Полная версия

Главная arrow Товароведение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Космические воздействия

Наиболее существенными факторами, оказывающими влияние на изделия, являются:

  • • глубокий космический вакуум;
  • • корпускулярное излучение (потоки ядер гелия);
  • • метеорные частицы;
  • • захламленность космоса;
  • • радиационные пояса Земли (воздействия электромагнитных полей высокой мощности);
  • • перепад температур на солнечной и теневой стороне (+120 и -90 °С) при орбитальных космических полетах;
  • • магнитные и гравитационные поля планет, звезд и т. д.

Воздействие факторов космического пространства на конструкционные материалы и элементы изделий происходит на фоне определяющего фактора - давления глубокого космического вакуума, обусловленного сильной разреженностью среды. Глубокий вакуум характеризуется длиной свободного пробега молекул газа, соизмеримой с линейными размерами космического аппарата или испытательной вакуумной камеры.

При изучении параметров космических условий выделяют три среды: межзвездную, межпланетную и атмосферу планет и их спутников.

Межзвездная среда состоит из межзвездного газа и мельчайших твердых частиц - пыли, заполняющих пространство между звездами в галактиках. Газ почти равномерно перемешан с пылью. Межзвездная среда вблизи Солнца переходит в межпланетную среду.

Межпланетная среда заполняет пространство между планетами Солнечной системы. Она состоит из расширяющегося вещества солнечной короны (примерно 90 % составляют ионизированные атомы водорода и около 9 % - атомы гелия), несущего увлекаемое веществом магнитное поле.

Ионизирующие и электромагнитные воздействия

Изделия космической и ядерной техники подвергаются воздействию ионизирующих излучений, создающих при взаимодействии с веществом заряженные атомы и молекулы. Кроме этого вызывают повреждения гамма- излучения, электронные и протонные излучения, альфа-частицы.

Ионизирующее излучение, в самом общем смысле, это различные виды микрочастиц физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим [4-7]. Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:

  • • коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения);
  • • потоки заряженных частиц (бета-частицы электронов и позитронов), альфа-частиц ядер атома гелия-4, протонов, мюонов, нейтронов и др.

В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов ядерных реакций (синтез и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа- частиц), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого ускорения космических частиц до конца не ясна). Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, тормозное фотонное излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское излучение).

По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно (потоки заряженных частиц) и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц - фотонов и нейтронов). По механизму образования - первичное (рожденное в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.

Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-

излучение некоторых радионуклидов) до 1015___1020 эВ и выше (протоны

космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц - ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение - поток электронов, возникающих при бета-распаде. Для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергетических фотонов, не обладающих зарядом. Для защиты от их воздействия эффективны тяжелые элементы (свинец и т. д.), поглощающие мегаэлектронвольтные фотоны в слое толщиной несколько сантиметров. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

Наибольшую опасность представляют поток нейтронов и гамма- излучение. Влияние данных факторов усиливается в зависимости от их интенсивности и времени воздействия. Проникающая радиация вызывает постепенное необратимое изменение электрических, механических, химических веществ материала. Импульсивная радиация, действующая короткое

—1 —3

время (10 ...10 ‘ с), приводит к изменению электрофизических свойств изделий, а из-за большой плотности, создаваемой ионизацией, может вызвать и обратимые изменения электрических характеристик изделий. Большие дозы облучения нейронами повышают твердость углеродистой стали на 40 %, коррозионную стойкость стали - на 100 %, а никеля - на 40 %.

Для защиты от изменения химических, механических, электрических свойств материала в условиях воздействия ионизирующих излучений требуются знание специальной испытательной техники, разработка стойких конструкций и материалов, применение специализированной радиоактивной технологии.

Одним из видов внешнего воздействия являются электромагнитные поля, которые могут вызвать изменения режимов работы электронной аппаратуры. Эти поля создаются специальными излучателями, например, радиолокационными излучателями, а также мощными электроустановками (подъемные краны и т. д.).

Специальные среды

К специальным средам относят пары химических веществ, химические растворы (дезинфицирующие, дезактивирующие, дегазирующие), кислоты и газы.

Изделия, предназначенные для работы в специальных средах, должны обладать повышенной стойкостью, и для их проверки проводятся специальные испытания. Для сокращения времени испытаний увеличивают концентрацию химически активных компонентов среды воздействия, повышают относительную влажность и температуру.

Испытательное оборудование должно обеспечивать концентрацию активной среды, температуру, относительную влажность и специальные среды. Длительность испытаний должна соответствовать длительности воздействия на аппаратуру специальных сред, параметры испытательного режима - количественным и качественным характеристикам этих сред в условиях эксплуатации.

Для борьбы с воздействиями специальных сред предусматривают специальные конструктивные исполнения изделия. Применяют кислотостойкие покрытия и создают такие условия эксплуатации, при которых воздействие среды становится наиболее незаметными.

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Поясните систематизацию видов контроля.
  • 2. Как классифицируют внешние воздействующие факторы?
  • 3. Какие воздействия относятся к климатическим?
  • 4. Какие воздействия относятся к космическим?
  • 5. Какие воздействия относятся к механическим?
  • 6. Назовите виды ионизирующих излучений.
  • 7. Что относится к специальным средам?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>