X射线汤姆孙散射在温稠密物质研究中的应用X射线汤姆孙散射在温稠密物质研究中的应用技术途径百家号1引言在惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)研究的牵引下,包括中国在内的国家建造了多个高功率驱动装置,导致了高能量密度物理(high energy density physics, HEDP)这一新兴学科的异军突起.在这个新兴的研究领域中,温稠密物质/等离子体(warm dense matter/plasma)的重要性凸现出来,成为研究的热点.在自然界中,温稠密态物质广泛地存在于大质量行星(如木星)的内核和恒星的外壳层中;在实验室中,温稠密物质存在于ICF过程中的X射线的转换区和内爆压缩的主燃料区.对温稠密物质的物态方程的准确测量将对我们直接获得X射线在温稠密物质中的输运、X射线发射、温稠密物态下的吸收谱的改变等信息有着重大意义.温稠密物质并没有公认的定义.人们普遍认为,当电子温度Te处在零点几电子伏至几十电子伏和电子数密度ne为1021—1026时,就可以认为物质处于温稠密状态下.电子温度达到几个电子伏(相当于几万摄氏度)时,物质都已成为等离子体态,同时处在温稠密状态下的物质的等效能量密度大于1011J/m-3,温稠密物态下的物质亦是高能量密度物质.温稠密物质成为研究难点的原因是来自该物质状态的两个基本性质:一是粒子之间的相互作用能接近甚至超过粒子的平均动能;二是物质中的电子是部分量子简并的,必须采用量子理论描述.采用数学语言,就要有如下条件:这里U是粒子之间的相互作用能,E是粒子的平均动能,T是物质的温度,E是物质的费米能量.图1是温稠密物质状态在密度-温度空间的分布区间.从图1可以看到,温稠密物质的温度和密度分布在Γ=1和Φ=1的两条直线的交点附近,即温度大约在10-12eV范围(1eV=11600K),电子的数密度大约在1021—1026cm-3范围.图1温稠密物质(WDM)在密度-温度空间所处的区域 (图中n为电子数密度,T为电子温度,nT为热压强,P为辐射压)温稠密物质的上述特点使其物理性质介于传统的凝聚态物质和传统的等离子体之间,因此温稠密物质是凝聚态与等离子体之间的过渡物态.由于粒子之间的强耦合以及电子的量子简并,人们以前针对凝聚态物质和等离子体发展出来的理论分析方法对温稠密物质不再适用,导致人们对温稠密物质的性质认识有很大的不确定性.以物质的状态方程(即压强与温度和密度之间的关系)为例,即使是对于铝和铜这样的常见物质,其在温稠密区的状态方程的不确定度也是非常显著的(不确定度超过60%),如图2所示.而对温稠密物质的其他性质,如粘滞、热导率、电导率、离子不同离化态在温稠密态下分布、离子细致能级的改变、发射谱结构的变化、吸收谱偏移和展宽、激波过后的物态信息、爆轰过程中物质状态和X射线辐射传输情况等,人们了解的则更少.图2两种常见物质铝和铜的状态方程的计算不确定度在质量密度-温度空间的分布在等离子体中,粒子数密度达到n≥1×1022,这将使得离子间的相互作用不能忽略,离子间相互作用将会影响离子内部的电子能级分布、能级的寿命和能级的高低,从而影响特征线的宽带和特征光子的能量.电子能级的改变导致吸收谱改变,因此温稠密态下的等离子体的不透明度与冷样品和高温稀薄样品有很大的差异,但在温稠密态下的不透明度实验进展几乎没有,现在发展起来的不透明度和发射谱的计算程序(如UTA, DCA, FLYCHK)在温稠密态下的计算结果的正确性尚需大量实验结果验证.在惯性约束聚变中,主燃料层的压缩率直接决定了聚变中点火的成败,压缩过程中的主燃料层处在温稠密态下,其状态的演化直接反映了燃料压缩过程.当压缩率低时,核燃料的面密度达不到聚变核反应持续发生的要求,聚变点火将失败.在压缩过程中,主燃料层的物质状态将从室温上升到200eV(2.3×106K)左右,质量密度从0.7g/cm33,压缩过程中需要保持等熵压缩.在恒星演化中,恒星的外壳层决定了恒星内部的低Z材料的核聚变产生的X射线能量经过辐射输运,传输到外壳层(温度在百电子伏,密度为几十g/cm3),再经过流体的对流、湍流、热传导及辐射的传输等过程,将内部产生的能量输运到恒星的表面,进而通过辐射和发射粒子等形式将能量释放.因此,对恒星的辐射输运层的物质特性的研究有助于我们将认识向恒星内部推进.目前实验室中所能采用的方法有激光打靶、飞片撞击(激波实验)、X射线自由电子激光加热等,以获得温稠密态等离子体样品.目前,采用激光打靶和自由电子激光方法制备的样品材料仍是低Z材料,主要原因是由于目前尚无可以均匀加热中高Z样品的加热源,从而获得温度均匀、样品尺度较大的温稠密样品.对低Z(Z超短脉冲激光(激光脉冲为百飞秒量级,10-13s)辐照固体靶,由于激光作用时间短,功率密度高,激发的等离子体在实验测量时间内几乎不运动,故可以得到薄层温稠密态等离子体,对此层等离子体,我们可以使用可见光或是其他可以使用的光源(如THz)辐照,从而测量其反射率、透过率以及电导率等信息.温稠密态物质的电子温度、电子密度、平均离化度等参数的获取,是研究流体模型和计算稠密态物质的演化及其他物理过程的前提和基础,X射线汤姆孙散射是主动式测量温稠密态等离子体电子温度、电子密度等参数的很好手段,通过分析样品的X射线汤姆孙散射信号光谱,即可进一步得到温稠密物质的介电函数和电导率、平均离化度等基本状态参数信息.作者仅在X射线汤姆孙散射领域对温稠密物质进行了研究,故下面以X射线汤姆孙散射为例,对温稠密物质电子温度、密度、平均离化度等参数的获得方式进行介绍.由于温稠密物质的密度高,光学波段的光子不能进入物质的内部,因此必须采用穿透能力更强的X射线作为探测束.目前,实验中一般采用光子能量为几个keV的X射线作为探测束.X射线汤姆孙散射的基本物理图像与光学汤姆孙散射是完全类似的,都是光子与电子之间的散射,只是对于温稠密物质而言,电子有束缚和非束缚两种状态,且自由电子存在量子简并,因此必须采用量子理论予以描述.本文就简要介绍近年来X射线汤姆孙散射在温稠密物质研究中的国内外进展.2 X射线汤姆孙散射原理与光学汤姆孙散射不同,人们更多采用微分散射截面来描述X射线散射:这里σ是汤姆孙散射截面,ks0s0s0是散射光子与入射光子的波矢差,称为散射差矢,S(k,ω)就是所谓的动力学形状因子,它是电子密度涨落的自相关函数.温稠密物质的温度范围为103K到105K的量级,此时原子的外壳层电子被电离,而内层电子未被电离,所以温稠密物质中既有自由电子,又有束缚电子.在一定近似条件下,动力学形状因子可将各部分电子对散射谱的贡献表示为如下形式上式中等号右边三项分别来自束缚电子以及屏蔽电子的瑞利散射,自由电子的汤姆孙散射以及束缚电子的拉曼散射.其中fI(k)是离子实束缚电子的形状因子,ρ(k)是屏蔽离子实的电子云的形状因子,SII(k,ω)是离子实的动力学形状因子,See0(k,ω)是自由电子的动力学形状因子,Sce(k,ω)是束缚电子的形状因子,S(k,ω)是离子做热运动的形状因子.离子运动的频率很低,在目前的实验条件下,现有的探测器谱仪难以分辨离子动力学形状因子的结构,所以这个动力学项SII(k,ω)可以简化为SII(k)δ(ω),这里SII(k)是离子的静态形状因子.对于低Z的温稠密物质,拉曼散射这部分(指(4)式中ZB∫Sce~s(k,ω')dω')对整体散射谱的贡献可以忽略.自由电子的动力学项ZfS0(k,ω)是实验中测量的主要内容.自由电子部分的动力学形状因子由等离子体中自由电子的介电函数决定:其中ε(k,ω)为自由电子的介电函数,由于温稠密物质中的电子存在量子简并,自由电子将不能采用玻尔兹曼分布近似,而需要严格按照费米-狄拉克分布进行计算,温稠密物质中自由电子的德拜屏蔽长度λ是一个特征长度,在此特征长度内,电子的运动表现为无规则的热运动;而在大于该特征长度时,电荷由于库仑作用的长程性而表现出集体运动模式.因此,当kλDD方程右边第一项为等离子频率,它只与电子密度有关,第二项是热效应修正,第三项则是量子修正.温稠密物质中朗缪尔波的阻尼问题很复杂,近年来这方面的研究工作也有一些进展.获得了温稠密态等离子体样品的散射信号,即可以得到样品内的自由电子的介电函数信息,介电函数直接与样品内的电导率关联,在对散射光强度等信息进行绝对测量之后,我们即可以通过测量散射谱获得样品的电导率的信息.3 X射线汤姆孙散射实验进展国际上已对实验室内的温稠密态物质样品的制备和状态诊断进行了较深入的研究.其中样品制备方式有两种:等容加热和激波加热,并发展出了参数分析的理论和模拟程序.等容加热是采用超强激光与固体高Z材料相互作用,通过高Z材料发射的硬X射线对低Z样品等容加热(X射线辐照样品,沉积在样品不同区域的能量相对均匀,此时的稀疏效应相对于激波加热非常微弱);激波加热方式是采用激光直接辐照样品表面,通过烧蚀靶材料产生激波,激波向样品内部传播时,对样品产生加热和压缩效应而获得温稠密样品.相对而言,激波加热产生的样品的密度高于样品的最初密度.等容加热方式中散射体长度和样品的热化程度比较容易控制,因此,相对于激波加热方式,此法获得的样品更容易测量到汤姆孙散射信号,而且这类样品的汤姆孙散射实验类似于测量静态像.激光直接辐照样品产生冲击波加热方式,所得到的温稠密样品的压缩区样品厚度只有几十微米,相对于等容加热所得样品的散射体积小很多,而且不可控制,这类样品的汤姆孙散射实验类似于测量动态像.因而等容加热方式的汤姆孙散射演示实验是需要首先实现的.在等容加热实验的非相干散射实验方面,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的S.H.Glenzer等人首次在OMEGA激光装置上得到了温稠密样品的散射信号,并且解析了散射光谱,获得样品的电子温度为53eV.等容加热方式制备的温稠密等离子体Be样品,样品是通过总能量为15kJ、脉冲宽度为1ns的激光辐照1μm厚的Rh,激发Rh的L带光谱(光谱能量范围是2.4—3.5keV)等容加热Be(C)样品;使用总能量为7kJ、脉宽为1ns的激光束辐照Ti膜,激发Ti的He-α线(光子能量为4.75keV)做为探针光,与样品发生散射,得到散射光谱.通过解谱程序拟合,推得样品温度密度为Te=53eV,ne=3×1023cm-3,平均离化度为Z=2.7.实验得到的散射能谱如图3所示.图3 (a)热化样品的散射谱解谱;(b)对比几种温度的对散射谱的拟合差别;(c)冷样品的散射结果由于等离子体内部的集体振荡对电子密度很敏感,前向散射对温稠密态的电子密度的诊断能更加准确.电子离子间的碰撞对电子的集体振荡有阻尼作用,而且在现在实验所可以达到的状态下阻尼效应较为明显,碰撞频率的考虑将会使得温稠密态物质的理论模型更为完善.Glenzer等人又测量到温稠密等离子体Be内的集体振荡的散射信号(相干散射),并解析散射光谱,得到样品的电子密度为ne=3×1023cm-3.样品的制备方式为等容加热方式,样品材料是Be,探测光是Cl的Ly-α线(2.96keV),散射谱如图4所示,电子温度为Te=12eV.解谱时增加温稠密样品中的电子离子碰撞效应.图4 X射线汤姆孙散射的集体散射能谱,从中可以看到朗缪尔共振峰(a)实验数据拟合图;(b)不同密度下拟合实验结果对比冲击加热样品的特点是:冲击后的样品密度高于初始状态,且高密度样品区是移动的,对这样的状态的诊断对于实际的ICF主燃料层的压缩状态的诊断更有意义.故在对等容加热方式产生温稠密样品实现汤姆孙散射之后,亟需将发泡样品压缩为固体密度样品,进行汤姆孙散射诊断,确定其状态参数,进而研究将固体密度样品压缩到超固体密度样品的汤姆孙散射实验,获得其状态参数.Kritcher等人首次使用弱激光直接辐照发泡的LiH样品,样品的初始密度为0.72g/cm3,激波经过后的样品密度达到了2.2g/cm3,压缩率达到3倍,并且样品中激波经过的区域电子温度达到2.2eV.H. J. Lee, P. Neumayer等人首次实现了通过激波加热方式获得的样品密度高于固体,并通过X射线汤姆孙散射方式分别获得集体散射峰和非集体散射峰散射谱的结果,这是首次进行的X射线汤姆孙散射对超固体密度(约3倍于固体密度)的温稠密样品的散射实验,实现了激波压缩、加热固体材料,并且获得了合适的汤姆孙散射实验数据.其实验结果如图5所示.与之前的探针光不同,这次使用的Mn的He-α线为双峰结构.与Ti的He-α线相比,能量高了2keV,对超固体密度样品的穿透力强于Ti的He-α线.实验上测到了集体和非集体的散射峰信号,前向和背向散射的解谱结果自洽.图5集体散射峰和非集体散射峰散射谱的实验结果(a)不同密度下拟合结果的比较;(b)不同电子温度下拟合结果的对比;(c)集体散射数据的拟合图;(d)锰的源谱图在国内,由中国科学技术大学和中国工程物理研究院激光聚变研究中心组成的联合研究小组也开展了这方面的物理实验和理论模拟研究.实验上采用等容加热方式产生温稠密物质.实验中的等容加热方式是采用八路主激光辐照中高Z材料(Au,Ta,Ag,Rh等),从而产生2—4keV的X射线光子,实现对样品(Be,C,B固体样品)等容加热.我们在上海神光栻激光装置上对CH样品所做的汤姆孙散射实验中,通过我们的解谱程序得到样品的电子温度为20eV左右,电子密度为2×1023cm-3.之后我们在神光栻激光装置上面对C泡沫(密度为1g/cm3)使用Ti的He-α线,并对其低能光子部分作适当屏蔽,尽量让样品不热化,以得到低温样品的散射信号.解谱拟合得到C泡沫样品的物态参数为:电子温度为2.2eV,电子数密度为1.4×1023cm-3,C的平均离化度为2.4.这两次的实验结果我们已经在撰文准备发表,我们在国内首次通过激光等离子体相互作用得到了温稠密等离子体样品,并且使用自己设计加工的探测器测量到了温稠密样品的汤姆孙散射信号;根据文献提供的理论,发展了自己的解谱程序,应用于实验结果分析,得到了合理的等离子体参数.4结束语本文回顾了中国科学技术大学等离子体物理学科点在温稠密态物质的汤姆孙散射方面的实验研究工作的主要结果.对于该项诊断技术的掌握,使我们对激光聚变等离子体的演化有了更加深入的了解,有助于我们对恒星演化等方面有更深刻的了解,对ICF聚变时的主燃料层的等离子体的演化有更深入的认识.致谢本文报告的工作是多人共同努力协作的结果.作者对以下人员的贡献表示感谢:张海鹰、韦敏习、杨国洪、杨冬、詹夏雨、黎航、王哲斌、蒋小华、丁永坤等,感谢巫顺超对我们在物态参数计算方面和激波特性等方面提供的帮助,同时感谢中国工程物理研究院激光聚变中心的制靶人员以及“神光II”装置全体运行人员.本文选自《物理》2012年第5期1.2.3.4.5.END本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。技术途径百家号最近更新：简介:各类数码产品，新潮电子产品作者最新文章相关文章牵引射线隔空取物，不再只属于科幻作品 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
牵引射线隔空取物，不再只属于科幻作品
本文作者:郑然
牵引射线这玩意一般只在科幻作品里出现，比如外星人飞碟光临地球，刷的一束光照下来，物体就顺着这束光被吸进飞碟里去了。星际迷航里就老出现牵引射线。最近，澳大利亚国立大学（Australian National University）的研究者们将这传说中的牵引射线变成了现实。
研究团队中的Andrei Rode表示，这次开发的牵引射线可以移动比细菌大上百倍的物体。而早先开发出的“光束镊子（Optical Tweezers）”已经可以将细菌大小的物体举起，
这项技术的核心是通过激光加热物体周围的空气，热空气会让目标在空心的激光射线中保持平衡。与此同时，研究人员可以通过控制目标两侧空气的温度来调整目标在激光中的位置。
研究人员表示这种射线可以将目标抬升到10米的高度——不过他们的实验室似乎没有这么高的架子，所以现在只弄到了1.5米。他们希望这种射线可以在移动那些有害物质时派上用场。
顺带一提，因为宇宙中没有任何气体，所以星迷们大概还需要多等等……
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什么叫物体运动
什么叫物体运动
宇宙中没有静止的物体。运动对于理解物质世界的重要性跟物质和能量一样。按照《面向全体美国人的科学》一书的内容安排，对运动提出的基准包含了广泛的课题，从物体的运动到振动和波动的特性。转动虽然很有趣，但是会给学生带来很大的困难，所以，不包含在本基准中。
对于理解物体的运动和反复运动的规律，基准不要求使用方程式。出于科学素养的考虑，定性的理解已经足够。对于绝大部分擅长数学的学生，方程式可以清晰地表达关系，但是，对于许多学生来讲，方程式很难学，它不仅不能使概念清晰，反而会变得晦涩难懂。例如，几乎所有的学生都能理解，如果加大作用在物体上的力，那么，力对物体运动产生的影响就变大；如果增加物体的质量，那么，力对物体运动产生的影响就会变小。但是，要他们学习a=F／m（许多老师认为它讲的是同样的道理），显然就困难得多。
对牛顿运动定律的陈述很简单。有时，教师错误地将学生能正确地背诵这三条定律作为他们理解这些定律的依据。在历史上，归纳这些运动定律花费了很长的时间，这一事实表明，它们并非是显而易见的真理，尽管一旦我们充分地理解了这些定律，它们看起来就很明显了。近年来，大量的教学研究材料显示，要学生们将力和运动的正确概念与他们个人对世界运行方式的观点联系起来，存在一定的问题。这主要有三个障碍：
1）一个基本问题涉及到古老的概念。这个概念认为持续的运动需要持续的力。相反的概念是，作用力会改变物体的运动。这就是说，某种运动的物体，在没有受到外力作用时，将一直保持直线运动，而不会减慢下来。这似乎与我们看到的情况背道而驰。
2）对运动的描述的局限性，可能会阻碍学生们对力的学习效果。各年龄段的学生都习惯于只考虑物体是静止还是运动。所以，首要的任务是要帮助学生们将运动分类：匀速运动、加速运动和减速运动。例如：落体应该描述为越落越快，而不仅仅是降落。正如前面指出的那样，牛顿第二运动定律所表达的基本概念并不难掌握，但是，要学生理解力和加速度这两个词的含义却颇费周折。这两个词在日常用语中有许多含义，将它们专门使用在科学中就会出现混淆。
3）像惯性一样，作用力等于反作用力的原理也与直觉相抵触。要是说一本书对桌子有压力，这很容易理解，但是反过来说，桌子以相同的力向上推（你一拿起书，力即刻消失），似乎令人难以置信。
关于运动和力要学些什么？远在接触这些定律以前，学生们首先应该利用大量的经验来塑造有关运动和力的直觉。当物体表面变得更富有弹性或者阻力更小时会发生什么情况？有关这方面的实验和讨论特别有益。
只是定性地描述振动，不会带来什么特殊问题。只是在英语中speed这个词既表示频率，又表示速度，有时会造成混乱。一根吉它弦振动得是快（每秒前后移1000多次）还是慢（每小时大约只有15英里）？同样，地球的自转是慢（每天一次）还是快（在赤道，每小时1000英里）？在整个有关运动的内容里，振动是能够介绍频率和振幅这两个概念的最好的部分，因为学生可以直接体验许多有关振动系统的例子，他们很容易将振动看作物体运动的一种普通方式，而将频率看做对这一运动的测量。
然而，波动具有更大的挑战性。孩子们由于玩水的经验而熟悉波动。水面波提供了波的标准形象，绳子或弹簧也可以用来演示某些波的特性。即使没有上过正规的学校，青年人也应知道存在许多不同类型的波，如无线电波、X射线、雷达波、微波、声波、紫外线辐射等等。但是，他们可能并不知道这些东西是什么，它们彼此之间有何联系，它们与运动有什么关系，或者说在何种意义上波才能称之为波。
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汽车 摩擦力和牵引力什么关系?牵引力是汽车从后面往前推的力?汽车怎么可能往前推的呢?喷气战斗机还说的过去,汽车怎么能从后推呢?不就是轮子转起来,在通过摩擦力运动的?怎么产生的牵引力来呢?到底什么是牵引力,搞不懂汽车啊
牵引力实际上是发动机带动车轮转动,然后地面对车轮有向前的摩擦力.在这种题目里,牵引力是指汽车的动力,摩擦力是指阻碍汽车运动的力,这么直接说牵引力、摩擦力,几乎是约定俗成,如果严格的说,太麻烦了.
其他补充解答：
：车子匀速直线运动，二力平衡，牵引力=摩擦力;
若上坡，摩擦力用W无用功 算，W无=W总-W有，f=W无÷s。
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这个阻力得分静摩擦力和动摩擦力,静摩擦力的话就和牵引力有关,牵引力越大,静摩擦力越大.动摩擦力与水平牵引力没有关系如果牵引力是水平的,那么牵引力与动摩擦力无关,阻力是个恒定值如果牵引力不是水平的,那么就跟牵引力的竖直分量有关.改变摩擦力,这个摩擦力是静摩擦力,既然是静摩擦力,那么就是说物体不懂,如果存在牵引力,势必会在
直线运动分为匀速直线运动、变速直线运动.如果是匀速直线运动,牵引力与摩擦力相等,则汽车的加速度a=0；如果是变速直线运动,当汽车做变加速直线运动时,牵引力大于摩擦力,即a>0,做变减速运动时,牵引力大于摩擦力,即a
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汽车受重力、支持力、牵引力及阻力；阻力大小F阻=800N+200N=1000N；因汽车匀速行驶，故牵引力F=F阻=1000N；竖直向上，重力与支持力为平衡力，即F支=G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N；答：汽车发动机的牵引力为1000N； 地面对汽车的支持力为5×104N．
& 再问： 看不懂。 再答： & 再答： 那我告诉你结果好了，再问： 我要过程吖， 再答： 我写了，可你不懂啊再问： 你发过来我就看得懂，拜托了， 再答： 我发了啊再问： 问题是，只看到一般，再问： 半 再答： 好吧 再答： & 再答： & 再答： 能看到全部么再问： 看到了，谢
汽车在水平面上运动,大致受2个力,牵引力,摩擦力（包括空气阻力等）,两者大小相等,方向相反,就会按照原来的运动状态（静止或一定速度）运动.汽车的牵引力由发动机产生,通过燃烧汽油,使活塞进行上下往复运动,利用曲轴,传动轴,减速器等机构传动到轮子上（一般在前轮）,轮子与地面产生静摩擦驱动汽车前行,所以发动机又是内燃机,把化
匀速行驶时的牵引力与摩擦力是相同的,即为100N,理论上,非静止摩擦力与车的重量和摩擦系数有关,而车的重量和摩擦系数恒定,所以非静止摩擦力也保持恒定不变,即也还是100N.当牵引力增加到200N时,其中100N用来平衡摩擦力,另外100N用来加速,即会产生加速度.
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1根据二力平衡可知匀速运动时收到合外力为0,所以牵引力等于摩擦力等于1500N,骑车牵引力变为1800N但是路面,轮胎粗糙程度不变即摩擦因数不变,压力也不变,所以摩擦力不变,只不过汽车做加速运动多出的力用来提供加速度
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重力和支持力是肯定有的 摩擦力和牵引力也是有的,因为运动的物体是汽车,如果没有摩擦力的话,就不能给人以牵引力,人就不能跟随汽车同时运动.
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F=f,因为汽车没有推动,静摩擦力和推力是大小相同的! 再问： 可不可能F小于f呢。 再答： 不可能的，汽车水平方向只受到推力和摩擦力，如果两个力不相等，汽车就不能保持静止。您所在位置： &
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射线管道爬行器使用说明书.doc 6页
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射线管道爬行器使用说明书
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射线管道爬行器使用说明书
射线管道爬行器是在管道敷设工程中对管道对接焊缝进行全向X光片拍摄的设备。用一个牵引小车将周向X射线探伤机带入管道内部，当射线机的射线发射窗口对准焊缝位置时，通过遥控，使射线机按照设定的曝光电压和曝光时间对管道对接焊缝进行曝光。由于采用周向Ｘ射线探伤机在管道内部中心曝光，焦距短、单壁投影，一次曝光即可完成整道焊口的曝光，同定向射线机
在外部双壁投影的方法相比，工作效率能够提高几十倍。爬行器在管道内部的运动，由管道外部的指令源或无线电控制箱进行控制，以完成前进、后退、停止、曝光等动作。
2???????? 控制方法
X射线管道爬行器必须由操作人员在外部进行控制，TSC系列管道Ｘ射线管道爬行器可以用同位素指令源进行控制，也可以用无线电的方法控制，两种控制方法各有利弊。
2.1????? 同位素指令源控制
操作人员手持一个100毫居以下的放射源对准管道需要控制的位置，爬行器上有一个射线传感器，当射线传感器接收到指令源发出的信号以后，按照指令源控制时间的长短进行前进、后退、曝光等一些列操作。
2.1.1??????? 同位素指令源控制的优点：
电路相对简单、成本低。
容易维护。
操作方便、不受现场焊接的影响。
2.1.2??????? 同位素指令源控制的缺点：
设备购置手续繁琐，购买指令源需要省级以上环保部门开具的准购证原件，并且要付费（费用各省、市、自治区有所差别）。
使用单位必须要有同位素使用许可证、辐射安全许可证，购买时还要签订放射源回收合同，购买后必须要有专门的具有红外和监视器等保安设施以及双门双锁的放射源库存放。
异地使用必须备案，指令源到外省市使用的需要先向使用地环保部门备案，经备案后到移出地环保部门备案，异地实用活动结束后，同样到两地的环保部门注销备案，费用不菲。
使用现场必须要有防护标志，设置隔离带。
山区或坡段使用时由于爬行器的惯性运动不能准确定位，容易导致半黑半白的废片。
2.2????? 无线电控制
操作人员在管道的一端操作一个无线电控制箱，直接按动控制箱上的按钮控制爬行器的运行。
2.2.1????? 无线电控制的优点：
操作方便、直观，爬行器的运行状态直接显示到触摸屏上，一眼就可以看出是在前进还是在曝光等状态。
各项参数可随时调整，可随时改变曝光时间。
定位准确，焊缝（也就是停机位置）可以从显示屏上看到，不会出现白片现象，节省胶片。
购买、保管、异地使用不需要繁琐的手续。
2.2.2????? 无线电控制的缺点：
电路复杂、成本高。
受现场焊接条件的影响，焊接时不能在焊接的一端操作爬行器。
3???????? 主要特点：
TSC系列通用Ｘ射线管道爬行器是多年来根据现场施工经验逐步完善的结晶，历经十几年的逐步改进，特点显著：
无线电控制与同位素指令源控制两种控制方法通用。不需要改动控制程序，可以采用任何一种控制方法控制，可根据检测单位的具体情况选择使用。
高压可调，曝光时间短，黑度均匀。可以选择合适的曝光电压和曝光时间使得拍出的底片具有较高的清晰度，传统设备只有一个高压输出，只能用曝光时间来调节；另外，电池刚充完电的电压是138伏，快用完时的电压是118伏，这样高的电压差使得拍出的底片开始的黑，最后的白，我们的爬行器有恒压装置，自始至终拍出的底片都是一样的黑度。
无线电控制无环境污染及人身损害。省掉了去环保局办理手续以及异地使用备案的费用。
充电一次的曝光口数是传统爬行器的一倍以上。传统爬行器的射线机是采用改变高压包初次级变比的方法来提高高压输出，单纯的改变变比提高高压是有限的，一般300KV的射线机输出的实际高压在250KV左右，这就不得不靠增加曝光时间来解决，于是电能都消耗掉了，我们采用专用的开关电源供电，能够输出足额的高压，曝光时间大大缩短。
定位准确，无半白半黑的废片出现。指令源定位由于看不见摸不着，受环境的影响较大，管道内有杂物、泥泞或者坡段，同位素指令源很难准确定位，一般指令源定位黑、白片的出现几率在百分之三，第二天不得不用定向单机再去补片，费时费力；无线电控制由于采用摄像头能看到焊缝，所见即所得，确保无黑白片出现。
故障自诊断功能。爬行器在运行过程中遇有传感器损坏、预障碍、电量不够等特殊情况时能够自动回退。
元器件可靠。所有元器件均采用工业品，控制按钮采用触摸屏，软件可随时免费升级。
维修方便。比如一旦射线机损坏，其他厂家的射线机因为是专门绕制的高压包只能返厂维修，我们的射线机是通用的，全国任何一个中等城市都有，就地就可以解决。
采用分体结构。最长的部分不超过1300毫米，组装、运输方便。
4???????? 主要技术参数：
?TSC-1605型TSC-2005型TSC-2505型TSC-3005型适用管道内径 ￠ 210-380 mm￠377-720 m
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