Рис. 14. Медная трубка с внутренними разрывами.
Рис. 15. Раковины в литье.
Рентгеновские снимки делаются не только с небольших деталей, но и с очень крупных машин и их частей. Большое значение имеет рентгеновское просвечивание паровых котлов. Паровые котлы изготовляются обычно из отдельных стальных листов, плотно скреплённых друг с другом при помощи сварки. Для надёжной работы котла очень важно, чтобы сварной шов всюду был прочен. Если в каком-либо месте сварного шва имеется трещина или раковина, то во время работы котла пар может разорвать котёл, что повлечёт за собой большие разрушения. Поэтому в сварных котлах рентгеновыми лучами просвечивается каждый сантиметр шва.
Рис. 16. Рентгеновский снимок сварного шва.
На рисунке 16 приведён рентгеновский снимок сварного шва. Тёмная полоса в середине указывает на внутренний разрыв.
Рис. 17. Просвечивание боковой обшивки корабля
Рентгеновское просвечивание применяется также на судостроительных верфях. На рисунке 17 показано просвечивание боковой обшивки корабля. И в этом случае контролируют качество соединения отдельных металлических листов обшивки.
До сих пор мы рассматривали только применения рентгеновых лучей в технике, основанные на их способности проходить сквозь непрозрачные для обыкновенного света тела. Благодаря этому они делают видимыми скрытые внутри тела дефекты. Но эти дефекты должны быть настолько большими; чтобы тень от них была видна на экране простым глазом. Однако рентгеновы лучи обладают такими свойствами, которые позволяют нам рассмотреть детали строения тел, невидимые в любой самый сильный микроскоп. А изучение строения тел позволяет учёным лучше понять, отчего зависят свойства этих тел: прочность, тягучесть, блеск и так далее. Зная это, человек может по своему желанию изменять свойства тел и изготовлять различные усовершенствованные материалы.
Применение рентгеновых лучей, выявляющее структуру строения окружающих нас тел, называется рентгеновским структурным анализом. Рентгеновский структурный анализ подтвердил предположения учёных о том, что все окружающие нас тела построены из мельчайших частиц: атомов и молекул. Размеры атомов и молекул настолько малы, что даже в самый сильный микроскоп тела кажутся сплошными, хотя на самом деле они состоят из отдельных частиц.
Изучая законы прохождения рентгеновых лучей через различные вещества, учёные могут определить, в каком порядке расположены атомы внутри вещества. С помощью рентгеновских снимков можно как бы увидеть атомы с увеличением в 100 и более миллионов раз.
Рентгеновский структурный анализ показал, что разные тела имеют различное строение, а свойства тел зависят от их строения. Так, например, мы знаем два тела — алмаз и графит. Химический анализ показывает, что оба они состоят из одного и того же элемента — углерода. Однако вид и свойства их настолько различны, что трудно найти между ними что-либо общее. В самом деле, алмаз — это самое твёрдое из всех известных на Земле веществ. Он используется для резки стекла и обработки различных металлов. А графит — его родной брат — мягок, легко растирается пальцами, мажется и оставляет чёрный след; из него изготовляют карандаши. Алмаз прозрачен, как стекло, а графит — чёрен и непрозрачен.
В чём же причина такого различия? Оказывается, в различном расположении атомов. На рисунке 18, а мы видим расположение атомов в алмазе, а на рисунке 18, б — в графите. Различным расположением атомов в алмазе и графите и объясняются их различные свойства. Можно привести и другие примеры.
Рис. 18. Модель расположения атомов в алмазе (а) и в графите (б)
В целом ряде случаев с помощью рентгеновского структурного анализа можно, например, контролировать, правильно ли идёт процесс изготовления изделий из металлов и сплавов. Можно судить и о том, какую механическую или термическую обработку прошёл данный кусок металла: прокован ли он в горячем или холодном виде или отожжён (т. е. прогрет) более или менее длительное время после проковки.