海洋中的探测新技术VIP免费

中会堂研究员张玉敏助理工程师(第七一八研究所)摘要：随着减声降噪技术的发展，声纳探测遇到新的挑战．而且由于复杂的海洋环境，声纳探测的灵敏度受到一定的限制，并且声纳探测手段还有其自身的诸如“声影区”等局限性，非声探测技术将发挥重要的作用。本文介绍了几种非声探浏拄术。关键词：海洋非声探测物理场随着减声降噪技术的发展，声纳探测遇到新的挑战，而且由于复杂的海洋环境，声纳探测的灵敏度受到一定的限制，同时，声纳探测还有自身的诸如“声影区”的局限，探测海洋中的运动物体(如潜艇)和海洋资源，非声探测技术将发挥重要的作用。海洋中的运动物体和海洋资源都会在海洋中形成一定的物理场，如核潜艇在反应堆运行状态下，周围会有强烈的核辐射，同时核潜艇还会产生一些放射性排出物，这些核辐射又会与海水中的物质发生相互作用．引发不同的核效应。海洋中的运动物体在海水中形成尾流，尾流能够保持相当长的一段时间，导致许多物理场的变化，如温度场的变化、磁场的变化、海水波浪等各种水动力效应。本文分析了正在研究的几种非声探测技术：放射性探测技术、尾流探测技术、温度探测技术、核磁感应探测技术等。这些非声探测技术将对我国的海洋探测产生重要作用。2放射性探测技术经过调研和论证，我们认为，核潜艇尾流中的放射性物质由两部分组成。一是核潜艇内产生的少量高浓度的放射性排出物，包括：液态排出流中的放射性核素、气载排出流中的放射性核素、放射性气溶胶等。另一部分是核潜艇反应堆的外部核辐射。这些核辐射又会与海水中的物质发生相互作用，引起能态的激发或不同的核反应，改变海水的原始状态产生放射性格染，这些都会对周围的环境造成严重的生态影响，在海洋中核潜艇留下了自身可被探测的痕迹。核潜艇可被看做一个放射源，其内部会产生高浓度的放射性排出物。核潜艇还可被看做一个中子源，辐射出不同能级的中子，使海水活化。产生放射性物质。这些放射性物质可做为探测的对象，用以跟踪发现核潜艇。2．1从核潜艇壳体辐射出的不同能级的中子活化海水的状况首先考虑海洋本底的放射性状况：见表l【“，本底中存在”K、”Rb、4u等，而活化的主要产物*收稿日期：200l一04一加。《舰船科学技术>2001．3万方数据表I海水中的放射性状况放射性元素浓度(g／∞P)放射性比度海水中的总量(t)簿水中总放射性强度(Bq)枷K4．5x10’21．2x10一26．3×l一1．70x109"Rb8．4x10一82．2x10一‘1．18xl萨3．nxlol7鞠U2O×10—91．Ox10—42．80x1舻141×1017拼U1．5x10一1130x1062．1×10．4∞x1015m1111．0×10一“2OxlO一’1．4×10I2．96x1014ⅨIIa3．Ox10一惦3．0×10—5O，424．07x1016”C4．O×10一1770×10—65．6x10叫999x10153H(b)8．Ox10一∞25×10—51．5×10一64．44×10141辩h2．5×10一1374×10’1l3．5xl铲9．62×10m有24Na、鸳Cl、钾Mg等。图l【2J描述了活化拼lo”了的海水的7射线能谱成分及其随时间，。的变化情况。在核潜艇经过后，热中子辐射停止．在最先的1_8小时内，”CI的信号"一”最强，其次是”N8，可存活99小时。由此。．．可知：做为搽测信号的活化产物，我们只晕3。7””。考虑“Na和鞠Q两种元紊即可。由下面姜Ⅲ。一的式子【3】可对核潜艇做为中子源在海水8中的活化产物的强度做出估算。37””。A(f)=却y(1一e“7)e。7⋯。。11一。一242一oo“勺"xIo'o式中：A(t)为任意时间的衰变率；∑。为宏观活化截面；p为密度；A为质量数；№为阿佛加德罗常数；d．为微观活化截面；巩为同位索的相当丰度；华为中子通量；V为—f咻vBt#幽＆(}《括钆．12B．1‰嘶；．+划篓a_占。。广、弋N∞№。ISm27l”1‰j——b—1％，】№＼∽、2805＆s1☆’％．I＼、k‘2x=nmr。’’，、毪-35slⅢ一咯．H≠、穗＼＼．叫如击．％一嚏、Al、》芹9、，P“、912m—j5c||＼＼k毫}＼＼}，k’d1Jt|f|f—、*R瞄图1产生的放射性强度与时问的关系曲线(半衰期大于2．3分钟)被辐射的样品体积；x为衰变常数；T为热辐射时间，t为热辐射停止后逃逸时间。不同的中子通量对应的计算结果如表2【2】所示。表2中子流量及产生的活度中于通量中子总量‘钋镀当量’。产生的活度总活度∥(玉×5)(s)(Bq...