Kdy žil ledový muž Ötzi? |
| Obsah >>> |
Elektřina z radioizotopů
Jaderná energie se používá k výrobě elektrické energie i na kosmických sondách. Princip radioizotopových termogenerátorů je však jiný než v běžných jaderných elektrárnách. Základem je termoelektrický jev, při kterém polovodičový termoelektrický článek přeměňuje tepelnou energii přímo na energii elektrickou. Teplo vzniká při rozpadu radioizotopu. Výkony těchto generátorů nejsou velké (desítky až stovky W), výhodou je však dlouhá životnost.
První radioizotopové generátory se začaly používat roku 1963. Zásobovaly elektřinou přístroje, umístěné na Měsíci americkými astronauty při všech expedicích programu Apollo, zásobovaly i přistávací modul sondy Viking při jeho činnosti na povrchu Marsu. Téměř 30 let pracovaly radioizotopové generátory kosmických sond Pioneer 10 a 11, vypuštěných v letech 1972 a 1973. S podobnými zdroji opouštějí naši sluneční soustavu sondy Voyager (1977) a jejich životnost se očekává až do roku 2020. Kromě výroby elektrické energie se radioizotopové generátory používají na mnoha sondách také k udržení stabilní teploty vědeckých přístrojů při výzkumech v mrazivých pustinách meziplanetárního prostoru.
Nedestruktivní zkoušení materiálu slouží ke včasnému zjišťování vnitřních vad (dutiny, lomy, nestejnorodost materiálu), které by mohly znemožnit funkci zařízení nebo vyvolat jeho havárii při provozu. Výhodou nedestruktivních metod proti metodám destruktivním je v tom, že výrobek po zkoušce zůstává použitelný. K nedestruktivním zkouškám se používjí zejména metoda ultrazvuková a radiografická.
V ultrazvukové metodě se vady v kovových i nekovových materiálech zjišťují pomocí odrazu ultrazvukových vln od vnitřních vad. Výhodou této metody je možnost zkoušení materiálů i značných tlouštěk (u výkovků až několik metrů).
Radiografická metoda - prozařování - používá k zobrazování vnitřních vad materiálu rentgenové záření nebo radioaktivní záření některých radionuklidů. Záření prochází zkoušeným materiálem a vnitřní vady se projevují změnou jeho absorpce (pohlcování). Na radiografickém filmu se tyto změny projeví různým stupněm zčernání fotografické emulze. Jinou možností je zobrazení vnitřních vad prostřednictvím televizního zařízení. Na rozdíl od ultrazvuku je rozsah tlouštěk omezený, metoda se používá nejčastěji pro kontrolu svařovaných spojů a menších odlitků. Jako zdroj radioaktivního záření se používají například radionuklidy iridium 77Ir192, kobalt 27Co60 a 34Se75.
Radiouhlíková metoda určování stáří archeologických nálezů, používaná od 50. let minulého století, je založena na tom, že uhlík v přírodě je směsí tří izotopů: stabilních 6C12 a 6C13 a radioaktivního izotopu 6C14. Poměr těchto tří izotopů je dlouhodobě konstantní.Do organismu během jeho života dostává s oxidem uhličitým uhlík ze vzduchu. Po smrti organismu přívod uhlíku ustává a původní poměr mezi izotopy v organických zbytcích se začíná měnit: množství stabilních izotopů se nemění, zatímco radioaktivního izotopu 6C14 postupně ubývá. Vyzařuje částici beta a mění se na izotop dusíku 7N14. Poločas přeměny 6C14 je 5 700 roků, za tuto dobu se na dusík přemění polovina jeho jader. V podstatě tedy stačí změřit podíl izotopu 6C12 v nalezeném vzorku a zpětně "dopočítat", kdy se začalo jeho množství snižovat.
Radiouhlíková metoda například přispěla k objasnění osudu nešťastníka, jehož ledem mumifikované tělo našli roku 1991 turisté v italských Alpách. Zjistilo se, že "ledový muž Ötzi" žil asi před 4000 lety a zemřel zřejmě vyčerpáním na následky svých zranění.
Radiouhlíková metoda se dá použít jen na organické nálezy "mladší" než 57 000 let, protože po této době (10 poločasů přeměny) už je množství radioaktivního uhlíku ve vzorku prakticky neměřitelné.Přesnost metody je v posledních desetiletích snížena radiaktivními produkty, které vznikly při pokusných jaderných výbuších v atmosféře. Přesto se jedná o významný nástroj výzkumu historie života na Zemi.