Népszabadság, 1957. szeptember (2. évfolyam, 206-230. szám)
1957-09-17 / 219. szám
Istas insla A jéghegy és a tengeralattjáró elleni küzdelemből született... 1912. április 12-ére a világ legnagyobb hajója, a Titanic jégheggyel ütközött össze és elsüllyedt. 1502 utasát vitte a hullámsírba. A katasztrófa felkeltette az érdeklődést aziránt mily módon lehetne közeledő jéghegyet előre jelezni. (A jéghegy tömegének 9/10- ed része a víz alatt van..) Mivel a vízben a hang jól terjed, először arra gondoltak, hogy a hajó fenekére szerelt hangforrásból meghatározott időközökben hangjeleket bocsátanak ki és a jéghegyről visszaverődő visszhangot felfogva, a hang terjedési sebessége ismeretében, a távolságot meghatározzák. Hiába szerkesztették azonban a legkülönbözőbb típusú vízalatti orgonákat, a kísérletek nem sikerültek. A Titanic által felvetett probléma újból jelentkezett, amiikor az első világháborúban a németek megkezdték a tengeralattjáró-harcot. Most is, mint a jéghegyek esetében, víz alatt levő tárgy jelenlétét kellett volna nagy távolságból kimutatni. Az orosz C. Kilevszkij és a francia P. Langevin együtt oldották meg a problémát, mégpedig úgy, hogy a Curie-fivérek által 1880-ban felfedezett piezoelektromos hatást; megfordítva, nagy rezgésszámat, ultrahangot állítottak elő. Ezzel a lépéssel vonul be tulajdonképpen a modern technikába az ultrahang. De mi is az a fordított piezo- elektromosság? Vannak kristályok, amelyeknek, egyes lapjain, húzó-, vagy nyomóerő hatására pozitív, illetve negatív elektromos töltések lépnek fel. Ha már most ugyanezekre a lapokra váltakozva pozitív, illetve negatív elektromos töltéseket viszünk, a kristály mechanikus rezgéseket fog végezni, azaz, hangot bocsát ki magából. Mivel pedig ezeknek a kristályoknak geometriai méretei rendszerint kicsinyek, olyan szapora mechanikus rezgéseket tudnak kibocsátani, amelyeket az emberi fül már nem tud érzékelni, mivel a másodpercenkénti 16 000 rezgésszám felett vannak. Ezért nevezték el őket ultrahangoknak, vagyis hangon tuti hangnak. A későbbi kutatások azután kiderítették, hogy az ultrahangnak rendkívül különleges kémiai, biológiai hatása van, mivel a közegben, amelyben a rezgés terjed, rendkívül nagy nyomásváltozások, valamint rendkívül nagy gyorsulások léphetnek fel. Ezeket a hatásokat — legalább is a legutóbbi időkig — a hallható hangok birodalmában nem lehetett észlelni, mivel technikai akadályok miatt nem sikerült ilyen nagy hangerősséget előállítani. Ugyanis, ezeken a kis rezgésszámokon olyan nagy kirezgés lett volna szükséges hozzá, hogy a hangforrás anyaga széttört volna, így tehát az ultrahang fogalmával egyúttal a nagy intenzitással rendelkező hangok fogalma párosult és a köznyelv nem tesz különbséget a kettő között. Az újabb technika viszont már sikeresen küzdött meg az előbb említett nehézségekkel és így számos esetben a felmerült problémák nem 16 000 rezgésszám feletti, tehát valóban ultrahangokkal, hanem ezen rezgésszám alatti frekvenciatartományban oldotta meg, mint például az úgynevezett „ultrahangos” porleválasztást. Ennek ellenére a köztudatba ez is mint ultrahangos eljárás vonult be. A helyes elnevezés szuperhang lett volna, mivel az itt alkalmazott intenzitások már négyzetcentiméterenként 0,001 watt felett vannak. Ez a látszólagos kis számérték a valóságban nagyon nagy energiákat jelent, mert például egy nagy hangerővel szóló hangszer négyzetcentiméterenként 0,000006, az ágyúdörej pedig négyzetcentiméterenként 0,001 watt intenzitással támadja dobhártyánkat. Akár szuperhangról, akár valóban ultrahangról van szó, a modern technika új és rendkívül széles területen alkalmazható tudománnyal gyarapodott, amely azonban, mint minden újdonság, magában rejti azt a veszélyt hogy divatossá válik. ooooooooooooooooooo Az ultrahang felhasználása a sóbányászatban A kibányászandó sótömbök határait a gazdaságos termelés érdekében célszerű előre meghatározni. A lengyel sóbányákban ezt a műveletet Maleczki Ignác akadémikus és Kostowski Waczlaw kutató vezetésével kidolgozott ultrahangmódszerrel végzik. Ennek lényege: aránylag kis frekvencián (kb. 25 kiloherten) dolgoznak és a visszavertjelek alapján tudják meghatározni a sótömb kiterjedését. A sóbányákban szerzett só tapasztalatok alapján az eljárást a márványbányákban is alkalmazni fogják. TISZTÍTÁS ultrahanggal A Vasúti Tudományos Kutató Intézet ultrahang-laboratóriumában beszélgetünk a szakemberekkel az ultrahang egyik felhasználási területéről, a tisztításról. Amit a szakember fetétől hallottunk, így foglalhatjuk össze: Számos iparágban különösen nagy problémát okoz a nem nagyméretű, de sok esetben rendkívül kényes termékek gondos, tökéletes tisztítása. A golyóscsapágy vagy a rádióalkatrész gyártásánál, az óraiparban, a csavargyártásnál fontos, de sok időt rabló művelet a zsírtalanítás, a rozsmátlanítás, a terméknek az apró fémsorjától való megtisztítása. A nagy intenzitású ultrahang alkalmazásával újabbban olyan technológiát sikerült ezen a téren kialakítani, amely nemcsak tökéletesen elvégzi, de szinte teljes mértékben automatizálja is a tisztítási folyamatot. Az ábrán vázlatosan bemutatjuk egy ilyen automatikus tisztítóberendezés elvét. A 15x9x6 centiméter élhosszúságú, dróthálóból készült kosarakban helyezik el a tisztítandó alkatrészt (golyóscsapágy, csavar, stb.), amelyet futószalag juttat el — előfürdőn keresztül — a tulajdonképpeni ultrahang-térbe. Mind az előfürdő, mind az ultrahang-tér zsírtalanító oldószert tartalmaz. A tisztítandó anyag minőségétől, az alkalmazott tisztítófolyadék kémiai összetételétől függően az ultrahangadó-berendezés vagy kisfrekvencia tartományban (másodpercenként 14 000 rezgésszám körül), vagy a nagyfrekvencia tartományban (másodpercenként egymillió rezgésszám körül) dolgozik. A futószalag sebessége szabályozható és úgy van beállítva, hogy a tisztítás azalatt megy végbe, amíg a kosár áthalad az ultrahang-téren. A tisztítás folyamán az oldószert szivattyú segítségével állandóan körforgásban tartják; a folyadék szűrő- és hűtőberendezésen keresztül halad, így biztosítják a tisztításhoz szükséges fiziko-kémiai feltételek állandóságát. A megtisztított alkatrészekkel teli kosár a futószalagon továbbhaladva gőz-szárítótérbe jut és innen már mint tisztított áru távozik. Ha már az ipari tisztítások terén az ultrahang jól bevált, önkéntelenül felmerül a gondolat, vajon a háztartási mosás vonalán nem jelenthet-e forradalmat ez az eljárás? Valóban, a sajtóban állandóan felbukkan egy-egy hír, újabb és újabb háztartási ultra- hangos mosógépekről. A legis-mertebb típus a francia Ultra-? sonique mosógép, amelyet való-jában supersoniquenak kellene nevezni, mert 16 000 másodper? cenkénti rezgésszám alatt műkö? dik. A perforált falú mosóedényt másodpercenként (elektromágnes segítségével) ezres nagyságrendű rezgéseknek teszik ki és így fél- óra alatt négy kiló ruhát mos ki. Kétségtelen, hogy magasabb rez-égésszámmal a mosás gyorsabbá és tökéletesebbé válna, azonban en- nek előállításához olyan berendezés kellene, amelyet a háztartási egyelőre nem tud megfizetni. Azt olcsó megoldásra azonban remény van. A háztartási mosás szempontjából a legkedvezőbb s frekvencia a másodpercenkénti 10 000—12 000 rezgésszám, mert Ha ultrahang-hullámok érkeznek két különböző közeg határfelületére, akkor részben áthaladnak az újabb közegbe, részben pedig visszaverődnek. Hogy egy adott esetben az energia hányadrésze fog továbbhaladni és hányadrésze verődik vissza, az elsősorban a két közeg anyagi minőségétől függ. Mennél jobban különbözik egymástól a két anyag, annál nagyobb része verődik viszsza és kevesebb megy tovább. Például szilárd anyag, fémek, stb. és levegő határfelületén a visszaverődés gyakorlatilag 100 százaléknak vehető. Az ultrahang terjedésének ezt a sajátságát jól fel lehet használni az anyagok és alkatrészek rejtett belső hibáinak kimutatására. Ha ugyanis a kérdéses tárgyba ultrahang-hullámokat sugárzunk be, az már egész vékony repedések, vagy gázhólyagok felületéről visszaverődik és nem tud továbbhaladni, így kétféleképpen ismerhető fel a hiba: vagy a tárgy két szemben fekvő oldaláról, az áthaladó ultrahang akadályozása alapján, vagy a tárgy egyik oldaláról, a visszavert hullámok segítségével. Az első esetben az áthaladt ultrahangot egyszerűen műszerrel ellenőrizhetjük, miközben a tárgyat pontról pontra végig kell tapogatni. Arra is szerkesztettek már készüléket, hogy a tárgynak egyszerre nagyobb darabját ultrahanggal mintegy „átvilágítják és az átjutott ultrahang-energia eloszlásáról kapottképet szemlélve” az esetleges hibát kirajzolódva látjuk, mint a röntgenképen. Ezek a készülékek azonban nagyon bonyolultak és drágák, és a velük való vizsgálat igen nehézkes és fárasztó. A második esetben vékonyabb anyagokat (lemezeiket) az úgynevezett álló hullámos vagy rezonanciás módszerrel lehet célszerűen vizsgálni. Ez abból áll, hogy megkeressük és megmérjük azt a rezgésszámot, amely a tárgy felülete és a szemben levő lapja közötti rétegvastagságra jellemző. Ha a tárgyban hiba van akkor ilyen módon a tárgy felülete és a hiba közötti kisebb vastagságot méri a készülék. Ebből lehet észrevenni a hiba jelenlétét. Vastag tárgyak vizsgálatára legcélszerűbb az impulzus-visszhangos készülékek használata Ugyanazon elv szerint dolgoznak, mint a radar, csak rádióhullámok helyett ultrahang-hullámokkal egy rövid ultrahang-impulzust küldünk be a tárgyba és megfigyeljük, hogy mennyi idő múlva érkezik meg a visszhangja. (Katódsugár-oszcilloszkóp ernyőjén szépen látszik egymás után a kisugárzott impulzus képe, a hibákról kapott visszhangok, és a tárgy véglapjáról érkező visszhang.) A felsorolt valamennyi vizsgálómódszer esetében az ultrahang kisugárzása és érzékelései vagy úgynevezett piezó-kvarckristályokkal vagy hasonlóan dolgozó mesterséges rezgőelemekkel, báriumtitanát kerámiákkal történik. Közös vonás az is, hogy a kristályok és a tárgy között az ultrahangot valamilyen folyadék, víz, olaj, esetleg gépzsír vezeti át. Az ultrahang-vizsgálat a röntgennel összehasonlítva általában előnyösebb, mert olcsó, veszélytelen, sokkal nagyobb anyagvastagságok vizsgálhatók és sokkal kisebb hibákat is ki lehet vele mutatni; hátránya viszont, hogy a felfedezett hiba alakját, nagyságát, súlyos vagy megengedhető voltát sokkal nehezebb megállapítani, mint a röntgennel. Itt már elérhetők azok a gyorsulások, melyekre szükség van, viszont még nem jelentkeznek azok a nagy abszorpciós hatások, amelyek a nagyobb rezgésszámú, valóban ultrahangok alkalmazása esetében a hatásfokot nagymértékben lerontják. Ezen a téren tehát még komoly fordulatnak kell bekövetkeznie, de a világszerte folyó ilyen irányú kísérletek azt mutatják, hogy a kérdést előbb vagy utóbb megoldják. Anyagvizsgálat ultrahanggal * Az ultrahangnak a gyógyászatban is nagy a jelentősége, a legkülönbözőbb betegségek esetében alkalmazható. Az ultrahang-kezelésnél másodpercenként sok százezer rezgés éri a szervezetet. Ezek a rezgések nemcsak a felszínen és a testen áthatolva helyileg fejtenek ki hatást, hanem a vegetatív idegrendszer útján az egész szervezet működését befolyásolhatják. Az ultrahangnak, többek között, vérbőséget előidéző, görcsoldó és fájdalomcsillapító hatását használják ki a gyógyászatban. Jelentős hatása van az ultrahang által kiváltott úgynevezett mikromasszázsnak, mert az ultrahang nemcsak a szöveteket, hanem külön-külön az egyes sejteket és azoknak belső állományát is megmozgatja. Az ultrahang használata a gyógyászatnak már sok területén elterjedt és a további kutatás egyre bővíti a felhasználási lehetőségeket. Az amerikai Fry professzor például agydaganatot operál ultrahanggal, anélkül, hogy az agyhártyát megnyitná. Nőgyógyászati felhasználásánál eddig bizonyos tartózkodás volt tapasztalható, amit a helytelenül értelmezett, állatkísérletek magyaráznak. Az ultrahang nőgyógyászati felhasználása terén éppen Magyarországon következett be fordulat. Kiderült, hogy megfelelő adagolással nemhogy káros, hanem rendkívül hasznos lehet az ultrahang alkalmazása nőgyógyászati megbetegedéseknél. Ezeknek az eseteknek gyógyítása azonban csak úgy válhatott való- Gyógyítás ultrahanggal Előadás a Los Angeles-i ultrahang-kongresszuson egy nagy jelentőségű magyar találmányról ra, hogy sikerült egy olyan készüléket konstruálni, amely veszély nélkül és az orvos számára hozzáférhetően teszi lehetővé a kezelés elvégzését. Míg a külföldi készülékekben az ultrahang előállításához több ezer Volt feszültség szükséges, addig az új magyar gépben 25—30 Volt elégséges, ami teljesen veszélytelen. A külföldi készülékek besugárzófejében levő kvarckristály rezgésbehozatalához a fenti magas feszültség elengedhetetlenül szükséges; ezzel szemben a magyar készülék besugárzófejében olyan rezgőtest van, amelynek meghajtásához törpe feszültség is elegendő. A magyar készülék konstrukciója lehetővé teszi a testfelszínhez idomuló sugárzófejek használatát, ami az eddiginél sokkal szélesebb körű alkalmazásra ad módot és növeli a biztonságot. Előnye még a magyar gépnek olcsósága is, amely egyrészt az alacsony feszültségből és a kvarc helyett alkalmazott bárium alapanyagú rezgőfejtől adódik. A magyar találmány hírét külföldre Karlheinz Woeber profeszszor, a Nemzetközi Ultrahang Szövetség főtitkára vitte el, aki ez év tavaszán néhány napig Budapesten tartózkodott. Az ő híradása alapján szerzett tudomást a magyar találmányról a Nemzetközi Orvosi Ultrahang Kongreszszus rendezőbizottsága is, amely a magyar feltalálókat (Kamocsay Dezső dr., nőgyógyász, Tarnóczy Tamás dr. fizikus és Greguss Pál dr. vegyész) meghívta a los angelesi kongresszusra. A feltalálók közül Kamocsay dr. tett eleget a meghívásnak. (Repülőpostán érkezett.) A Los Angeles-i Hotel Statler első emeleti kongresszusi termében telt ház előtt tartotta meg előadását Kamocsay Dezső dr. az új magyar gyógyászati ultrahangberendezésről. Utána a sajtószobában a Los Angeles-i napilapok és a távirati irodák tudósítói meginterjúvolták, de csak tudományos kérdésekről esett szó, mert a kongresszus sajtófőnöke felkérte az újságírókat, hogy tartózkodjanak politikai tárgyú kérdésektől. Másnap a helyi lapok bőven foglalkoztak a magyar találmánynyal. Kamocsay doktort meghívták New Yorkba, Washingtonba és Bostonba, hogy előadást tartson az ottani orvosoknak. A Bearch ultrahangkészülékgyár érdeklődik a törpefeszültséggel dolgozó magyar készülék iránt. Kamocsay doktornak Magyarországon való bemutatásra odaajándékoztak két filmet: az egyik Fry professzor ultrahangos agyműtétét, a másik Aldes professzor ultrahang gyógykezelési eljárását mutatja be. Az ultrahang kinyitja a garázskaput A vezető megszólaltatja a meghatározott frekvenciájú és intenzitású ultrahang-dudát, erre a garázskapu kinyílik, mivel a kapu fölött az erre a jelre érzékeny mikrofon és erősítő elektromos ajtónyitó-berendezést kapcsol. OCXJOíXXXWOOCKXXXXlOOOOOOCXXXJO*