Нейтрино
Мы давно привыкли к тому, что элементарные частицы одна за другой «осваивают» самые разные практические специальности. И лишь нейтрино все еще «уклоняется» от работы. Такая уж у него натура слишком ничтожна вероятность его взаимодействия с веществом. Он непригоден для обработки материалов, не во всяком датчике оставит след. Оттого и экспериментальное открытие нейтрино произошло только через 25 лет
после того, как его существование было предсказано теоретически. Да и в дальнейшем многие нейтринные эксперименты носили качественный, а не количественный характер.
Казалось, нейтрино никогда не найдет своего места в практической жизни. Правда, работа над созданием нейтринных детекторов оказала определенное воздействие на развитие физики и техники. Но это лишь косвенные заслуги нейтрино.
Некоторое время тому назад физики из Института атомной энергии им. И. В. Курчатова придумали, как недостаток нейтрино — огромную проникающую способность—превратить в его достоинство. Дело в том, что мощным источником нейтрино является ядерный реактор, излучающий в каждую единицу времени огромное количество этих частиц. Свободно проходя сквозь защиту реактора, они несут информацию о процессах, идущих внутри его активной зоны. Информация эта двоякого рода. Во-первых, есть прямая связь между количеством излучаемых нейтрино и мощностью реактора.
Начать надо с тех условий, в которых находится космический корабль. При его движении по орбите меняется его удаленность от Земли, и это сказывается на величине силы тяготения, действующей на станцию. Разумеется, на величину тяготения влияет и неоднородность плотности Земли. Космическая станция вместе с пристыкованным кораблем — объект протяженный. Основная его масса сосредоточена в рабочем отсеке. Поэтому свободное положение станции устойчиво в том случае, когда ее ось направлена к центру Земли, подобно поплавку на воде. Это так называемая «гравитационная стабилизация». Из-за изменений силы тяготения при движении станции и из-за сопротивления атмосферы и несимметричности корпуса по отношению к направлению скорости движения по орбите ось станции не направлена точно к центру Земли, а совершает медленные колебания с амплитудой до 20°. Ось станции при этом изгибается, это заметно даже на глаз. Кроме того, корпус станции ощутимо вибрирует из-за непрерывной работы вентиляторов, без которых невозможно обеспечить и тепловой режим работы аппаратуры и жизнедеятельность человека…
В этом-то и специфика станции, что даже нормальное дыхание человека здесь должно обеспечиваться специальной аппаратурой. Действительно, плотность воздуха, который мы выдыхаем, отличается от плотности окружающего воздуха, и на Земле он в результате конвекции отходит от нашего лица, уступая место свежему воздуху, который мы и вдыхаем. К этому человек привыкает с детства и никогда над этим не задумывается. Но в условиях невесомости конвекция отсутствует. Поэтому нормальные условия дыхания на космическом корабле поддерживаются с помощью постоянной циркуляции воздуха по станции, которая осуществляется непрерывно работающими вентиляторами.
Так родился замысел создать на Ровенской атомной электростанции специальную нейтринную лабораторию. Он был поддержан крупнейшими учеными — А. П. Александровым, М. А. Марковым, Б. М. Понтекорво. В создании лаборатории приняли участие проектировщики Урала, строители и энергетики Украины. Задача лаборатории — осуществить большую программу научных исследований и одновременно начать изучение возможностей для практического использования неуловимой частицы.
Представьте задачу; налить жидкость в сосуд без потерь. На космическом корабле вода подается из крана порциями по 25 см3. Предоставленные сами себе, эти порции собираются в шаровидные капли, как и положено в невесомости; эти капли в результате разных случайных воздействий потом дробятся на меньшие… Если действовать, как на Земле, и наливать воду из крана в горлышко сосуда, то она станет выталкивать из сосуда воздух, в котором взвешены капли разного размера,— иными словами, будет сама же выталкивать себя.
ЕСЛИ же струю с малой скоростью направить сразу на стенку сосуда, то вода, смачивая стенку, прилипает к ней. Тогда взвешенных капель не будет — по крайней мере, до тех пор, пока сосуд не встряхивают. Таким способом можно без потерь налить жидкость в сосуд.
И тут же возникает второй вопрос: а как можно взять жидкость из сосуда? Ведь из-за невесомости жидкость «плавает» в сосуде в виде шаровых капель разного диаметра.
Конечно, если есть центрифуга, то задача решается просто: при вращении сосуда жидкость будет «прижиматься» к дальней от оси вращения стенке, а оттуда ее можно забирать с помощью шприца. Если нет центрифуги, можно прижать жидкость к стенке, двигая сосуд с небольшим линейным ускорением. Именно так обычно и делают.
Я предложил другой способ: поместить внутрь сосуда длинный и узкий предмет, например, черенок ложки, к которому капли прилипают. За счет сил поверхностного натяжения жидкость «расползается» по черенку и подходит к краю горловины сосуда. Слегка «помешивая» черенком, легко добиться того, чтобы жидкость посто-
В земных лабораториях, в которых мне приходилось работать до сих пор, вопрос о размещении оборудования всегда был второстепенным, там главенствовали соображения удобства. На космической станции любое перемещение оборудования вызывает смещение центра масс станции. Это сразу же сказывается на характере ее поступательного и вращательного движения и, как следствие, на работе самого оборудования. Знание распределения массы станции очень важно для оптимальной коррекции ее положения.







