Технической катастрофой века называют взрыв на Чернобыльской атомной электростанции
(АЭС) и вызванное им радиоактивное заражение обширных районов Украины, Белоруссии и
России. Произошло же следующее.
25 апреля 1986 г. оператор четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС начал снижать мощность реактора, чтобы поставить его на плановый осмотр и ремонт. Одновременно по указанию главного инженера он должен был провести эксперимент: проверить, сколько времени после прекращения подачи пара из реактора турбина будет вращать электрический генератор и вырабатывать ток. Такие испытания проводились здесь и раньше. Главный инженер был обязан согласовать их программу со специалистами, прежде всего с физиком АЭС. Но он этого не сделал. Так произошло первое, как будто незначительное нарушение правил.
Начав эксперимент, оператор допустил ещё ряд мелких ошибок и, кроме того, отключил систему аварийной защиты и автоматическое управление. С этого момента судьба станции стала полностью зависеть от опыта и быстроты реакции оператора.
26 апреля в 1 час 23 минуты 04 секунды персонал АЭС, выполняя программу эксперимента, прекратил подачу пара на турбину. И в этот момент в результате ранее сделанных ошибок мощность реактора за одну только секунду внезапно увеличилась в 13 раз. Последовавшая в 1 час 23 минуты 40 секунд команда начальника смены ввести стержни аварийной защиты опоздала: пар разорвал трубопроводы, прогремели два взрыва. Верхняя часть реактора оказалась разрушенной, и часть ядерного горючего была выброшена наружу. Загорелась крыша реакторного зала.
Причин аварии несколько, но главная всё же заключается в том, что руководители АЭС плохо
контролировали работу персонала станции, а он оказался недостаточно подготовленным и
проявил недопустимую беспечность, грубо нарушив служебные инструкции.
Ещё одна техническая катастрофа произошла 28 января 1986 г. на космодроме имени Джона
Кеннеди в США при запуске космического челнока «Челленджер». Операторы телевизионных
компаний разных стран вели передачу прямо с места события. Наблюдательную площадку
космодрома заполнили родственники астронавтов, представители правительства, журналисты.
При всеобщем ликовании ракета устремилась вверх, стала набирать высоту и... на глазах у
потрясённых людей внезапно превратилась в огромный огненный шар. Невольными
свидетелями гибели астронавтов стали миллионы телезрителей во всём мире. Причины столь разных технических катастроф, по сути, одинаковы: они заключаются не столько в несовершенных механизмах и приборах (которые никогда не бывают абсолютно надёжными), сколько в плохой организации их использования. Именно поэтому вписать такие катастрофы в историю техники без рассказа о действиях людей просто невозможно. СОЦИАЛЬНАЯ ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ
Лучше всего с историей техники знакомиться в музее — таком, скажем, как Политехнический музей в Москве. Он располагает старейшим не только в России, но и в Европе собранием технических приспособлений, инструментов и устройств прошлого. Здесь представлены различные виды механизмов. Например, модели пишущих машинок располагаются строго в исторической последовательности — от самых первых до современных.
Но есть, оказывается, и другая история техники, для которой главное не материальные памятники ушедших эпох, а сведения о том, кто и зачем придумывал разнообразные механизмы и инструменты, как воплощал свои замыслы, как это повлияло на жизнь людей. Что изменилось после появления, например, электрического двигателя, автомобиля, самолёта? Почему крупная машинная промышленность стала быстро развиваться сначала в Европе и США и только затем — в странах Востока? Влияет ли политический строй на работу инженеров? Таким образом, наряду с историей развития технических устройств существует история идей и деятельности людей, создающих и использующих технику, и поэтому её именуют социальной историей техники.

Исследуют атмосферу даже с помощью ракет. Пример подобной метеорологической техники — российская двухступенчатая твердотопливная неуправляемая ракета М-100Б. Первая её ступень имеет диаметр 250 мм, длину 4,1 м и работает 5 с. Вторая ступень того же диаметра длиной 1,5 м работает 4,5 с. При запуске из установки ракета закручивается со скоростью 3,5 оборота в секунду.
Отделение первой ступени происходит механически после возгорания пороха во второй ступени. Головная часть ракеты с приборами и блоками питания (батареями и аккумуляторами) на активном участке траектории (пока работает двигатель) закрыта обтекателем; на высоте 50 км он сбрасывается. Головная часть отделяется на высоте 65—70 км. Одновременно раскрывается парашют площадью около 40 м , который стабилизирует полёт на верхнем отрезке траектории свободного падения, а в плотных слоях атмосферы (ниже 50—40 км) резко замедляет скорость снижения и заставляет ракету дрейфовать в соответствии с силой и
направлением ветра.
Скорость ветра на больших (до 100 км) высотах измеряют, наблюдая с помощью наземного
радиолокатора за движением металлизированных надувных шаров, лент или стеклянных игл,
которые ракета выбрасывает по команде с Земли. Температуру атмосферы определяют
четырьмя термометрами сопротивления, сделанными из тончайшей вольфрамовой проволоки.
Действие этих приборов основано на способности металлов изменять электрическое
сопротивление в зависимости от температуры. При этом вводятся поправки, учитывающие
скорость движения ракеты, солнечное излучение, тепловую инерцию проволоки и др.
Для определения концентрации озона применяют хемилюминесцентный метод. При движении
ракеты через её бортовой проточный реактор, защищенный от света ловушками-лабиринтами, течёт воздух. Озон, взаимодействуя с поверхностью диска из пористого стекла, покрытого люминофором, вызывает его свечение, которое регистрируют чувствительные фотоприёмники В других приборах используют реакции, позволяющие измерять концентрации окислов азота и атомарного кислорода, слой которого расположен на высоте 90—100 км.
Испытывают такие ракеты на установках, моделирующих условия верхней атмосферы, и в аэродинамических трубах, где создают сверхзвуковые потоки разрежённого газа.

Воздушную среду изучают не только с Земли, но и из космоса. Со спутников следят за температурой, плотностью и химическим составом средней (10—100 км от поверхности Земли) и верхней (более 100 км) атмосферы. Самой современной аппаратурой для подобных исследований является CRISTA (Германия). Это три инфракрасных телескопа-спектрометра, которые улавливают тепловое излучение газов. Чтобы определить, как распределяются газы, проводят зондирование (сканирование) атмосферы по высоте. Три телескопа направлены под углами 162°, 180° и 198° к траектории движения спутника, так что вся воздушная среда разделяется на три полосы по 200 км шириной. Каждую полосу наблюдает один телескоп. Весь участок необходимо измерить за 1 с. На борту CRISTA (так называют и сам спутник) содержится 600 л жидкого гелия, имеющего температуру -270 °С. Он охлаждает высокочувствительные инфракрасные детекторы и оптические устройства, чтобы их собственное тепловое излучение не мешало измерениям. За 16 оборотов спутника вокруг Земли в течение суток можно получить картину распределения в атмосфере соединений углерода, азота, хлора, фтора и других элементов. Такая условная карта состоит из более чем 9 тыс. квадратов размером 200x200 км каждый.
В 60-х гг. XX в. американские спутники неожиданно начали фиксировать всплески гамма-излучения, подобные тем, что возникают при ядерных испытаниях. Но никаких испытаний там, где заметили подобные явления (над Африкой, Индонезией, океанскими просторами), быть не могло. Вскоре выяснилось, что аппаратура регистрирует не взрывы, а мощные грозы. С помощью высокочувствительных кинокамер, спектрографов и приёмников гамма-излучения, размещённых в самолёте-лаборатории, удалось заснять необычные электрические разряды — восходящие молнии в средней атмосфере. Природа этого относительно редкого явления до сих пор неясна. В среднем на 500 обычных молний приходится одна, бьющая в ионосферу, при том что в год на земном шаре происходит около 10 млрд. грозовых разрядов.

Воздушная среда вокруг нашей планеты, или атмосфера, очень сложна для изучения. Она находится в динамическом равновесии с океаном, внутренней Землёй (откуда постоянно выделяются газы и изливается магма), космосом и биосферой. Исследует механизм этого равновесия и прогнозирует изменение климата метеорология (от греч. «метеора» — «атмосферные явления» и «логос» — «учение») — наука об атмосфере. Столь серьёзную работу без специальной аппаратуры проводить невозможно: с помощью приборов определяют направление движения воздушных масс, состав газовой среды, получают данные о химических реакциях, происходящих под воздействием солнечного и космического излучений, и о многих других процессах. НЕМНОГО ИСТОРИИ
Первые метеорологические приборы появились, вероятно, очень давно. До нашего времени сохранились трактаты учёных Античного мира с описанием прибора, который указывал направление ветра (тогда считалось, что погоду во многом определяет именно ветер). Позже это устройство назвали флюгером (от голл. vleugel — «крыло»). Прибор, измеряющий скорость ветра, — анемометр (от греч. «а'немос» — «ветер» и «ме'трон» — «мера») — создали только в XVII столетии в Англии.
Идея термометра (от греч. «те'рме» — «тепло» и «ме'трон»), барометра (от греч. «ба'рос» — «тяжесть» и «ме'трон») и дождемера принадлежала итальянскому учёному Галилео Галилею. Термометр Галилей изобрёл в 1597 г. Он представлял собой стеклянный шар с
трубкой, один конец которой был погружён в воду. Изменение уровня воды в трубке
свидетельствовало о повышении или понижении температуры (о способности воздуха
расширяться при нагревании знали ещё в древности). К середине XVII в. термометры
значительно усовершенствовали: их стали наполнять спиртом и снабдили шкалой. А вот
барометр создал ученик Галилея — Эванджелиста Торричелли: он воплотил идею своего
учителя в жизнь.
КАК ИССЛЕДУЮТ АТМОСФЕРУ
В конце XX в., как и несколько столетий назад, важно знать, каковы температура воздуха,
атмосферное давление, влажность. Однако о процессах, протекающих не у поверхности Земли,
а на высоте в десятки километров, простые термометр и барометр рассказать не могут. Здесь на
помощь приходит сложная техника.
Чтобы получить подобные данные, используют радиозонды — приборы, включающие в себя
датчики температуры, влажности и давления, указатель высоты и радиопередатчики. Зонд
прикрепляют к наполненному водородом небольшому шару и запускают. Поднимаясь, он
непрерывно передаёт сведения о состоянии атмосферы на разных высотах (до 40 км и более).
Каждый год в мире отправляют в полёт около 300 тыс. таких шаров-зондов.
Для отбора проб воздуха и измерения интенсивности потоков заряженных частиц используют
большие шары-баллоны — грузоподъёмностью до 1 т. Запускают их часто с палубы корабля.
Чтобы не мешал сильный ветер, оболочку наполняют гелием в специальном контейнере — его
форма повторяет форму шара. Когда контейнер раскрывается, шар устремляется ввысь вместе с
необходимой аппаратурой. Современные технические устройства могут определять, что происходит в воздушном пространстве, и на расстоянии. Их работа строится по следующей методике. Излучатель (радиолокатор, лазер, звуковой генератор) посылает сигнал в атмосферу. Радиоволна, свет или звук отражаются от облака, дождевых капель, потоков воздуха и возвращаются обратно. При этом в зависимости от природы препятствия меняются характеристики импульса. Полученный сигнал учёные сравнивают с первоначальным и по изменениям судят о процессах, протекающих в атмосфере. Так, например, сегодня действуют три радиолокационные станции слежения за дождевыми облаками, расположенные в центральной части России (Москва, Калуга, Рязань).
Спутниковые и наземные озонометры, ведущие мониторинг (ежедневное наблюдение) озонового слоя Земли, работают по-другому — не воздействуя на воздушную среду. Они лишь фиксируют проходящее через атмосферу ультрафиолетовое излучение. Молекулы озона поглощают ультрафиолет, и по тому, насколько сильно рассеяно излучение, судят о толщине озонового щита.
И озонометры, и радиозонды, и радиолокационные станции входят в единую систему мониторинга атмосферы. В этой системе действует много приборов и устройств: они следят за радиоактивностью воздуха, измеряют количество пыли и водяного пара в нём, концентрацию озона, окислов азота, углерода, серы, углекислого газа, метана и др. Полученные данные используются в оперативном прогнозе погоды.

Внутреннее строение Земли, вещества, из которых она состоит, изучают геология и геофизика.
Эти науки не только занимаются теоретическими вопросами, например зарождением и
эволюцией органической жизни, но и решают практические задачи. Геологи и геофизики
находят залежи полезных ископаемых, оценивают их запасы, определяют, какие способы
добычи будут наименее затратными. Цели у исследователей одинаковые, а вот методы разные.
ПОЛЕВАЯ ТЕХНИКА ГЕОЛОГОВ
Понять, как устроена наша планета, помогают так называемые обнажения — места, где видны
коренные горные породы (камень, глина, песок и др.). Геологи отбирают образцы таких пород.
Главный и традиционный инструмент для выполнения операции — молоток. Не случайно
старинный девиз исследователей недр Земли — «Mente et malleo» (что в переводе с латыни означает «разумом и молотком»). Установки для бурения скважин и приборы для определения состава пород появились относительно недавно. Скважины сверлят долотами, навинченными на бурильные трубы. Рабочая поверхность долота представляет собой кольцо; поэтому, вращаясь, инструмент вырезает из породы цилиндрический образец — керн. Если двигатель подобной установки находится на поверхности, он вертит всю колонку бурильных труб (роторный способ). Двигатель, расположенный непосредственно у долота, приводится в движение либо электричеством (подаётся по кабелю), либо потоком раствора глины, который вращает турбину, соединённую с колонкой. Размолотую породу — шлам — выкачивают на поверхность промывочной жидкостью (обычно вода с глиной), а керн остаётся внутри трубы. Колонку бурильных труб периодически поднимают, чтобы сменить долото и вынуть керн. ТЕХНИКА ГЕОФИЗИКОВ
Геологические методы позволяют исследовать только верхнюю часть земной коры — ведь пробурить скважину более чем на несколько километров пока невозможно. Гораздо глубже проникнуть внутрь Земли помогает геофизика. Эта наука исследует отклонения плотности, магнитной восприимчивости, удельного электрического сопротивления, скорости распространения упругих волн, теплопроводности, радиоактивности и других физических свойств горных пород от среднего значения, т. е. аномалии земных полей.
Для глубинного (до 10 000 м) изучения крупных частей суши и океанов, разведки месторождений нефти, газа и твёрдых полезных ископаемых используют методы разведочной геофизики. Они включают в себя гравиразведку, магниторазведку, электроразведку, сейсморазведку, терморазведку, ядерную геофизику — всего свыше ста методов. Проникнуть глубоко в недра планеты больше всего помогает сейсморазведка (от греч. «сейсмо'с» — «колебание», «землетрясение») методом отражённых волн. Суть метода состоит в следующем. В скважине или на поверхности земли производят взрыв, который рождает в почве упругие волны. Такие волны бывают продольными (частицы вещества колеблются вдоль направления распространения волны) и поперечными (колеблются поперёк хода волны). При исследовании малых, порядка 10 м, глубин волны возбуждают ударами кувалды. Для глубинной сейсморазведки раньше использовали взрывчатку, ныне чаще применяют вибросейс — тяжёлую плиту, подвешенную к раме автомашины. Плиту толкает «газовый двигатель» (в цилиндре взрывается смесь пропана с воздухом), и она ударяет по земле.
Упругие волны отражаются от подземных слоев, возвращаются к поверхности, и там их фиксируют сейсмоприёмники. При этом скорость волны в первую очередь зависит от состава горной породы. В корпусе сейсмоприёмника есть сильный кольцевой магнит, в зазор которого помещена лёгкая проволочная катушка, подвешенная на пружинках. Когда отражённая волна доходит до приёмника, катушка начинает колебаться в поле магнита, и в ней возникает переменное напряжение. Изменения напряжения в точности повторяют упругие колебания почвы. С катушки сигналы передаются на сейсмостанцию. Там, где проводят исследования, расставлены сейсмоприёмники (до нескольких сот) на определённом расстоянии друг от друга. Вместе с проводами они образуют сейсмические косы (иногда приёмники связывают со станцией миниатюрные радиопередатчики). При глубинной сейсморазведке максимальное удаление приёмников от станции может достигать нескольких километров.
Современная сейсмостанция для геофизической разведки — сложный измерительный комплекс, специализированная электронно-вычислительная машина (ЭВМ), смонтированная на одном-двух автомобилях. Сейсмоприёмники улавливают скорость волны до миллионной доли метра в секунду. К каждому прибору волна приходит через некоторый промежуток времени, и многоканальный самописец на сейсмостанции вырисовывает сложную картину системы отражённых волн — сейсмический разрез. ЭВМ из всей этой путаницы линий выделяет нужные сигналы, и по ним опытный геофизик может с уверенностью сказать, на какой глубине и под каким углом положены, скажем, рудные пласты или слои, пропитанные водой.
Многоканальная запись позволяет непрерывно следить за упругими волнами разных типов и разделять их. Записывают сигналы либо на рулонную бумагу, либо на широкую магнитную ленту. Форма записи — аналоговая или цифровая. С помощью графопостроителей (плоттеров) цифровые магнитограммы можно переписать в аналоговые.
Упругие волны возникают и в результате естественных деформаций земных недр (землетрясений), приливных волн Мирового океана, движения крупных воздушных масс (циклонов и антициклонов), оползней, ветра, дождя. Для регистрации упругих волн от землетрясений в обсерваториях (их в мире свыше 200) применяют сейсмографы. Прибор представляет собой инертную массу, подвешенную на пружине в жёстком массивном корпусе. Упругие волны вызывают колебания корпуса, а инертная масса стремится остаться неподвижной. Если к инертной массе подключить записывающее устройство (например, перо, которое легко касается бумаги, намотанной на вращающийся барабан), получится сейсмограмма — запись колебаний, произошедших от землетрясений. Кроме механической записи применяют оптические и электромагнитные способы автоматической (обычно круглосуточной) регистрации сейсмических волн.
При морской сейсморазведке чаще всего используют приёмники, работающие на основе пьезоэффекта. Суть этого явления заключается в том, что на поверхности некоторых кристаллов (например, кварца) под влиянием упругой деформации возникают электрические заряды. Промышленные морские пьезоприёмники помещают в заполненный маслом плавающий шланг, который тянется за судном. Упругие волны в толще воды вызывают мощным искровым разрядом или выстрелом из газовой пушки. Морские пьезоприёмники способны улавливать волны, создающие перепад давлений в миллионные доли атмосферы. Ещё один метод современной геофизики — гравиразведка (от лат. gravis — «тяжёлый»). Он основан на очень точном измерении силы тяжести Земли, т. е. гравитационного поля планеты. Сила тяготения на поверхности создаёт ускорение g= 9,81м/с , или 981 Гал. Но Земля не однородный шар; в ней есть пустоты и области уплотнения, например залежи руды. Сила тяжести над ними оказывается либо чуть меньше, либо чуть больше среднего значения. Эти изменения регистрируют гравиметрами.
Полевые гравиметры предназначены для измерения разности между gH в наблюдаемой точке и величиной go в некоторой исходной точке. Определяют go в опорных пунктах гравиметрической сети страны, расположенных в городах и ряде крупных населенных пунктов. Чувствительный элемент гравиметра — витая кварцевая пружина (иногда система пружин) или кварцевая нить. Эталонная масса (грузик), подвешенная на такой пружине или нити, под действием силы тяжести отклоняется от положения равновесия. С помощью компенсационных устройств грузик приводят в то исходное положение, которое он занимал на опорном пункте, и по шкале отсчитывают разность между go и gH. Чувствительность современных гравиметров составляет от 0,1 до 0,01 миллигал.
В настоящее время точное распределение силы тяжести на суше и в Мировом океане получают с помощью наблюдений за траекториями движения искусственных спутников Земли. Гравитационные аномалии изменяют орбиту спутника, отклоняя её от расчётной. Эти отклонения можно измерить методом лазерной локации и по ним рассчитать величину земного ускорения в разных точках планеты.
С помощью магниторазведки изучают геомагнитное, или естественное магнитное, поле Земли. Его величина зависит от размеров и глубины залегания намагниченных объектов, например залежей железных руд. Магнитометрами (полевыми, самолётными или корабельными) измеряют абсолютную величину магнитного поля либо его относительные значения, которые сравнивают с измеренными в опорных пунктах. Характеристикой магнитного поля служит напряжённость; она измеряется в эрстедах и гаммах. Напряжённость земного поля на магнитном полюсе равна 0,65 Э, а на экваторе — 0,35 Э.
Первые приборы представляли собой намагниченную стрелку, подвешенную на упругой нити. Величину её отклонения, прямо пропорциональную напряжённости измеренного поля, определяли при помощи оптической системы. Приборы такого типа обеспечивают чувствительность до 4—5 у.
Приборы второго поколения называются феррозондовыми (от лат. ferro — «железо» и фр. sonde). Такое устройство представляет собой два стержня с обмотками, поверх которых надета измерительная катушка. Когда на обмотки подают ток, стержни намагничиваются, и в катушке возникает напряжение. Можно подобрать такую величину тока и его частоту, что поле катушки скомпенсируется геомагнитным полем в опорном пункте, и напряжение не появится. Если геомагнитное поле изменится (в другом пункте), изменится и намагниченность стержней; соответственно в катушке появится сигнал. Чувствительность феррозондовых магнитометров составляет 2—4 у.
Приборы третьего поколения, появившиеся в 60-х гг. XX столетия, используют уже квантовый эффект —
зависимость частоты электромагнитного излучения атомов вещества от внешнего магнитного поля. Существует два типа таких приборов.
Протонные магнитометры содержат сосуд с водой или керосином (в молекулах этих жидкостей много атомов водорода, ядра которых состоят из протонов). Сосуд помещён внутрь катушки. Когда на её обмотки подают ток, жидкость намагничивается: протоны выстраиваются вдоль поля катушки. Затем ток быстро выключают, и протоны начинают вращаться, как волчки, вокруг силовых линий магнитного поля Земли. Крутящиеся протоны представляют собой миниатюрные магниты; при их движении в обмотке возникает переменное напряжение, частота которого определяется величиной геомагнитного поля в данной точке. Абсолютная погрешность протонных магнитометров составляет около 1 у.
В квантовых оптических магнитометрах атомам газа энергию сообщают мощной световой вспышкой. Полученную энергию атомы отдают, излучая электромагнитные волны с частотой, прямо пропорциональной напряжённости магнитного поля. Точность этих приборов ещё выше — до 0,1 у.
Землю изучают и методами электроразведки. В результате солнечного и космического излучений, непрерывных ударов молний в землю (свыше 100 раз в секунду), химических и физических реакций, приводящих к появлению электрических зарядов в горных породах и в подземных водах, возникают природные электрические поля. Линии электропередачи, антенны теле- и радиостанций создают искусственные поля. По характеристикам электрического поля (например, по сопротивлению) исследователи научились различать горные породы и залежи металлических руд. Впервые электроразведку для поиска полезных ископаемых применили в конце XIX в. К. Барус (США) и Е И. Рагозин (Россия).
При работе методом кажущегося сопротивления в грунт вбивают два электрода и подключают их к источнику постоянного тока. Возникшее электрическое поле исследуют при помощи второй пары электродов, соединённых с вольтметром. По величине измеренного напряжения рассчитывают сопротивление данного участка земной коры; оно даёт представление о его строении.
При электромагнитной разведке на поверхности земли раскладывают кабель в виде петли и пропускают через него переменный ток. В проводящих участках коры (например, в залежах руды) он создаёт магнитное поле, по величине которого судят о размерах и положении залежей. Магнитотеллурическими (от «магнит» и лат. tellus — «Земля») методами изучают переменные электромагнитные поля Земли естественного происхождения. Магнитометры и электрические датчики принимают излучения, приходящие с глубины в несколько километров. Эти излучения дают достаточно полное представление о геологическом строении данной территории. Тепловые поля Земли, возникшие в результате сложных физических и химических процессов (например, радиоактивного распада некоторых химических элементов), исследуют тепловизорами. Их чувствительные элементы принимают инфракрасное (тепловое) излучение глубинных пород. Излучение это очень слабое, поэтому приёмники тепловизора охлаждаются жидким азотом или гелием до температуры -200—230 °С. Принятые сигналы поступают на экран телевизора или фиксируются на фотоплёнке. Распределение температур зависит от внутреннего строения планеты. Горные породы «просвечивают» электромагнитными и акустическими волнами. По двум соседним скважинам перемещают одновременно излучатель и приёмник. По тому, как залегающие между скважинами породы поглощают волны, оценивают их электрические и упругие свойства.
При радиолокационных исследованиях применяют георадары. Это устройство представляет собой радиолокатор, который «светит» внутрь Земли. Почва и горные породы поглощают радиоволны, поэтому проникают они только на глубину в несколько десятков метров. Антенна георадара излучает радиоимпульс, который отражается от плотных пород и возвращается к принимающей антенне. Скорость распространения радиоволн зависит от физических свойств горных пород и жидкостей, их насыщающих (воды, нефти). Очень удобен георадар и для инженерных нужд: он с большой точностью обнаруживает трубопроводы, кабели и подземные сооружения.
Наблюдают за естественной радиоактивностью горных пород и воздуха с помощью гамма-счётчиков и эманометров (от лат. emano — «вытекаю» и греч. «ме'трон» — «мера»). В сцинтилляционных (от лат. scintillatio — «мерцание») счётчиках под действием радиации возникают вспышки света, а фотоумножитель преобразует их в электрические сигналы, которые затем усиливаются и регистрируются. Спектрометрические гамма-счётчики позволяют узнать, какой элемент — уран или торий — был источником радиоактивного излучения.
Известно, что урановые руды содержат радий, который выделяет бесцветный газ — радон. Газ этот радиоактивен: он распадается, излучая альфа-частицы. Чтобы определить мощность месторождения урановой руды, пробу воздуха, содержащего радон, закачивают в эманометр, и прибор измеряет интенсивность альфа-излучения.
На горные породы воздействуют гамма-излучением или потоками нейтронов разных энергий. Гамма-счётчики измеряют интенсивность вторичного гамма-излучения и энергию нейтронов. С помощью нейтронных методов находят залежи соединений, содержащих водород (воду, нефть, газ), металлов и редкоземельных элементов. Гамма-методами измеряют плотность пород и определяют их элементный состав.

Уникальные свойства лазера сразу же привлекли внимание военных. Мощный световой луч можно использовать как оружие невиданной дальности и точности поражения. Есть у него лишь один, правда существенный, недостаток: в земной атмосфере свет сильно поглощается пылью, дымом и туманом. Поэтому особенно заманчивыми были перспективы применения боевых лазеров в космическом пространстве для уничтожения баллистических ракет и их боеголовок.
Мощный лазерный луч способен поражать космические цели, удалённые на тысячи километров. Свет преодолевает это расстояние за сотые доли секунды, и никакая автоматика не успевает среагировать на выстрел, вывести ракету из-под удара. Поскольку свет распространяется по прямой, для наведения лазерного оружия на цель не требуется сложных расчётов. Однако, чтобы разрушить корпус ракеты или систему её управления, требуется мощность излучения в десятки миллионов ватт. Её, по мнению исследователей, могут обеспечить химические, газовые и рентгеновские лазеры. Химические лазеры, работающие на фтористом водороде, сравнительно невелики; их могут
нести боевые спутники. Мощность непрерывного излучения таких лазеров достигает
миллионов ватт, но для надёжного поражения цели этого явно мало. А потому планировалось
использовать лучи сразу нескольких лазеров, управляемых быстродействующей системой
наведения.
Гораздо более мощное излучение дают лазеры, в которых используют соединения инертных
газов — фтористый аргон, фтористый и хлористый ксенон и некоторые другие. Эти лазеры
«выстреливают» импульсы когерентного света в ультрафиолетовом диапазоне. Возбуждают
газовую смесь высоковольтным электрическим разрядом, пучком нейтронов из ядерного
реактора или небольшим атомным взрывом. Лазер с подобной системой «накачки» вывести в
космос нельзя. Его пришлось бы строить на Земле, а лазерный луч направлять на цель при
помощи системы спутников с наводящими и фокусирующими зеркалами.
В начале 80-х гг. был испытан рентгеновский лазер с «накачкой» от ядерного взрыва.
Сообщалось, что при длительности импульса 10" с его энергия составила около 100 тыс.
джоулей. Это соответствует мощности импульса 10 Вт, или 100 ТВт. Рентгеновский лазер
сравнительно лёгок и компактен, и его можно вывести на орбиту спутника.
Рабочее вещество рентгеновского лазера — длинные цинковые стержни диаметром в доли
миллиметра, размещённые вокруг ядерного заряда. При его взрыве цинк мгновенно испаряется и превращается в горячую, сильно
возбуждённую плазму.
Всё происходит настолько быстро, что импульс вынужденного рентгеновского излучения
возникает, когда плазменный жгут успевает «распухнуть» только до 1,5 мм. В следующее
мгновение спутник, выполнивший свою задачу, погибает в пламени взрыва.
Весь этот комплекс лазерного и другого оружия, размещённого на Земле и в космосе,
разрабатывался, чтобы обезопасить страну от внезапного нападения. Однако шли годы, были подписаны договоры о сокращении стратегических вооружений. Стало ясно, что никто никого забрасывать ядерными зарядами не собирается. Огромная и невероятно дорогая система противоракетной лазерной обороны оказалась ненужной.

Когерентное излучение в диапазоне радиоволн научились получать более 100 лет назад.
Довольно быстро установили: чем короче длина волны передатчика, тем больше станций может
работать одновременно, не мешая друг другу. Уже освоены диапазоны дециметровых и
сантиметровых волн, но в эфире всё равно «очень тесно».
Свет — тоже электромагнитное излучение, как и радиоволны, но с длиной волны в
стотысячные доли сантиметра. Поэтому световая связь оказывается в сотни тысяч раз
«плотнее»: такие каналы занимают лишь малые участки диапазона. И как только появился
источник когерентного света — непрерывный луч лазера, его тут же постарались приспособить
для телефонной связи.
Первую оптическую линию связи в нашей стране «проложили» между Ленинским районом
Москвы и подмосковным городом Красногорском. Лазер стоял на одной из башен Московского
государственного университета на Ленинских (Воробьёвых) горах — в то время самой высокой
точке в столице. Связь была не очень надёжной: она работала исправно только в хорошую
погоду. Снегопад, дождь и туман «гасили» луч. Поэтому сегодня везде, где можно, оптическую
связь ведут не по открытому лучу, а по световодам — тонким стеклянным нитям, собранным в
жгуты. Световой луч, попадая в световод через его торец, распространяется по стеклянному волокну, не выходя наружу. По световоду, как угодно изогнутому и даже свёрнутому, луч послушно следует, не теряя яркости до самого конца волокна. В наши дни оптические волокна объединили весь мир. По дну океанов проложены оптические кабели из стекла более прозрачного, чем самый чистый воздух. В ближайшем будущем на оптоволоконную связь полностью перейдёт Москва. Новая сеть обеспечит бесперебойную телефонную и факсимильную связь по многим каналам одновременно через один кабель, соединит персональные компьютеры линиями электронной почты, позволит всем желающим войти в Интернет. Места в сети хватит и дозвониться можно будет куда и когда угодно.

Незаменим лазер и в хирургии. Световой луч, разрезая кровеносные сосуды, одновременно «заваривает» их, останавливая кровотечение. Разрез получается тонкий и чистый, лазер травмирует живую ткань гораздо меньше, чем скальпель, причём снижается опасность инфицирования раны. Более того, с помощью лазерного луча проводят операции, которые невозможно сделать другим инструментом. В первую очередь это операции на глазах. Лазерный «скальпель» — световой луч, сфокусированный на сетчатке (тонком слое светочувствительных клеток, выстилающих изнутри глазное дно), вводят в глаз прямо через зрачок. Меняя длительность импульса и его энергию, аккуратно «приваривают» отслоившуюся сетчатку или отрезают больные сосуды, не давая им разрастаться. Цвет излучения играет существенную роль в лазерной хирургии. Например, кровь пропускает красный свет, а поглощает синий и зелёный. Поэтому рубиновый или гелиево-неоновый лазер для «заваривания» сосудов не годится. Зато синий луч аргонового лазера мгновенно вызовет свёртывание крови, и её сгусток «запечатает» сосуд. Но красный луч можно пропустить сквозь сеть капилляров, сфокусировать на опухоли и разрушить её. Кровеносные сосуды останутся неповреждёнными. На теле человека имеется множество точек, раздражая которые стимулируют или «тормозят»
работу внутренних органов. Раньше на эти точки воздействовали, вводя в них тонкие иглы. А
сегодня с той же целью применяют лазерное излучение.
Когерентный свет сильно влияет на живые организмы. Например, обработка семян лазерным
излучением повышает их всхожесть. Растения лучше растут и развиваются, более устойчивы к
болезням, легче переносят похолодания и засуху.
Даже слабый когерентный свет, по-видимому, способен вызывать мутации (от лат. mutatio —
«изменение», «перемена») — стойкие и не всегда благоприятные для организма изменения
наследственности. Поэтому даже маломощные лазеры снабжают табличками: «Осторожно!
Лазерное излучение!».