Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 03
Когда-то первые фотоаппараты заряжали фотопластинками, которые приходилось менять после каждого кадра. Затем появились более удобные пленочные аппараты. Одной катушки пленки хватает на 36, а то и на 72 кадра. И наконец, в последнее время широкое распространение получили электронные фотоаппараты, в которых изображение фиксируется не на пленку, а на специальную фотоэлектронную матрицу. Тут уж изображение проявлять не нужно — его сразу можно видеть на встроенном дисплее, переписать на диск персонального компьютера или распечатать на принтере.
Примерно такой же путь прошли в своем совершенствовании и пылемеры. Некоторые из них, например индивидуальный дозиметр пыли ДП, имеют внутри фильтр-пластину. Пыль осаждается на ней вентилятором в течение всей рабочей смены. А потом фильтр вынимают из корпуса и взвешивают. Масса чистого фильтра известна, остается вычесть ее из результата взвешивания, чтобы узнать массу пыли.
В другом пылесборнике пластина фильтра заменена целой лентой. После каждого сеанса контроля ее перематывают, как в фотоаппарате, на один «кадр», а затем ведут анализ всей ленты, соотнося каждый замер с записями в рабочей тетради.
Но и здесь анализ приходилось вести вручную. И разработчики внедрили в свою конструкцию два новшества. Пылесборник сделали выносным, чтобы щуп можно было просунуть в любую щель. А в самом приборе поставили измеритель количества пыли и цифровой индикатор.
Принцип анализа пыли основан на методе, позаимствованном у… археологов. Те оценивают возраст «пыли веков» по количеству изотопа углерода С14, содержащегося в образце. Чем его меньше, тем, значит, образец древнее. В данном же случае очередной «кадр» ленты фильтра после замера попадает в измерительную камеру. С одной ее стороны стоит источник изотопов бета-излучения (капсула с тем самым углеродом С14), а с другой — измеритель бета-частиц. Сами бета-частицы, в отличие от жесткого гамма-излучения, используемого, скажем, в рентгеноустановках, отличаются довольно малой пробивной способностью.
Часть их задерживается частицами пыли. А стало быть, зная интенсивность исходного излучения и пересчитав число пришедших частиц, можно судить о концентрации пыли. Причем в автоматическом режиме, поскольку нужные цифры сразу высвечиваются на цифровом дисплее прибора. В итоге получился легкий и точный прибор, с которым можно было отправляться на разведку.
В компьютерах может скапливаться огромное количество пыли.
Золото под ногами
В книге К.Г. Паустовского «Золотая роза» есть рассказ о том, как мусорщик, просеивая мусор ювелирных мастерских, набрал достаточно золота, чтобы его хватило на ювелирное украшение. Так вот, скажем, на московских улицах можно в принципе набрать десятки, а то и сотни килограммов драгоценных металлов. Эти крохотные частички платины и золота попадают сюда прежде всего из автомобильных катализаторов. Кроме того, как мы уже говорили, в городской пыли содержится вся таблица Менделеева…
Собирать городскую пыль для переработки экономически не выгодно. Зато вот определять по образцам пыли, в каком районе, на каком предприятии неполадки в фильтрах, не только можно, но и нужно. И выдавать руководителям этих предприятий соответствующие предписания, чтобы воздух в городах стал чище. Но есть, конечно, у охотников за пылью более масштабные исследования.
Так, например, установлено, что африканская пыль долетает даже до Южной Америки. Причем в огромных количествах. Ежесуточно в сторону Америки улетает более миллиона тонн пыли! Если погрузить всю ее на товарный состав, то длина его превысит 200 км. Ежегодно только Сахара теряет свыше 500 млн. т пыли, а все мировые пустыни — более 2 млрд. т пыли в год.
Африканская пыль, как удобрение, подпитывает леса Амазонии, ведь она содержит некоторые химические вещества, которые не встретишь в американских почвах. Ежегодно на каждый гектар тропического леса оседает 12,6 кг калия, 2,7 кг фосфора и до 16 кг кальция. А всего каждый год в сезон дождей на тропические леса выпадает около 30 млн. т пыли, принесенной из Сахары. Усваивая это «небесное удобрение», растения начинают стремительно расти.
Пыль также оседает на землю с каждой каплей дождя, с каждой снежинкой. Ведь пылинки выполняют еще и роль так называемых ядер конденсации, вокруг которых в облаке группируются молекулы воды. Так что пыль, кроме удобрений, приносит еще и влагу.
Поскольку пылинки очень легкие, то они и секунды не находятся в покое, постоянно перемещаются потоками воздуха. В итоге пыль проникает в любую трещину. Даже в убранной дочиста комнате все пронизано пылью; солнечным летним днем на свету хорошо видно, как кружатся пылинки в воздухе.
«Естественная фоновая нагрузка» — так называют этот «столп пыли» специалисты — достигает 20 микрограммов на один кубический метр. Правда, в последние годы в развитых странах Европы пыли становится меньше. Сказываются принятые меры по защите окружающей среды. Так, в Германии в 1990 г. автомобили, электростанции и отопительные системы выбросили в воздух около 1,9 млн. т пыли, в 1999 г. это количество уменьшилось до 0,33 млн. т, а спустя еще 10 лет — до 0,2 млн. т.
И все же пыли в воздухе еще много. Мириады пылинок, рассеянных в воздухе, меняют тональность рассветов и закатов, окрашивая их в багровые тона.
Пыльная буря в Техасе в 1935 году.
Впрочем, не только человечество в том виновато. Так, при каждом извержении вулканов в атмосферу попадают сернистые газы и огромное количество пепла. Перекрывая доступ солнечному свету к поверхности планеты, такие пылевые облака вызывают местное понижение температуры. Впрочем, иногда, попав в средние слои атмосферы, такие частицы не отражают солнечный свет, а, наоборот, поглощают его — то есть способствуют потеплению.
Таким образом, пыль еще участвует в регулировании климата на всей планете. Правда, как признают ученые, влияние пыли на атмосферные процессы очень сложно, а потому до конца еще не изучено.
На пыльных тропинках далеких планет…
Пыль царит и в космосе. И не только на поверхности других планет. Лунная пыль, например, в свое время доставила немало хлопот членам экспедиции «Аполлон», проникая даже внутрь лунной посадочной кабины. Пришлось американцам брать с собой специальный пылесос.
А наши исследователи под руководством академика О.Н. Богатикова нашли в лунной пыли самородный цезий и другие редкие элементы. Есть также планы использовать лунный грунт — реголит — в качестве источника топлива для термоядерных реакторов, добывая из него гелий-3.
Немало пыли и на Марсе. Зафиксированы случаи, когда пыльные марсианские бури, способные длиться неделями, выводили из строя посадочные модули и прочую исследовательскую аппаратуру.
Межпланетной пыли много и на Земле. Ведь в космосе не отыскать и кубического метра пространства, в котором не мелькнула бы пылинка. Причем пылинки прилетают к нам не только с Луны или с Марса.
Межзвездная пыль — ровесница Вселенной; она возникла еще в момент Большого взрыва. Кроме того, огромные количества межгалактической пыли выбрасываются в пространство после вспышек сверхновых. Пылевая завеса защищает новорожденные звезды от жаркого излучения соседних звезд.
В окрестностях Солнца собрана пыль межпланетная. Она состоит из смеси газа и крупных пылинок (их длина достигает миллиметра). Эта пыль образуется в поясе астероидов, где миллиарды малых небесных тел, постоянно сталкиваясь, постепенно перетирают друг друга.
Кометы — тоже потенциальные поставщики пыли. Оказавшись близ Солнца, они могут терять до нескольких тонн массы в секунду, образуя при этом характерный кометный хвост.
Некогда, как полагают ученые, именно из межпланетной пыли и сформировались все планеты и прочие небесные тела Солнечной системы, да и само наше светило тоже.
Если при изготовлении микросхемы в нее попадет пыль, то эту сложнейшую деталь компьютера можно выбрасывать. Поэтому работы ведутся в герметично закрытых цехах и спецкостюмах.
«Подсчитано, что типичная спиральная галактика содержит в сто миллионов раз больше пыли, чем весит Солнце, — сказал в заключение своего рассказа Андрей Борисович Палкин. — Из этой пыли можно было бы сформировать многие сотни миллиардов планет, похожих на нашу Землю. И где-то, наверное, такие процессы идут и поныне»…
Вот, оказывается, как много значат для нашей планеты и жизни на ней крошечные частички той самой пыли, что лежит у нас под ногами и которую мы так не любим.
Станислав СЛАВИН
