Поскольку растворимость водорода в воде намного меньше растворимости кислорода, водород выделяется в виде газовых пузырьков.

Наличие во вторичных космических лучах также у-квантов и электронов позволяет предполагать, что и они могут внести свой вклад в радиолиз воды.

Щ8т/см

Рис. 3.14. Порог кавитации в дистиллироваииой воде, окруженной парафиновым экраном толщиной 15 мм [179].

/ - экран введен, - экран убраи.

/2v;

При попадании космических лучей имеют место ионизация природной воды, изменение рН, возникновение изотопов вследствие захвата теплового нейтрона. Но эти явления вряд ли способны как-то существенно изменить свойства воды в больших объемах.

1,3-

III j j

50 Ьч

Рис. 3.15. Изменение порога ультразвуковой кавитации в дистиллированной воде, окруженной свинцовым экраном, толщиной 15 мм, и в присутствии Ra-Be нейтронного источника [179].

I - экран введен; II - включен источник нейтронов; III - источник нейтронов выключен;

IV - убран экран.

Однако образование газовых микропузырьков вследствие радио-лиза при непрерывном действии фактора и возможность их сохранения в воде или во льду в течение значительного времени является, по-видимому, фактором, реально влияющим на локальные свойства воды и способным снизить уже на порядки ее кавита-ционную прочность, изменить температуру кипения и ряд других ее физико-химических свойств.

Исследование порога кавитации в зависимости от космического излучения проводилось Сетте и Вандерлингом [179] и Фингом [165]. Сосуд с водой был защищен экранами из парафина или свинца, толщина слоев которых варьировалась [179]. Как известно.

свинец не экранирует воду от быстрых нейтронов, но может задерживать у-кванты и электроны. Парафин вследствие содержания большого количества водорода такое экранирование осуществляет. Одновременно проводилось облучение воды Ra-Be источником нейтронов. Порог кавитации определяли оптически по появлению каверны в сосуде и амплитуде ультразвукового излучения.

Как следует из полученных результатов, в воде, содержащей растворенный газ и дегазированной, в водопроводной и дистиллированной введение экранов обоих типов повышало порог кавитации на 30-40 7о (рис. 3.14, 3.15). Было замечено, что процесс этот шел в течение 2-3 ч. Облучение воды нейтронами без удаления свинцового экрана снижало порог кавитации. Полученные результаты позволяют сделать вывод о влиянии на кавитационную прочность воды зародышей кавитации, возникающих под действием таких компонентов вторичного космического излучения.

Экспериментальные данные [173] показали, что статистическое распределение числа и размеров пузырьков в воде различно для случаев облучения космической радиацией и нейтронами от Ra- Be источника. Вместе с тем, рассматривая подобные эффекты, следует учитывать и возможность вторичного излучения из свинца и других тяжелых металлов под действием различных компонентов вторичного космического излучения. Этот фактор, обычно не учитываемый, может быть причиной большого разброса в различных экспериментах, связанных с внешними физическими воздействиями на воду.

Возникновение заряженных микропузырьков в воде и является, по-видимому, основным источником памяти воздействия космических лучей на водные среды. В дополнение к этому в пересыщенных водах по СаСОз, CaS04, например морских, попадание в воду заряженных быстрых частиц может приводить к возникновению зародышей кристаллизации.

Синхронные флюктуации скоростей различных реакций отмечены в работах [139, 147, 154, 170]. Амплитуда и временной ход этих макрофлюктуаций зависят от географических координат, времени суток, сезонов. Существует обратная корреляция средней за год амплитуды микрофлюктуаций и солнечной активности. Все это позволяет высказать предположение о возможной связи этих эффектов с какими-то космо-физическими факторами, в том числе с компонентами вторичного космического излучения.

Глава 4. Применение электромагнитных явлений в природных водах в экспериментальной гидрологии и сельском хозяйстве

4.1. Моделирование процессов переноса в природных водных объектах

Применение МГД-явлений для моделирования. Сложность натурных исследований процессов водообмена, течений и турбулентного перемешивания водных масс, математического описания этих явлений приводит к необходимости прибегать к лабораторным методам изучения. Лабораторные методы позволяют неоднократно воспроизводить исследуемое явление при строго контролируемых внешних условиях, выявлять главные механизмы его формирования, часто обнаруживать новые стороны явлений, которые в реальных условиях не были замечены. Важность и значение лабораторных методов исследования гидродинамических процессов, происходящих в атмосфере, океане и водах, суши подчеркивались неоднократно [41, 61, 75, 88, 105].

В настоящее время лабораторные методы нашли наиболее широкое применение для упрощения, уточнения и проверки различных теоретических моделей, описывающих процесс гидродинамической неустойчивости при переходе от ламинарного режима течения к турбулентному. Самостоятельный интерес лабораторные методы представляют для моделирования геофизических течений и волн в атмосфере, океане и замкнутых водоемах.

Исследование сложных завихренных движений жидкости в реальных объектах естественно начинать с изучения простых, в частности двумерных, движений жидкости. Они допускают подробное теоретическое описание и могут быть легко реализованы в сравнительно простых лабораторных моделях. Например, течение Тейлора между вращающимися цилиндрами, движение жидкости в замкнутых полостях различной формы и т. п. Для возбуждения движения жидкости в этих моделях применяют вращение жидкости, метод источников и стоков, движение границы сосуда, термоконвекцию, продувание струи воздуха над поверхностью жидкости и т. д. Получение требуемого распределения поля скоростей с помощью этих методов достаточно сложно. Кроме того их использование вносит в эксперимент ряд трудно учитываемых факторов.

Среди методов создания движения жидкости особое место занимает МГД-метод [52] благодаря непосредственной связи между гидродинамическими, электрическими и магнитными явлениями, возможности чисто изотермического бесконтактного возбуждения движения проводящей жидкости. Как было показано выше, под действием скрещенных электрических и магнитных полей в электролитах можно создавать практически любое распределение массовых