до 100 тыс. килограммов руды. Химическим путем определить их или вовсе невозможно, или же, в лучшем случае, надо затратить на это не менее полутора-двух месяцев, а рентгено-спектральный анализ дает ответ максимум через два часа.

Особенно важное значение приобретает рентгено-спектральный анализ в настоящее время, когда редкие, трудные для химического и оптического анализа элементы приобретают огромную роль в металлургии, авиационной промышленности, кораблестроении, электротехнике. Большое число чрезвычайно ценных для промышленности элементов долгое время не использовалось, так как не умели устанавливать присутствие их в рудах, не имели возможности контролировать чистоту отделения элементов друг от друга при извлечении их из руд. Поэтому ценнейшие элементы шли в отбросы, вместо того чтобы с огромным эффектом! быть использованными в «ародном хозяйстве. Одним из таких элементов является ниобий. 7 атомов ниобия, добавленные на 1 тыс. атомов железа и 20 атомов хрома, делают^ этот сплав нехрупким при низкой температуре и предохраняют его от порчи при высокой температуре (до 1000°). Резцом, сделанным из этого сплава, можно обрабатывать на станке деталь почти в два раза быстрее.

Редкие земли, добавленные в угли вольтовой дуги, дают различную окраску световому лучу, большое увеличение силы света, и яркий луч прожектора на много километров прорезает ночную тьму, освещая высоко несущиеся облака.

В 1935 г. в Институте геологических наук ^Академии наук СССР была организована лаборатория рент-гено-спектрального анализа. В задачи этой лаборатории вошло определение редких и весьма ценных для промышленности элементов в рудах Советского Союза. Необходимо было в возможно короткий срок разработать быстрые, точные и надежные методы анализа, которые помогли бы создать отечественную базу редких элементов.

Прежде всего нужно было сократить время, необходимое для производства анализа, который отнимал иногда по тридцати часов. Лаборатория решила применить при анализе изогнутые кристаллы. Рентгеновы лучи, отражаясь от всей поверхности такого кристалла, собираются в одну линию — фокус. Таким образом, изогнутый кристалл играет такую же роль, как и параболическое зеркало, концентрируя лучи в один узкий пучок. Спектральные линии на фотопленке получились ярче в десятки раз. Помимо этого, изогнутый кристалл дает сразу большой интервал различных волн, которые одновременно фиксируются на пленке.

Все это позволило сделать рент-гено-спектральный анализ более быстрым и чувствительным и находить с его помощью сразу целый ряд наиболее трудно устанавливаемых элементов. Теперь мы можем за

• ' (:;

Доктору Арк-Синусу предложили определить, содержится ли в данном веществе редкий элемент гафний. Доктор решил прибегнуть к рентгено-спектрально~ му анализу. Оказалось, что с его помощью можно обнаружить присутствие всего лишь одного атома гафния среди 10 тысяч других. Даже в этом случае Арк-Синус все еще видел на экране линию гафния.

*

один час обнаружить в веществе до 40 элементов периодической системы. В эти 40 элементов входят такие, как гафний, ниобий, тантал, цирконий, иттрий, молибден, вольфрам, торий, уран, определить которые другими методами чрезвычайно трудно. При этом! чувствительность рентгено-спектрального анализа достигает 0,05—0,01%. Это значит, что с его помощью обнаруживается присутствие всего лишь одного атома какого-нибудь элемента среди 10 тыс. других атомов.

Еще больше увеличить скорость анализа удалось при определении самых трудно устанавливаемых элементов, так называемой группы «редких земель». Эта группа содержит 15 элементов. Количественно определить отдельно все 15 элементов в данном образце химик вообще не*¹ может. Установление количества этих 15 элементов, вместе взятых, требует от химика работы в течение нескольких недель. А лаборатория рентгено-спектрального анализа может дать ответ на этот вопрос через ^чполтора-три часа.

Для того чтобы провести анализ на 70 различных элементов, нам достаточно теперь одной сотой, а иногда даже одной тысячной доли грамма исследуемого вещества. По объему это соответствует примерно булавочной головке. В сотой доле грамма может быть установлено присутствие элементов в количествах от 0,05—0,01%, По весу это составляет около одной пятимиллионной доли грамма — меньше даже, чем весит точка, поставленная карандашом на бумаге.

Рентгено-спектральный анализ имеет и еще одно важное преимущество: он позволяет работать без

23