Reaccions nuclears en bombetes i bacteris

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

La ciència té els seus propis temes prohibits, els seus propis tabús. Avui, pocs científics s'atreveixen a estudiar els biocamps, les dosis ultrabaixes, l'estructura de l'aigua…

Les zones són difícils, ennuvolades, difícils de cedir. És fàcil perdre la teva reputació aquí, essent conegut com a pseudocientífic, i no cal parlar de rebre una subvenció. En ciència, és impossible i perillós anar més enllà dels conceptes generalment acceptats, envair els dogmes. Però són els esforços dels temeraris disposats a ser diferents dels altres els que de vegades obren nous camins en el coneixement.

Hem observat més d'una vegada com, a mesura que es desenvolupa la ciència, els dogmes comencen a trontollar-se i a poc a poc adquireixen l'estatus de coneixements preliminars incomplets. Així, i més d'una vegada, va ser en biologia. Aquest va ser el cas de la física. Veiem el mateix en química. Davant els nostres ulls, la veritat del llibre de text "la composició i les propietats d'una substància no depenen dels mètodes de producció" es va esfondrar sota l'embat de la nanotecnologia. Va resultar que una substància en una nanoforma pot canviar radicalment les seves propietats; per exemple, l'or deixarà de ser un metall noble.

Avui podem afirmar que hi ha un bon nombre d'experiments, els resultats dels quals no es poden explicar des del punt de vista generalment acceptat. I la tasca de la ciència no és descartar-los, sinó cavar i intentar arribar a la veritat. La posició "això no pot ser, perquè mai pot ser" és convenient, és clar, però no pot explicar res. A més, experiments incomprensibles i inexplicables poden ser els presagis de descobriments en ciència, com ja ha passat. Un d'aquests temes candents en el sentit literal i figurat són les anomenades reaccions nuclears de baixa energia, que avui s'anomenen LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.

Vam demanar un doctor en ciències físiques i matemàtiques Stepan Nikolaevich Andreevde l'Institut de Física General. AM Prokhorov RAS per familiaritzar-nos amb l'essència del problema i amb alguns experiments científics realitzats en laboratoris russos i occidentals i publicats en revistes científiques. Experiments, els resultats dels quals encara no podem explicar.

Reactor "E-Сat" Andrea Rossi

A mitjans d'octubre de 2014, la comunitat científica mundial estava entusiasmada amb la notícia: Giuseppe Levi, professor de física de la Universitat de Bolonya, i coautors, van publicar un informe sobre els resultats de les proves del reactor E-Сat, creat per l'inventor italià Andrea Rossi.

Recordem que l'any 2011 A. Rossi va presentar al públic la instal·lació en la qual va treballar durant molts anys en col·laboració amb el físic Sergio Fokardi. El reactor, anomenat "E-Сat" (abreviatura de Energy Catalizer), estava produint una quantitat anormal d'energia. E-Сat ha estat provat per diferents grups d'investigadors durant els últims quatre anys, ja que la comunitat científica va impulsar la revisió per parells.

La prova més llarga i detallada, registrant tots els paràmetres necessaris del procés, va ser realitzada el març de 2014 pel grup de Giuseppe Levi, que incloïa experts independents com Evelyn Foski, física teòrica de l'Institut Nacional italià de Física Nuclear de Bolonya, el professor de física Hanno Essen del Royal Institute of Technology d'Estocolm i, per cert, l'antic president de la Societat Sueca d'Escèptics, així com els físics suecs Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner de la Universitat d'Uppsala. Els experts van confirmar que el dispositiu (Fig. 1), en què s'escalfava un gram de combustible a una temperatura d'uns 1400 ° C amb electricitat, produïa una quantitat anormal de calor (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Arròs. un. El reactor E-Cat d'Andrea Rossi en funcionament. L'inventor no revela com funciona el reactor. Tanmateix, se sap que dins del tub de ceràmica es col·loquen una càrrega de combustible, elements de calefacció i un termoparell. La superfície del tub està nervada per a una millor dissipació de la calor.

El reactor era un tub de ceràmica de 20 cm de llarg i 2 cm de diàmetre, dins del reactor es trobava una càrrega de combustible, elements de calefacció i un termopar, el senyal des del qual s'alimentava a la unitat de control de la calefacció. L'alimentació es va subministrar al reactor des d'una xarxa elèctrica amb una tensió de 380 volts a través de tres cables resistents a la calor, que s'escalfaven al vermell durant el funcionament del reactor. El combustible consistia principalment en pols de níquel (90%) i hidrur de liti alumini LiAlH₄(10%). Quan s'escalfa, l'hidrur d'alumini de liti es va descompondre i va alliberar hidrogen, que podria ser absorbit pel níquel i entrar en una reacció exotèrmica amb ell.

L'informe afirmava que la calor total generada pel dispositiu durant 32 dies de funcionament continu era d'uns 6 GJ. Les estimacions elementals mostren que el contingut energètic d'una pols és més de mil vegades més gran que el de, per exemple, la gasolina!

Com a resultat d'una anàlisi acurada de la composició elemental i isotòpica, els experts han establert de manera fiable que han aparegut canvis en les proporcions d'isòtops de liti i níquel en el combustible gastat. Si el contingut d'isòtops de liti en el combustible inicial coincideix amb el natural: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, llavors el contingut en el combustible gastat és ⁶Li va augmentar al 92%, i el contingut ⁷Li va disminuir al 8%. Les distorsions de la composició isotòpica del níquel eren igualment fortes. Per exemple, el contingut de níquel isòtop ⁶²Ni a la "cendra" era del 99%, tot i que només era del 4% en el combustible inicial. Els canvis detectats en la composició isotòpica i l'alliberament de calor anormalment elevat van indicar que els processos nuclears podrien haver tingut lloc al reactor. No obstant això, no es van registrar signes d'augment de la radioactivitat característic de les reaccions nuclears ni durant el funcionament del dispositiu ni després de l'aturada.

Els processos que tenien lloc al reactor no podien ser reaccions de fissió nuclear, ja que el combustible estava format per substàncies estables. També es descarten les reaccions de fusió nuclear, perquè des del punt de vista de la física nuclear moderna, la temperatura de 1400 ° C és insignificant per superar les forces de la repulsió coulombiana dels nuclis. És per això que l'ús del terme sensacional "fusió freda" per a aquests processos és un error enganyós.

Probablement, aquí ens trobem davant de manifestacions d'un nou tipus de reaccions, en les quals es produeixen transformacions col·lectives de baixa energia dels nuclis dels elements que componen el combustible. S'estima que les energies d'aquestes reaccions són de l'ordre d'1 a 10 keV per nucleó, és a dir, ocupen una posició intermèdia entre les reaccions nuclears "ordinàries" d'alta energia (energies superiors a 1 MeV per nucleó) i les reaccions químiques (energies). de l'ordre d'1 eV per àtom).

Fins ara, ningú pot explicar satisfactòriament el fenomen descrit, i les hipòtesis proposades per molts autors no resisteixen les crítiques. Per establir els mecanismes físics del nou fenomen, cal estudiar detingudament les possibles manifestacions d'aquestes reaccions nuclears de baixa energia en diversos entorns experimentals i generalitzar les dades obtingudes. A més, una quantitat significativa d'aquests fets inexplicables s'ha acumulat al llarg dels anys. Aquí només en teniu alguns.

Explosió elèctrica d'un fil de tungstè - principis del segle XX

El 1922, els empleats del Laboratori de Química de la Universitat de Chicago Clarence Irion i Gerald Wendt van publicar un article sobre l'estudi de l'explosió elèctrica d'un fil de tungstè al buit (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungstè a altes temperatures).. Journal of the American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Traducció russa: intents experimentals de dividir el tungstè a altes temperatures).

No hi ha res exòtic en una explosió elèctrica. Aquest fenomen es va descobrir ni més ni menys a finals del segle XVIII, però en la vida quotidiana l'observem constantment, quan, durant un curtcircuit, es cremen les bombetes (bombetes incandescents, és clar). Què passa en una explosió elèctrica? Si la força del corrent que flueix pel cable metàl·lic és gran, llavors el metall comença a fondre's i evaporar-se. El plasma es forma prop de la superfície del cable. L'escalfament es produeix de manera desigual: apareixen "punts calents" en llocs aleatoris del cable, en els quals s'allibera més calor, la temperatura arriba als valors màxims i es produeix una destrucció explosiva del material.

El més sorprenent d'aquesta història és que originalment els científics esperaven detectar experimentalment la descomposició del tungstè en elements químics més lleugers. En la seva intenció, Irion i Wendt es van basar en els fets següents ja coneguts en aquell moment.

En primer lloc, en l'espectre visible de la radiació del Sol i d'altres estrelles, no hi ha línies òptiques característiques que pertanyin als elements químics pesats. En segon lloc, la temperatura de la superfície del sol és d'uns 6.000 ° C. Per tant, van raonar, els àtoms d'elements pesants no poden existir a aquestes temperatures. En tercer lloc, quan un banc de condensadors es descarrega a un cable metàl·lic, la temperatura del plasma format durant una explosió elèctrica pot arribar als 20.000 ° C.

Sobre la base d'això, els científics nord-americans van suggerir que si es fa passar un corrent elèctric fort a través d'un fil prim fet d'un element químic pesat, com el tungstè, i s'escalfa a temperatures comparables a la temperatura del Sol, aleshores els nuclis de tungstè estaran en un estat inestable i es descomponen en elements més lleugers. Van preparar amb cura i van realitzar l'experiment de manera brillant, utilitzant mitjans molt senzills.

L'explosió elèctrica d'un fil de tungstè es va dur a terme en un matràs esfèric de vidre (Fig. 2), tancant-hi un condensador amb una capacitat de 0,1 microfarads, carregat a una tensió de 35 kilovolts. El cable es trobava entre dos elèctrodes de tungstè de fixació soldats al matràs des de dos costats oposats. A més, el matràs tenia un elèctrode "espectral" addicional, que servia per encendre una descàrrega de plasma en el gas format després de l'explosió elèctrica.

Arròs. 2. Diagrama de la càmera de descàrrega explosiva d'Irion i Wendt (experiment de 1922)

Cal tenir en compte alguns detalls tècnics importants de l'experiment. Durant la seva preparació, el matràs es va col·locar en un forn, on es va escalfar contínuament a 300 °C durant 15 hores, i durant aquest temps es va evacuar el gas. Juntament amb l'escalfament del matràs, es va fer passar un corrent elèctric a través del cable de tungstè, escalfant-lo a una temperatura de 2000 ° C. Després de la desgasificació, un tub de vidre que connectava el matràs amb una bomba de mercuri es va fondre amb un cremador i es va segellar. Els autors del treball van argumentar que les mesures preses van permetre mantenir una pressió extremadament baixa de gasos residuals al matràs durant 12 hores. Per tant, quan s'aplicava una tensió d'alta tensió de 50 quilovolts, no hi havia cap ruptura entre els elèctrodes "espectrals" i de fixació.

Irion i Wendt van realitzar vint-i-un experiments d'explosió elèctrica. Com a resultat de cada experiment, uns 10¹⁹ partícules d'un gas desconegut. L'anàlisi espectral va mostrar que contenia una línia característica d'heli-4. Els autors van suggerir que l'heli es forma com a resultat de la desintegració alfa del tungstè, induïda per una explosió elèctrica. Recordeu que les partícules alfa que apareixen en el procés de desintegració alfa són els nuclis d'un àtom ⁴Ell.

La publicació d'Irion i Wendt va causar una gran ressonància a la comunitat científica de l'època. El mateix Rutherford va cridar l'atenció sobre aquesta obra. Va expressar un profund dubte que el voltatge utilitzat en l'experiment (35 kV) fos prou alt perquè els electrons induïssin reaccions nuclears al metall. Volent comprovar els resultats dels científics nord-americans, Rutherford va dur a terme el seu experiment: va irradiar un objectiu de tungstè amb un feix d'electrons amb una energia de 100 keV. Rutherford no va trobar cap rastre de reaccions nuclears al tungstè, sobre el qual va fer un informe bastant contundent a la revista Nature. La comunitat científica es va posar del costat de Rutherford, el treball d'Irion i Wendt va ser reconegut com a errònia i oblidat durant molts anys.

Explosió elèctrica d'un fil de tungstè: 90 anys després

Només 90 anys més tard, un equip d'investigació rus encapçalat per Leonid Irbekovich Urutskoyev, doctor en ciències físiques i matemàtiques, va assumir la repetició dels experiments d'Irion i Wendt. Els experiments, equipats amb equips experimentals i de diagnòstic moderns, es van dur a terme al llegendari Institut de Física i Tecnologia de Sukhumi a Abkhàzia. Els físics van anomenar la seva actitud "HELIOS" en honor a la idea rector d'Irion i Wendt (Fig. 3). Una cambra d'explosió de quars es troba a la part superior de la instal·lació i està connectada a un sistema de buit: una bomba turbomolecular (de color blau). Quatre cables negres condueixen a la cambra d'explosió des del descarregador del banc de condensadors amb una capacitat de 0,1 microfarads, que es troba a l'esquerra de la instal·lació. Per a una explosió elèctrica, la bateria es va carregar fins a 35-40 kilovolts. L'equip de diagnòstic utilitzat en els experiments (no mostrat a la figura) va permetre estudiar la composició espectral de la resplendor del plasma, que es va formar durant l'explosió elèctrica del cable, així com la composició química i elemental dels productes de la seva decadència.

Arròs. 3. Així es veu la instal·lació HELIOS, en la qual el grup de L. I. Urutskoyev va investigar l'explosió d'un fil de tungstè al buit (experiment de 2012)

Els experiments del grup d'Urutskoyev van confirmar la conclusió principal del treball fa noranta anys. De fet, com a resultat de l'explosió elèctrica del tungstè, es va formar un excés d'àtoms d'heli-4 (uns 10¹⁶ partícules). Si el cable de tungstè es va substituir per un de ferro, no es va formar heli. Tingueu en compte que en els experiments amb el dispositiu HELIOS, els investigadors van registrar mil vegades menys àtoms d'heli que en els experiments d'Irion i Wendt, tot i que l'"entrada d'energia" al cable era aproximadament la mateixa. Quina és la raó d'aquesta diferència està per veure.

Durant l'explosió elèctrica, el material de filferro es va ruixar a la superfície interior de la cambra d'explosió. L'anàlisi espectromètrica de masses va mostrar que l'isòtop de tungstè-180 era deficient en aquests residus sòlids, tot i que la seva concentració en el cable original corresponia a la natural. Aquest fet també pot indicar una possible desintegració alfa del tungstè o un altre procés nuclear durant l'explosió elèctrica d'un cable (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, etc. Estudi de la composició espectral de la radiació òptica en l'explosió elèctrica de un cable de tungstè "Breus comunicacions sobre física FIAN", 2012, 7, 13–18).

Acceleració de la desintegració alfa amb un làser

Les reaccions nuclears de baixa energia inclouen alguns processos que acceleren les transformacions nuclears espontànies d'elements radioactius. A l'Institut de Física General es van obtenir resultats interessants en aquest àmbit. A. M. Prokhorov RAS al laboratori dirigit per Georgy Airatovich Shafeev, doctor en ciències físiques i matemàtiques. Els científics han descobert un efecte sorprenent: la desintegració alfa de l'urani-238 es va accelerar per radiació làser amb una intensitat màxima relativament baixa 10¹²–10¹³ W/cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Influència de la irradiació làser de nanopartícules en solucions aquoses de sal d'urani sobre l'activitat dels nuclids. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614–618).

Arròs. 4. Micrografia de nanopartícules d'or obtingudes per irradiació làser d'un objectiu d'or en una solució aquosa de sal de cesi-137 (experiment de 2011)

Així es veia l'experiment. En una cubeta amb una solució aquosa de sal d'urani UO₂Cl₂ Amb una concentració de 5-35 mg / ml, es va col·locar un objectiu d'or, que es va irradiar amb polsos làser amb una longitud d'ona de 532 nanòmetres, una durada de 150 picoseguons i una freqüència de repetició d'1 quilohertz durant una hora. En aquestes condicions, la superfície objectiu es fon parcialment i el líquid en contacte amb ella bull a l'instant. La pressió de vapor ruixa gotes d'or de mida nanomètrica des de la superfície objectiu al líquid circumdant, on es refreden i es converteixen en nanopartícules sòlides amb una mida característica de 10 nanòmetres. Aquest procés s'anomena ablació làser en líquid i s'utilitza àmpliament quan es requereix per preparar solucions col·loïdals de nanopartícules de diversos metalls.

En els experiments de Shafeev, 10¹⁵ nanopartícules d'or en 1 cm³ solució. Les propietats òptiques d'aquestes nanopartícules són radicalment diferents de les propietats d'una placa d'or massiva: no reflecteixen la llum, sinó que l'absorbeixen, i el camp electromagnètic d'una ona de llum prop de les nanopartícules es pot amplificar en un factor de 100 a 10.000 i arribar valors intraatòmics!

Els nuclis de l'urani i els seus productes de desintegració (tori, protactini), que es trobaven a prop d'aquestes nanopartícules, van ser exposats a camps electromagnètics làser amplificats multiplicats. Com a resultat, la seva radioactivitat ha canviat notablement. En particular, l'activitat gamma del tori-234 s'ha duplicat. (L'activitat gamma de les mostres abans i després de la irradiació làser es va mesurar amb un espectròmetre gamma semiconductor.) Com que el tori-234 sorgeix de la desintegració alfa de l'urani-238, un augment de la seva activitat gamma indica una desintegració alfa accelerada d'aquest isòtop d'urani.. Tingueu en compte que l'activitat gamma de l'urani-235 no va augmentar.

Científics de GPI RAS han descobert que la radiació làser pot accelerar no només la desintegració alfa, sinó també la desintegració beta d'un isòtop radioactiu. ¹³⁷El Cs és un dels components principals de les emissions radioactives i els residus. En els seus experiments, van utilitzar un làser de vapor de coure verd que funcionava en un mode de pols repetitiu amb una durada del pols de 15 nanosegons, una taxa de repetició del pols de 15 kilohertzs i una intensitat màxima de 10.⁹ W/cm²… La radiació làser va actuar sobre un objectiu d'or col·locat en una cubeta amb una solució salina aquosa ¹³⁷Cs, el contingut del qual en una solució amb un volum de 2 ml era d'aproximadament 20 picograms.

Després de dues hores d'irradiació diana, els investigadors van registrar que una solució col·loïdal amb nanopartícules d'or de 30 nm es va formar a la cubeta (Fig. 4), i l'activitat gamma del cesi-137 (i, per tant, la seva concentració a la solució) va disminuir en 75%. La vida mitjana del cesi-137 és d'uns 30 anys. Això vol dir que aquesta disminució de l'activitat, que es va obtenir en un experiment de dues hores, hauria de produir-se en condicions naturals d'aquí a uns 60 anys. Dividint 60 anys per dues hores, trobem que la taxa de desintegració va augmentar unes 260.000 vegades durant l'exposició al làser. Un augment tan gegant de la taxa de desintegració beta hauria d'haver convertit una cubeta amb una solució de cesi en una potent font de radiació gamma que acompanya la desintegració beta habitual del cesi-137. Tanmateix, en realitat això no passa. Les mesures de radiació van mostrar que l'activitat gamma de la solució salina no augmenta (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Aquest fet suggereix que sota l'acció del làser la desintegració del cesi-137 no es produeix segons l'escenari més probable (94,6%) en condicions normals amb l'emissió d'un quàntic gamma amb una energia de 662 keV, sinó d'una manera diferent: no radiativa.. Això és, presumiblement, una desintegració beta directa amb la formació d'un nucli d'un isòtop estable ¹³⁷Ba, que en condicions normals només es realitza en el 5,4% dels casos.

Encara no està clar per què es produeix aquesta redistribució de probabilitats en la reacció de la descomposició beta del cesi. Tanmateix, hi ha altres estudis independents que confirmen que la desactivació accelerada del cesi-137 és possible fins i tot en sistemes vius.

Sobre el tema: Reactor nuclear en una cèl·lula viva

Reaccions nuclears de baixa energia en sistemes vius

Durant més de vint anys, la doctora en ciències físiques i matemàtiques Alla Aleksandrovna Kornilova s'ha dedicat a la recerca de reaccions nuclears de baixa energia en objectes biològics a la Facultat de Física de la Universitat Estatal de Moscou. M. V. Lomonosov. Els objectes dels primers experiments van ser cultius de bacteris Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Es van col·locar en un medi nutritiu esgotat en ferro però que contenia la sal de manganès MnSO₄i aigua pesada D₂O. Els experiments han demostrat que aquest sistema produïa un isòtop deficient de ferro - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Descobriment experimental del fenomen de la transmutació nuclear d'isòtops de baixa energia (Mn⁵⁵a Fe⁵⁷) in growing biological cultures, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japó, 2, 687–693).

Segons els autors de l'estudi, l'isòtop ⁵⁷El Fe va aparèixer a les cèl·lules bacterianes en creixement com a resultat de la reacció ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d és el nucli d'un àtom de deuteri, format per un protó i un neutró). Un argument definitiu a favor de la hipòtesi proposada és el fet que si l'aigua pesada es substitueix per aigua lleugera o la sal de manganès s'exclou de la composició del medi nutritiu, llavors l'isòtop ⁵⁷Els bacteris Fe no es van acumular.

Després d'assegurar-se que les transformacions nuclears d'elements químics estables són possibles en cultius microbiològics, AA Kornilova va aplicar el seu mètode a la desactivació d'isòtops radioactius de llarga vida (Vysotskii VI, Kornilova AA, Transmutació d'isòtops estables i desactivació de residus radioactius en sistemes biològics en creixement). Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Aquesta vegada, Kornilova no va treballar amb monocultius de bacteris, sinó amb la superassociació de diversos tipus de microorganismes per tal d'augmentar la seva supervivència en ambients agressius. Cada grup d'aquesta comunitat s'adapta al màxim a la vida conjunta, l'assistència mútua col·lectiva i la protecció mútua. Com a resultat, la superassociació s'adapta bé a una varietat de condicions ambientals, inclosa l'augment de la radiació. La dosi màxima típica que suporten els cultius microbiològics ordinaris correspon a 30 kilorads, i les superassociacions resisteixen diversos ordres de magnitud més i la seva activitat metabòlica gairebé no es debilita.

Es van col·locar en cubetes de vidre quantitats iguals de la biomassa concentrada dels esmentats microorganismes i 10 ml d'una solució de sal de cesi-137 en aigua destil·lada. L'activitat gamma inicial de la solució va ser de 20.000 becquerels. En algunes cubetes, es van afegir, addicionalment, sals dels oligoelements vitals Ca, K i Na. Les cubetes tancades es van mantenir a 20 ° C i la seva activitat gamma es va mesurar cada set dies mitjançant un detector d'alta precisió.

Durant cent dies de l'experiment en una cèl·lula control que no contenia microorganismes, l'activitat del cesi-137 va disminuir un 0,6%. En una cubeta que conté sal de potassi, en un 1%. L'activitat va baixar més ràpidament a la cubeta que contenia, a més, la sal de calci. Aquí, l'activitat gamma ha disminuït un 24%, la qual cosa equival a una reducció de 12 vegades en la vida mitjana del cesi!

Els autors van plantejar la hipòtesi que com a resultat de l'activitat vital dels microorganismes ¹³⁷Cs es converteix en ¹³⁸Ba és un anàleg bioquímic del potassi. Si hi ha poc potassi al medi nutritiu, la transformació del cesi en bari es produeix a un ritme accelerat; si n'hi ha molt, el procés de transformació es bloqueja. El paper del calci és senzill. Per la seva presència en el medi nutritiu, la població de microorganismes creix ràpidament i, per tant, consumeix més potassi o el seu anàleg bioquímic: el bari, és a dir, empeny la transformació del cesi en bari.

Què passa amb la reproductibilitat?

La qüestió de la reproductibilitat dels experiments descrits anteriorment requereix algun aclariment. El Reactor E-Cat, captivador per la seva senzillesa, està sent replicat per centenars, si no milers, d'inventors entusiastes d'arreu del món. Fins i tot hi ha fòrums especials a Internet on els "replicadors" intercanvien experiències i demostren els seus èxits. L'inventor rus Alexander Georgievich Parkhomov ha avançat en aquesta direcció. Va aconseguir construir un generador de calor que funcionava amb una barreja de níquel en pols i hidrur d'alumini de liti, que proporciona una quantitat excessiva d'energia (AG Parkhomov, Resultats de la prova d'una nova versió de l'analògic del generador de calor d'alta temperatura Rossi. "Diari. of emerging directions of science", 2015, 8, 34–39)… Tanmateix, a diferència dels experiments de Rossi, no es van trobar distorsions de la composició isotòpica en el combustible gastat.

Els experiments sobre l'explosió elèctrica de fils de tungstè, així com sobre l'acceleració làser de la desintegració d'elements radioactius, són molt més complicats des del punt de vista tècnic i només es poden reproduir en laboratoris científics seriosos. En aquest sentit, la qüestió de la reproductibilitat d'un experiment se substitueix per la qüestió de la seva repetibilitat. Per als experiments sobre reaccions nuclears de baixa energia, una situació típica és quan, en condicions experimentals idèntiques, l'efecte és present o no. El cas és que no és possible controlar tots els paràmetres del procés, inclòs, pel que sembla, el principal, que encara no s'ha identificat. La recerca dels modes requerits és gairebé cega i triga molts mesos i fins i tot anys. Els experimentadors han hagut de canviar el diagrama esquemàtic de la configuració més d'una vegada en el procés de cerca d'un paràmetre de control: el "botó" que cal "girar" per aconseguir una repetibilitat satisfactòria. De moment, la repetibilitat en els experiments descrits anteriorment és d'un 30%, és a dir, s'obté un resultat positiu en cada tercer experiment. És molt o poc, perquè el lector ho jutgi. Una cosa és clara: sense crear un model teòric adequat dels fenòmens estudiats, és poc probable que es pugui millorar radicalment aquest paràmetre.

Intent d'interpretació

Malgrat resultats experimentals convincents que confirmen la possibilitat de transformacions nuclears d'elements químics estables, així com accelerar la desintegració de les substàncies radioactives, els mecanismes físics d'aquests processos encara són desconeguts.

El principal misteri de les reaccions nuclears de baixa energia és com els nuclis carregats positivament superen les forces repulsives quan s'apropen els uns als altres, l'anomenada barrera de Coulomb. Això sol requerir temperatures de milions de graus centígrads. És obvi que aquestes temperatures no s'assoleixen en els experiments considerats. No obstant això, hi ha una probabilitat diferent de zero que una partícula que no tingui prou energia cinètica per vèncer les forces repulsives acabi, tanmateix, a prop del nucli i entri en una reacció nuclear amb ell.

Aquest efecte, anomenat efecte túnel, és de naturalesa purament quàntica i està estretament relacionat amb el principi d'incertesa de Heisenberg. Segons aquest principi, una partícula quàntica (per exemple, el nucli d'un àtom) no pot tenir els valors exactament especificats de coordenades i moment al mateix temps. El producte de les incerteses (desviacions aleatòries inevitables del valor exacte) de la coordenada i el moment està limitat des de baix per un valor proporcional a la constant de Planck h. El mateix producte determina la probabilitat de fer un túnel a través d'una barrera potencial: com més gran és el producte de les incerteses de la coordenada i el moment de la partícula, més gran és aquesta probabilitat.

En els treballs del doctor en ciències físiques i matemàtiques, el professor Vladimir Ivanovich Manko i els seus coautors, es demostra que en determinats estats d'una partícula quàntica (els anomenats estats correlacionats coherents), el producte de les incerteses pot superar la constant de Planck. per diversos ordres de magnitud. En conseqüència, per a les partícules quàntiques en aquests estats, augmentarà la probabilitat de superar la barrera de Coulomb (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariants i evolució dels sistemes quàntics no estacionaris. "Actes de FIAN". Moscou: Nauka, 1987, v. 183, pàg. 286).

Si diversos nuclis d'elements químics diferents es troben en un estat correlacionat coherent simultàniament, en aquest cas es pot produir un cert procés col·lectiu, que condueixi a una redistribució de protons i neutrons entre ells. Com més gran sigui la probabilitat d'aquest procés, menor serà la diferència entre les energies dels estats inicial i final d'un conjunt de nuclis. És aquesta circumstància, aparentment, la que determina la posició intermèdia de les reaccions nuclears de baixa energia entre les reaccions químiques i nuclears "ordinàries".

Com es formen els estats correlacionats coherents? Què fa que els nuclis s'uneixin en conjunts i intercanviïn nucleons? Quins nuclis poden i quins no poden participar en aquest procés? Encara no hi ha respostes a aquestes i moltes altres preguntes. Els teòrics només estan donant els primers passos per resoldre aquest problema tan interessant.

Per tant, en aquesta etapa, el paper principal en l'estudi de les reaccions nuclears de baixa energia hauria de pertànyer als experimentadors i inventors. Hi ha una necessitat d'estudis experimentals i teòrics sistèmics d'aquest fenomen sorprenent, una anàlisi exhaustiva de les dades obtingudes i una àmplia discussió d'experts.

Entendre i dominar els mecanismes de les reaccions nuclears de baixa energia ens ajudarà a resoldre una varietat de problemes aplicats: la creació de centrals elèctriques autònomes barates, tecnologies altament eficients per a la descontaminació de residus nuclears i la transformació d'elements químics.