Mga reaksyong nuklear sa mga bombilya at bakterya

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang agham ay may sariling mga bawal na paksa, sariling bawal. Ngayon, ilang mga siyentipiko ang nangahas na pag-aralan ang mga biofield, mga ultra-mababang dosis, ang istraktura ng tubig …

Ang mga lugar ay mahirap, maulap, mahirap pagbigyan. Madaling mawala ang iyong reputasyon dito, na kilala bilang isang pseudo-scientist, at hindi na kailangang pag-usapan ang tungkol sa pagtanggap ng grant. Sa agham, imposible at mapanganib na lumampas sa karaniwang tinatanggap na mga konsepto, upang makapasok sa mga dogma. Ngunit ang mga pagsisikap ng mga daredevil na handang maging iba sa lahat ang minsan ay nagbibigay ng mga bagong landas sa kaalaman.

Napagmasdan natin nang higit sa isang beses kung paano, habang umuunlad ang agham, ang mga dogma ay nagsisimulang sumuray-suray at unti-unting nakuha ang katayuan ng hindi kumpleto, paunang kaalaman. Kaya, at higit sa isang beses, ito ay nasa biology. Ito ang kaso sa pisika. Pareho tayo ng nakikita sa chemistry. Sa harap ng aming mga mata, ang katotohanan mula sa aklat-aralin "ang komposisyon at mga katangian ng isang sangkap ay hindi nakasalalay sa mga pamamaraan ng paggawa nito" ay bumagsak sa ilalim ng mabangis na pagsalakay ng nanotechnology. Ito ay lumabas na ang isang sangkap sa isang nanoform ay maaaring radikal na baguhin ang mga katangian nito - halimbawa, ang ginto ay titigil na maging isang marangal na metal.

Ngayon ay maaari nating sabihin na mayroong isang patas na bilang ng mga eksperimento, ang mga resulta nito ay hindi maipaliwanag mula sa pananaw ng pangkalahatang tinatanggap na mga pananaw. At ang gawain ng agham ay hindi upang bale-walain ang mga ito, ngunit upang maghukay at subukang makarating sa katotohanan. Ang posisyon na "ito ay hindi maaaring, dahil hindi ito maaaring maging" ay maginhawa, siyempre, ngunit hindi nito maipaliwanag ang anuman. Bukod dito, ang hindi maintindihan, hindi maipaliwanag na mga eksperimento ay maaaring maging mga harbinger ng mga pagtuklas sa agham, tulad ng nangyari na. Isa sa mga mainit na paksa sa literal at matalinghagang kahulugan ay ang tinatawag na low-energy nuclear reactions, na ngayon ay tinatawag na LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.

Humingi kami ng doktor ng physical at mathematical sciences Stepan Nikolaevich Andreevmula sa Institute of General Physics. AM Prokhorov RAS upang ipaalam sa amin ang kakanyahan ng problema at sa ilang mga pang-agham na eksperimento na isinagawa sa mga laboratoryo ng Russia at Western at inilathala sa mga journal na pang-agham. Mga eksperimento, ang mga resulta na hindi pa natin maipaliwanag.

Reactor "E-Сat" Andrea Rossi

Noong kalagitnaan ng Oktubre 2014, ang pamayanang siyentipiko sa mundo ay nasasabik sa balita - isang ulat ang inilabas ni Giuseppe Levi, propesor ng pisika sa Unibersidad ng Bologna, at mga kapwa may-akda sa mga resulta ng pagsubok sa E-Сat reactor, na nilikha ng ang Italyano na imbentor na si Andrea Rossi.

Alalahanin na noong 2011 ipinakita ni A. Rossi sa publiko ang pag-install kung saan siya nagtrabaho nang maraming taon sa pakikipagtulungan sa pisisista na si Sergio Fokardi. Ang reactor, na pinangalanang "E-Сat" (maikli para sa Energy Catalizer), ay gumagawa ng abnormal na dami ng enerhiya. Ang E-Сat ay sinubukan ng iba't ibang grupo ng mga mananaliksik sa nakalipas na apat na taon habang ang siyentipikong komunidad ay nagtulak para sa peer review.

Ang pinakamahaba at pinakadetalyadong pagsubok, na nagtatala ng lahat ng kinakailangang mga parameter ng proseso, ay isinagawa noong Marso 2014 ng grupo ni Giuseppe Levi, na kinabibilangan ng mga independiyenteng eksperto tulad ni Evelyn Foski, theoretical physicist mula sa Italian National Institute of Nuclear Physics sa Bologna, propesor ng pisika na si Hanno Essen mula sa Royal Institute of Technology sa Stockholm at, sa pamamagitan ng paraan, ang dating chairman ng Swedish Society of Skeptics, pati na rin ang Swedish physicists na sina Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner mula sa Uppsala University. Kinumpirma ng mga eksperto na ang aparato (Larawan 1), kung saan ang isang gramo ng gasolina ay pinainit sa temperatura na humigit-kumulang 1400 ° C gamit ang kuryente, ay gumawa ng abnormal na dami ng init (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

kanin. isa. Ang E-Cat reactor ni Andrea Rossi sa trabaho. Hindi isiniwalat ng imbentor kung paano gumagana ang reactor. Gayunpaman, alam na ang isang singil sa gasolina, mga elemento ng pag-init at isang thermocouple ay inilalagay sa loob ng ceramic tube. Ang ibabaw ng tubo ay may ribed para sa mas mahusay na pag-aalis ng init.

Ang reaktor ay isang ceramic tube na 20 cm ang haba at 2 cm ang lapad. Ang isang fuel charge, mga elemento ng pag-init at isang thermocouple ay matatagpuan sa loob ng reactor, ang signal mula sa kung saan ay ipinakain sa heating control unit. Ang kapangyarihan ay ibinibigay sa reaktor mula sa isang de-koryenteng network na may boltahe na 380 volts sa pamamagitan ng tatlong mga wire na lumalaban sa init, na pinainit nang mainit sa panahon ng pagpapatakbo ng reaktor. Ang gasolina ay pangunahing binubuo ng nickel powder (90%) at lithium aluminum hydride LiAlH₄(10%). Kapag pinainit, ang lithium aluminum hydride ay nabubulok at naglabas ng hydrogen, na maaaring masipsip ng nickel at pumasok sa isang exothermic na reaksyon dito.

Nakasaad sa ulat na ang kabuuang init na nabuo ng device sa loob ng 32 araw ng tuluy-tuloy na operasyon ay humigit-kumulang 6 GJ. Ang mga pagtatantya sa elementarya ay nagpapakita na ang nilalaman ng enerhiya ng isang pulbos ay higit sa isang libong beses na mas mataas kaysa sa, halimbawa, gasolina!

Bilang resulta ng maingat na pagsusuri ng elemental at isotopic na komposisyon, mapagkakatiwalaan na itinatag ng mga eksperto na ang mga pagbabago sa mga ratio ng lithium at nickel isotopes ay lumitaw sa ginastos na gasolina. Kung ang nilalaman ng lithium isotopes sa paunang gasolina ay kasabay ng natural: ⁶Li - 7.5%, ⁷Li - 92.5%, kung gayon ang nilalaman sa ginastos na gasolina ay ⁶Li tumaas sa 92%, at ang nilalaman ⁷Bumaba ang Li sa 8%. Ang mga pagbaluktot ng isotopic na komposisyon para sa nickel ay pantay na malakas. Halimbawa, ang nilalaman ng isotope nickel ⁶²Ni sa "abo" ay 99%, bagaman ito ay 4% lamang sa paunang gasolina. Ang mga nakitang pagbabago sa isotopic na komposisyon at anomalyang mataas na paglabas ng init ay nagpapahiwatig na ang mga prosesong nuklear ay maaaring naganap sa reaktor. Gayunpaman, walang mga palatandaan ng pagtaas ng radioactivity na katangian ng mga reaksyong nuklear ang naitala alinman sa panahon ng pagpapatakbo ng aparato o pagkatapos na ito ay tumigil.

Ang mga prosesong nagaganap sa reaktor ay hindi maaaring mga reaksyon ng nuclear fission, dahil ang gasolina ay binubuo ng mga matatag na sangkap. Ang mga reaksyon ng pagsasanib ng nuklear ay pinasiyahan din, dahil mula sa punto ng view ng modernong nuclear physics, ang temperatura ng 1400 ° C ay bale-wala upang madaig ang mga puwersa ng Coulomb repulsion ng nuclei. Kaya naman ang paggamit ng kahindik-hindik na terminong "cold fusion" para sa mga ganitong proseso ay isang maling pagkakamali.

Marahil, narito tayo ay nahaharap sa mga pagpapakita ng isang bagong uri ng mga reaksyon, kung saan ang kolektibong mababang-enerhiya na mga pagbabagong-anyo ng nuclei ng mga elemento na bumubuo sa gasolina ay nagaganap. Ang mga enerhiya ng naturang mga reaksyon ay tinatantya na nasa pagkakasunud-sunod ng 1-10 keV bawat nucleon, iyon ay, sila ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng "ordinaryong" high-energy nuclear reactions (energy na higit sa 1 MeV bawat nucleon) at mga kemikal na reaksyon (energy). ng pagkakasunud-sunod ng 1 eV bawat atom).

Sa ngayon, walang sinuman ang maaaring makapagpaliwanag nang kasiya-siya sa inilarawang kababalaghan, at ang mga hypotheses na iniharap ng maraming mga may-akda ay hindi naninindigan sa pagpuna. Upang maitatag ang mga pisikal na mekanismo ng bagong kababalaghan, kinakailangan na maingat na pag-aralan ang mga posibleng pagpapakita ng gayong mababang-enerhiya na mga reaksyong nuklear sa iba't ibang mga setting ng eksperimentong at upang gawing pangkalahatan ang data na nakuha. Bukod dito, isang malaking halaga ng mga hindi maipaliwanag na katotohanan ang naipon sa paglipas ng mga taon. Narito ang ilan lamang sa kanila.

Electric na pagsabog ng isang tungsten wire - unang bahagi ng ika-20 siglo

Noong 1922, ang mga empleyado ng Chemical Laboratory ng University of Chicago Clarence Irion at Gerald Wendt ay naglathala ng isang papel sa pag-aaral ng electric explosion ng isang tungsten wire sa isang vacuum (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungsten at High Temperatures. Journal ng American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Pagsasalin sa Ruso: Mga pagsubok na pang-eksperimentong hatiin ang tungsten sa mataas na temperatura).

Walang kakaiba sa isang electric explosion. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay natuklasan ng hindi hihigit o mas kaunti sa pagtatapos ng ika-18 siglo, ngunit sa pang-araw-araw na buhay ay palagi nating sinusunod ito, kapag, sa panahon ng isang maikling circuit, ang mga bombilya ay nasusunog (mga maliwanag na bombilya, siyempre). Ano ang nangyayari sa isang electric explosion? Kung ang lakas ng kasalukuyang dumadaloy sa metal wire ay malaki, pagkatapos ay ang metal ay magsisimulang matunaw at sumingaw. Nabubuo ang plasma malapit sa ibabaw ng kawad. Ang pag-init ay nangyayari nang hindi pantay: "mga hot spot" ay lumilitaw sa mga random na lugar ng wire, kung saan mas maraming init ang inilabas, ang temperatura ay umabot sa mga peak na halaga, at ang isang paputok na pagkasira ng materyal ay nangyayari.

Ang pinaka-kapansin-pansin na bagay tungkol sa kuwentong ito ay ang orihinal na inaasahan ng mga siyentipiko na eksperimento na makita ang pagkabulok ng tungsten sa mas magaan na elemento ng kemikal. Sa kanilang intensyon, umasa sina Irion at Wendt sa mga sumusunod na katotohanang alam na noong panahong iyon.

Una, sa nakikitang spectrum ng radiation mula sa Araw at iba pang mga bituin, walang mga katangiang optical lines na kabilang sa mabibigat na elemento ng kemikal. Pangalawa, ang temperatura ng ibabaw ng araw ay humigit-kumulang 6,000 ° C. Samakatuwid, ang kanilang katwiran, ang mga atomo ng mabibigat na elemento ay hindi maaaring umiral sa gayong mga temperatura. Pangatlo, kapag ang isang capacitor bank ay pinalabas sa isang metal wire, ang temperatura ng plasma na nabuo sa panahon ng isang electric explosion ay maaaring umabot sa 20,000 ° C.

Batay dito, iminungkahi ng mga Amerikanong siyentipiko na kung ang isang malakas na agos ng kuryente ay dumaan sa isang manipis na kawad na gawa sa isang mabibigat na elemento ng kemikal, tulad ng tungsten, at pinainit sa mga temperatura na maihahambing sa temperatura ng Araw, kung gayon ang tungsten nuclei ay nasa isang hindi matatag na estado at nabubulok sa mas magaan na mga elemento. Maingat nilang inihanda at mahusay na isinagawa ang eksperimento, gamit ang napakasimpleng paraan.

Ang electric explosion ng isang tungsten wire ay isinasagawa sa isang glass spherical flask (Fig. 2), na isinasara dito ang isang kapasitor na may kapasidad na 0.1 microfarads, na sinisingil sa isang boltahe na 35 kilovolts. Ang wire ay matatagpuan sa pagitan ng dalawang pangkabit na tungsten electrodes na ibinebenta sa flask mula sa dalawang magkabilang panig. Bilang karagdagan, ang flask ay may karagdagang "spectral" na elektrod, na nagsilbi upang mag-apoy ng plasma discharge sa gas na nabuo pagkatapos ng electric explosion.

kanin. 2. Diagram ng discharge-explosive chamber ng Irion at Wendt (eksperimento noong 1922)

Dapat tandaan ang ilang mahahalagang teknikal na detalye ng eksperimento. Sa panahon ng paghahanda nito, ang flask ay inilagay sa isang oven, kung saan ito ay patuloy na pinainit sa 300 ° C sa loob ng 15 oras, at sa panahong ito ang gas ay inilikas mula dito. Kasabay ng pag-init ng flask, ang isang electric current ay dumaan sa tungsten wire, pinainit ito sa temperatura na 2000 ° C. Pagkatapos mag-degassing, ang isang glass tube na nagkokonekta sa flask na may mercury pump ay natunaw gamit ang isang burner at tinatakan. Ang mga may-akda ng trabaho ay nagtalo na ang mga hakbang na ginawa ay naging posible upang mapanatili ang isang napakababang presyon ng mga natitirang gas sa flask sa loob ng 12 oras. Samakatuwid, kapag ang isang mataas na boltahe na boltahe na 50 kilovolts ay inilapat, walang breakdown sa pagitan ng "spectral" at ang pag-aayos ng mga electrodes.

Nagsagawa sina Irion at Wendt ng dalawampu't isang eksperimento sa pagsabog ng kuryente. Bilang resulta ng bawat eksperimento, humigit-kumulang 10¹⁹ mga particle ng hindi kilalang gas. Ang spectral analysis ay nagpakita na ito ay naglalaman ng isang katangian na linya ng helium-4. Iminungkahi ng mga may-akda na ang helium ay nabuo bilang isang resulta ng pagkabulok ng alpha ng tungsten, na dulot ng isang pagsabog ng kuryente. Alalahanin na ang mga particle ng alpha na lumilitaw sa proseso ng pagkabulok ng alpha ay ang nuclei ng isang atom ⁴Siya.

Ang paglalathala ng Irion at Wendt ay nagdulot ng isang mahusay na taginting sa komunidad na pang-agham noong panahong iyon. Si Rutherford mismo ang nagbigay-pansin sa gawaing ito. Nagpahayag siya ng malalim na pag-aalinlangan na ang boltahe na ginamit sa eksperimento (35 kV) ay sapat na mataas para sa mga electron na mag-udyok ng mga reaksyong nuklear sa metal. Nais na suriin ang mga resulta ng mga Amerikanong siyentipiko, isinagawa ni Rutherford ang kanyang eksperimento - nag-irradiated siya ng isang target na tungsten na may isang electron beam na may enerhiya na 100 keV. Si Rutherford ay hindi nakahanap ng anumang mga bakas ng mga reaksyong nuklear sa tungsten, tungkol sa kung saan siya ay gumawa ng isang medyo matalim na ulat sa journal Nature. Ang pang-agham na komunidad ay pumanig kay Rutherford, ang gawain nina Irion at Wendt ay kinilala bilang mali at nakalimutan sa loob ng maraming taon.

Electric na pagsabog ng isang tungsten wire: 90 taon mamaya

Pagkalipas lamang ng 90 taon, ang isang pangkat ng pananaliksik sa Russia na pinamumunuan ni Leonid Irbekovich Urutskoyev, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, ay kinuha ang pag-uulit ng mga eksperimento ng Irion at Wendt. Ang mga eksperimento, na nilagyan ng modernong kagamitang pang-eksperimento at diagnostic, ay isinagawa sa maalamat na Sukhumi Physics and Technology Institute sa Abkhazia. Pinangalanan ng mga physicist ang kanilang saloobin na "HELIOS" bilang parangal sa gabay na ideya nina Irion at Wendt (Larawan 3). Ang isang quartz explosion chamber ay matatagpuan sa itaas na bahagi ng pag-install at konektado sa isang vacuum system - isang turbomolecular pump (kulay na asul). Apat na itim na cable ang humahantong sa blast chamber mula sa capacitor bank discharger na may kapasidad na 0.1 microfarads, na matatagpuan sa kaliwa ng pag-install. Para sa isang electric explosion, ang baterya ay na-charge ng hanggang 35–40 kilovolts. Ang diagnostic na kagamitan na ginamit sa mga eksperimento (hindi ipinapakita sa figure) ay naging posible na pag-aralan ang spectral na komposisyon ng plasma glow, na nabuo sa panahon ng electric explosion ng wire, pati na rin ang kemikal at elemental na komposisyon ng mga produkto ng pagkabulok nito.

kanin. 3. Ganito ang hitsura ng pag-install ng HELIOS, kung saan ang grupo ni L. I. Urutskoyev ay nag-imbestiga sa pagsabog ng isang tungsten wire sa vacuum (eksperimento noong 2012)

Kinumpirma ng mga eksperimento ng pangkat ni Urutskoyev ang pangunahing konklusyon ng gawain siyamnapung taon na ang nakalilipas. Sa katunayan, bilang isang resulta ng electric explosion ng tungsten, isang labis na halaga ng helium-4 atoms ay nabuo (mga 10¹⁶ mga particle). Kung ang tungsten wire ay pinalitan ng isang bakal, kung gayon ang helium ay hindi nabuo. Tandaan na sa mga eksperimento sa HELIOS device, naitala ng mga mananaliksik ang isang libong beses na mas kaunting helium atoms kaysa sa mga eksperimento ng Irion at Wendt, bagaman ang "energy input" sa wire ay halos pareho. Ano ang dahilan ng pagkakaibang ito ay nananatiling makikita.

Sa panahon ng electric explosion, ang wire material ay na-spray sa panloob na ibabaw ng explosion chamber. Ang mass spectrometric analysis ay nagpakita na ang tungsten-180 isotope ay kulang sa mga solidong residue na ito, kahit na ang konsentrasyon nito sa orihinal na wire ay tumutugma sa natural. Ang katotohanang ito ay maaari ring magpahiwatig ng isang posibleng pagkabulok ng alpha ng tungsten o isa pang nukleyar na proseso sa panahon ng pagsabog ng kuryente ng isang wire (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, atbp. Pag-aaral ng spectral na komposisyon ng optical radiation sa electric explosion ng isang tungsten wire. "Maikling Komunikasyon sa Physics FIAN", 2012, 7, 13–18).

Pinapabilis ang pagkabulok ng alpha gamit ang isang laser

Kabilang sa mga low-energy nuclear reactions ang ilang proseso na nagpapabilis ng kusang pagbabagong nuklear ng mga radioactive na elemento. Ang mga kagiliw-giliw na resulta sa lugar na ito ay nakuha sa Institute of General Physics. A. M. Prokhorov RAS sa laboratoryo na pinamumunuan ni Georgy Airatovich Shafeev, Doctor of Physical and Mathematical Sciences. Natuklasan ng mga siyentipiko ang isang nakakagulat na epekto: ang alpha decay ng uranium-238 ay pinabilis ng laser radiation na may medyo mababang peak intensity 10¹²–10¹³ W / cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Impluwensiya ng laser irradiation ng nanoparticles sa may tubig na mga solusyon ng uranium salt sa aktibidad ng mga nuclides. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614–618).

kanin. 4. Micrograph ng gold nanoparticle na nakuha sa pamamagitan ng laser irradiation ng gintong target sa isang may tubig na solusyon ng cesium-137 salt (eksperimento noong 2011)

Ito ang hitsura ng eksperimento. Sa isang cuvette na may tubig na solusyon ng uranium salt UO₂Cl₂ Sa isang konsentrasyon ng 5-35 mg / ml, isang gintong target ang inilagay, na kung saan ay irradiated sa laser pulses na may wavelength na 532 nanometer, tagal ng 150 picoseconds, at isang rate ng pag-uulit ng 1 kilohertz para sa isang oras. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang target na ibabaw ay bahagyang natutunaw, at ang likidong nakikipag-ugnay dito ay agad na kumukulo. Ang presyon ng singaw ay nag-spray ng nano-sized na mga patak ng ginto mula sa target na ibabaw patungo sa nakapalibot na likido, kung saan sila lumalamig at nagiging solidong nanoparticle na may katangiang laki na 10 nanometer. Ang prosesong ito ay tinatawag na laser ablation sa likido at malawakang ginagamit kapag kinakailangan upang maghanda ng mga colloidal na solusyon ng nanoparticle ng iba't ibang mga metal.

Sa mga eksperimento ni Shafeev, 10¹⁵ gintong nanoparticle sa 1 cm³ solusyon. Ang mga optical na katangian ng naturang mga nanoparticle ay radikal na naiiba mula sa mga katangian ng isang napakalaking plate na ginto: hindi sila sumasalamin sa liwanag, ngunit sumisipsip nito, at ang electromagnetic field ng isang light wave malapit sa nanoparticle ay maaaring palakihin ng isang kadahilanan na 100-10,000 at maabot. intra-atomic na halaga!

Ang nuclei ng uranium at ang mga produkto ng pagkabulok nito (thorium, protactinium), na nangyari na malapit sa mga nanoparticle na ito, ay nalantad sa multiply amplified laser electromagnetic fields. Bilang resulta, ang kanilang radyaktibidad ay kapansin-pansing nagbago. Sa partikular, nadoble ang aktibidad ng gamma ng thorium-234. (Ang aktibidad ng gamma ng mga sample bago at pagkatapos ng laser irradiation ay sinusukat gamit ang isang semiconductor gamma spectrometer.) Dahil ang thorium-234 ay nagmula sa alpha decay ng uranium-238, ang pagtaas sa aktibidad ng gamma nito ay nagpapahiwatig ng pinabilis na alpha decay ng uranium isotope na ito.. Tandaan na ang aktibidad ng gamma ng uranium-235 ay hindi tumaas.

Natuklasan ng mga siyentipiko mula sa GPI RAS na ang laser radiation ay maaaring mapabilis hindi lamang ang alpha decay, kundi pati na rin ang beta decay ng isang radioactive isotope ¹³⁷Ang Cs ay isa sa mga pangunahing bahagi ng radioactive emissions at basura. Sa kanilang mga eksperimento, gumamit sila ng green copper vapor laser na tumatakbo sa isang repetitively pulsed mode na may tagal ng pulso na 15 nanosecond, isang rate ng pag-uulit ng pulso na 15 kilohertz, at isang peak intensity na 10.⁹ W / cm²… Ang radiation ng laser ay kumilos sa isang gintong target na inilagay sa isang cuvette na may isang may tubig na solusyon sa asin ¹³⁷Cs, ang nilalaman nito sa isang solusyon na may dami ng 2 ml ay humigit-kumulang 20 picograms.

Pagkatapos ng dalawang oras ng target na pag-iilaw, naitala ng mga mananaliksik na ang isang colloidal solution na may 30 nm gold nanoparticle ay nabuo sa cuvette (Fig. 4), at ang gamma activity ng cesium-137 (at, samakatuwid, ang konsentrasyon nito sa solusyon) ay nabawasan ng 75%. Ang kalahating buhay ng cesium-137 ay humigit-kumulang 30 taon. Nangangahulugan ito na ang naturang pagbaba sa aktibidad, na nakuha sa isang dalawang oras na eksperimento, ay dapat mangyari sa ilalim ng mga natural na kondisyon sa mga 60 taon. Sa paghahati ng 60 taon sa dalawang oras, nakita namin na ang rate ng pagkabulok ay tumaas ng humigit-kumulang 260,000 beses sa panahon ng pagkakalantad ng laser. Ang gayong napakalaking pagtaas sa rate ng pagkabulok ng beta ay dapat na naging isang malakas na mapagkukunan ng gamma radiation na sinamahan ng karaniwang beta decay ng cesium-137 ang isang cuvette na may solusyon sa cesium. Gayunpaman, sa katotohanan ay hindi ito nangyayari. Ang mga sukat ng radiation ay nagpakita na ang aktibidad ng gamma ng solusyon sa asin ay hindi tumataas (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Ang katotohanang ito ay nagpapahiwatig na sa ilalim ng pagkilos ng laser ang pagkabulok ng cesium-137 ay hindi nagpapatuloy ayon sa pinaka-malamang (94.6%) na senaryo sa ilalim ng normal na mga kondisyon na may paglabas ng isang gamma quantum na may enerhiya na 662 keV, ngunit sa ibang paraan - nonradiative. Ito ay, siguro, direktang beta decay sa pagbuo ng isang nucleus ng isang matatag na isotope ¹³⁷Ba, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay natanto lamang sa 5.4% ng mga kaso.

Bakit ang gayong muling pamamahagi ng mga probabilidad ay nangyayari sa reaksyon ng beta decay ng cesium ay hindi pa rin malinaw. Gayunpaman, mayroong iba pang mga independiyenteng pag-aaral na nagpapatunay na ang pinabilis na pag-deactivate ng cesium-137 ay posible kahit na sa mga buhay na sistema.

Sa paksa: Nuclear reactor sa isang buhay na cell

Mga reaksyong nuklear na mababa ang enerhiya sa mga sistema ng pamumuhay

Sa loob ng higit sa dalawampung taon, ang Doctor of Physical and Mathematical Sciences Alla Aleksandrovna Kornilova ay nakikibahagi sa paghahanap para sa mga low-energy nuclear reactions sa mga biological na bagay sa Faculty of Physics ng Moscow State University. M. V. Lomonosov. Ang mga bagay ng mga unang eksperimento ay mga kultura ng bacteria Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Ang mga ito ay inilagay sa isang nutrient medium na ubos na sa iron ngunit naglalaman ng manganese salt MnSO₄at mabigat na tubig D₂O. Ipinakita ng mga eksperimento na ang sistemang ito ay gumawa ng kulang na isotope ng bakal - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Eksperimental na pagtuklas ng phenomenon ng low-energy nuclear transmutation ng isotopes (Mn⁵⁵kay Fe⁵⁷) sa lumalaking biyolohikal na kultura, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japan, 2, 687–693).

Ayon sa mga may-akda ng pag-aaral, ang isotope ⁵⁷Ang Fe ay lumitaw sa lumalaking bacterial cells bilang resulta ng reaksyon ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d ay ang nucleus ng isang deuterium atom, na binubuo ng isang proton at isang neutron). Ang isang tiyak na argumento na pabor sa iminungkahing hypothesis ay ang katotohanan na kung ang mabigat na tubig ay pinalitan ng magaan na tubig o ang manganese salt ay hindi kasama sa komposisyon ng nutrient medium, kung gayon ang isotope ⁵⁷Ang bakterya ng Fe ay hindi naipon.

Matapos matiyak na ang mga pagbabagong nuklear ng mga matatag na elemento ng kemikal ay posible sa mga microbiological na kultura, inilapat ni AA Kornilova ang kanyang pamamaraan sa pag-deactivate ng mahabang buhay na radioactive isotopes (Vysotskii VI, Kornilova AA, Transmutation ng stable isotopes at pag-deactivate ng radioactive waste sa lumalaking biological system Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Sa pagkakataong ito, hindi nagtrabaho si Kornilova sa mga monoculture ng bakterya, ngunit sa super-asosasyon ng iba't ibang uri ng mga microorganism upang madagdagan ang kanilang kaligtasan sa mga agresibong kapaligiran. Ang bawat grupo ng komunidad na ito ay lubos na inangkop sa magkasanib na buhay, sama-samang tulong sa isa't isa at kapwa proteksyon. Bilang resulta, ang superassociation ay mahusay na umaangkop sa iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran, kabilang ang pagtaas ng radiation. Ang karaniwang maximum na dosis na tinitiis ng mga ordinaryong microbiological na kultura ay tumutugma sa 30 kilorad, at ang mga superassociation ay nakatiis ng ilang mga order ng magnitude nang higit pa, at ang kanilang metabolic na aktibidad ay halos hindi humina.

Ang pantay na halaga ng concentrated biomass ng mga nabanggit na microorganism at 10 ml ng solusyon ng cesium-137 salt sa distilled water ay inilagay sa glass cuvettes. Ang paunang aktibidad ng gamma ng solusyon ay 20,000 becquerels. Sa ilang cuvettes, idinagdag din ang mga asin ng mahahalagang trace elements na Ca, K, at Na. Ang mga saradong cuvette ay pinananatili sa 20 ° C at ang kanilang aktibidad ng gamma ay sinusukat tuwing pitong araw gamit ang isang high-precision detector.

Para sa isang daang araw ng eksperimento sa isang control cell na hindi naglalaman ng mga microorganism, ang aktibidad ng cesium-137 ay bumaba ng 0.6%. Sa isang cuvette karagdagan na naglalaman ng potasa asin - sa pamamagitan ng 1%. Pinakamabilis na bumaba ang aktibidad sa cuvette na naglalaman din ng calcium salt. Dito, ang aktibidad ng gamma ay bumaba ng 24%, na katumbas ng 12-tiklop na pagbawas sa kalahating buhay ng cesium!

Ipinagpalagay ng mga may-akda na bilang resulta ng mahahalagang aktibidad ng mga mikroorganismo ¹³⁷Ang Cs ay na-convert sa ¹³⁸Ang Ba ay isang biochemical analogue ng potassium. Kung mayroong kaunting potasa sa nutrient medium, kung gayon ang pagbabago ng cesium sa barium ay nangyayari sa isang pinabilis na rate; kung marami, kung gayon ang proseso ng pagbabagong-anyo ay naharang. Ang papel ng calcium ay simple. Dahil sa pagkakaroon nito sa nutrient medium, ang populasyon ng mga microorganism ay mabilis na lumalaki at, samakatuwid, ay kumonsumo ng mas maraming potasa o ang biochemical analogue nito - barium, iyon ay, itinutulak nito ang pagbabago ng cesium sa barium.

Paano ang reproducibility?

Ang tanong ng reproducibility ng mga eksperimento na inilarawan sa itaas ay nangangailangan ng ilang paglilinaw. Ang E-Cat Reactor, na nakakabighani sa pagiging simple nito, ay ginagaya ng daan-daan, kung hindi man libu-libo, ng mga masigasig na imbentor sa buong mundo. Mayroong kahit na mga espesyal na forum sa Internet kung saan ang mga "replicator" ay nagpapalitan ng mga karanasan at nagpapakita ng kanilang mga nagawa. Ang imbentor ng Russia na si Alexander Georgievich Parkhomov ay gumawa ng ilang pag-unlad sa direksyon na ito. Nagtagumpay siya sa pagbuo ng heat generator na nagpapatakbo sa pinaghalong nickel powder at lithium aluminum hydride, na nagbibigay ng labis na dami ng enerhiya (AG Parkhomov, Mga resulta ng pagsubok ng isang bagong bersyon ng analogue ng high-temperature heat generator na Rossi. "Journal ng mga umuusbong na direksyon ng agham", 2015, 8, 34–39) … Gayunpaman, hindi tulad ng mga eksperimento ni Rossi, walang mga pagbaluktot ng isotopic na komposisyon ang natagpuan sa ginastos na gasolina.

Ang mga eksperimento sa pagsabog ng kuryente ng mga wire ng tungsten, pati na rin sa pagpapabilis ng laser ng pagkabulok ng mga radioactive na elemento, ay mas kumplikado mula sa isang teknikal na punto ng view at maaari lamang kopyahin sa mga seryosong laboratoryo ng siyentipiko. Sa bagay na ito, ang tanong ng reproducibility ng isang eksperimento ay pinalitan ng tanong ng repeatability nito. Para sa mga eksperimento sa mababang-enerhiya na mga reaksyong nuklear, ang karaniwang sitwasyon ay kapag, sa ilalim ng magkaparehong mga pang-eksperimentong kondisyon, ang epekto ay naroroon o wala. Ang katotohanan ay hindi posible na kontrolin ang lahat ng mga parameter ng proseso, kabilang ang, tila, ang pangunahing isa, na hindi pa nakikilala. Ang paghahanap para sa mga kinakailangang mode ay halos bulag at tumatagal ng maraming buwan at kahit na taon. Kinailangan ng mga eksperimento na baguhin ang schematic diagram ng setup nang higit sa isang beses sa proseso ng paghahanap para sa isang control parameter - ang "knob" na kailangang "iikot" upang makamit ang kasiya-siyang repeatability. Sa ngayon, ang repeatability sa mga eksperimento na inilarawan sa itaas ay humigit-kumulang 30%, iyon ay, isang positibong resulta ang nakukuha sa bawat ikatlong eksperimento. Ito ay marami o kaunti, para hatulan ng mambabasa. Ang isang bagay ay malinaw: nang walang paglikha ng isang sapat na teoretikal na modelo ng pinag-aralan na mga phenomena, malamang na hindi posible na radikal na mapabuti ang parameter na ito.

Pagtatangka sa interpretasyon

Sa kabila ng nakakumbinsi na mga resulta ng eksperimento na nagpapatunay sa posibilidad ng mga pagbabagong nuklear ng mga matatag na elemento ng kemikal, pati na rin ang pagpapabilis ng pagkabulok ng mga radioactive substance, ang mga pisikal na mekanismo ng mga prosesong ito ay hindi pa rin alam.

Ang pangunahing misteryo ng mababang-enerhiya na mga reaksyong nuklear ay kung paano nadaig ng positibong sisingilin na nuclei ang mga salungat na pwersa kapag lumalapit sila sa isa't isa, ang tinatawag na Coulomb barrier. Karaniwang nangangailangan ito ng mga temperatura sa milyun-milyong digri Celsius. Malinaw na ang mga naturang temperatura ay hindi naabot sa itinuturing na mga eksperimento. Gayunpaman, mayroong isang nonzero na posibilidad na ang isang particle na walang sapat na kinetic energy upang madaig ang mga salungat na pwersa ay gayunpaman ay mapupunta malapit sa nucleus at papasok sa isang nuclear reaction kasama nito.

Ang epektong ito, na tinatawag na tunnel effect, ay puro quantum nature at malapit na nauugnay sa Heisenberg uncertainty principle. Ayon sa prinsipyong ito, ang isang quantum particle (halimbawa, ang nucleus ng isang atom) ay hindi maaaring magkaroon ng eksaktong tinukoy na mga halaga ng coordinate at momentum sa parehong oras. Ang produkto ng mga kawalan ng katiyakan (hindi maiiwasang mga random na paglihis mula sa eksaktong halaga) ng coordinate at momentum ay nililimitahan mula sa ibaba ng isang halagang proporsyonal sa pare-parehong h ng Planck. Tinutukoy ng parehong produkto ang posibilidad ng pag-tunnel sa pamamagitan ng isang potensyal na hadlang: mas malaki ang produkto ng mga kawalan ng katiyakan ng coordinate at momentum ng particle, mas mataas ang posibilidad na ito.

Sa mga gawa ng Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Propesor Vladimir Ivanovich Manko at mga kapwa may-akda, ipinakita na sa ilang mga estado ng isang quantum particle (ang tinatawag na magkakaugnay na mga estadong nauugnay), ang produkto ng mga kawalan ng katiyakan ay maaaring lumampas sa pare-pareho ng Planck. sa pamamagitan ng ilang mga order ng magnitude. Dahil dito, para sa mga quantum particle sa naturang mga estado, ang posibilidad na malampasan ang Coulomb barrier ay tataas (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariants at evolution ng nonstationary quantum system. "Proceedings of FIAN". Moscow: Nauka, 1987, v. 183, p. 286).

Kung ang ilang mga nuclei ng iba't ibang mga elemento ng kemikal ay natagpuan ang kanilang mga sarili sa isang magkakaugnay na estado ng pagkakaugnay nang sabay-sabay, kung gayon sa kasong ito ang isang tiyak na kolektibong proseso ay maaaring mangyari, na humahantong sa isang muling pamamahagi ng mga proton at neutron sa pagitan nila. Ang posibilidad ng naturang proseso ay magiging mas malaki, mas maliit ang pagkakaiba sa pagitan ng mga enerhiya ng paunang at panghuling estado ng isang ensemble ng nuclei. Ang pangyayaring ito, tila, ang tumutukoy sa intermediate na posisyon ng mga low-energy nuclear reactions sa pagitan ng kemikal at "ordinaryong" nuclear reactions.

Paano nabuo ang magkakaugnay na magkakaugnay na estado? Ano ang dahilan kung bakit nagkakaisa ang nuclei sa mga ensemble at nagpapalitan ng mga nucleon? Aling mga core ang maaari at alin ang hindi maaaring lumahok sa prosesong ito? Wala pang sagot sa mga ito at sa marami pang tanong. Ang mga teorista ay gumagawa lamang ng mga unang hakbang patungo sa paglutas ng pinakakawili-wiling problemang ito.

Samakatuwid, sa yugtong ito, ang pangunahing papel sa pag-aaral ng mababang-enerhiya na mga reaksyong nuklear ay dapat na pag-aari ng mga eksperimento at imbentor. May pangangailangan para sa sistematikong eksperimental at teoretikal na pag-aaral ng kamangha-manghang pangyayaring ito, isang komprehensibong pagsusuri ng mga datos na nakuha, at isang malawak na talakayan ng eksperto.

Ang pag-unawa at pag-master sa mga mekanismo ng mababang-enerhiya na mga reaksyong nuklear ay makakatulong sa amin sa paglutas ng iba't ibang mga inilapat na problema - ang paglikha ng mga murang autonomous power plant, napakahusay na teknolohiya para sa decontamination ng nuclear waste at pagbabago ng mga elemento ng kemikal.