Шамдардағы және бактериялардағы ядролық реакциялар

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Ғылымның өзінің тыйым салынған тақырыптары, өз тыйымдары бар. Бүгінгі таңда биоөрістерді, өте төмен дозаларды, судың құрылымын зерттеуге аз ғалымдар батылы барады …

Аймақтар қиын, бұлтты, берілу қиын. Бұл жерде псевдо-ғалым ретінде танылып, беделіңізді жоғалту оңай, грант алу туралы айтудың қажеті жоқ. Ғылымда жалпы қабылданған ұғымдардың шеңберінен шығу, догмаларға қол сұғу мүмкін емес және қауіпті. Бірақ бұл басқалардан ерекшеленуге дайын батылдардың күш-жігері кейде білімде жаңа жолдарды ашады.

Біз ғылым дамыған сайын догмалардың қалай дірілдеп, бірте-бірте аяқталмаған, алдын ала білім мәртебесіне ие болатынын бірнеше рет байқадық. Сонымен, ол биологияда бірнеше рет болды. Бұл физикада болған. Химиядан да дәл осылай көреміз. Біздің көз алдымызда «заттың құрамы мен қасиеті оны алу әдістеріне байланысты емес» деген оқулықтағы ақиқат нанотехнологияның екпіні астында күйреді. Наноформадағы зат өзінің қасиеттерін түбегейлі өзгерте алатыны белгілі болды - мысалы, алтын асыл металл болудан қалады.

Бүгінгі күні біз эксперименттердің жеткілікті саны бар екенін айта аламыз, олардың нәтижелерін жалпы қабылданған көзқарастар тұрғысынан түсіндіру мүмкін емес. Ал ғылымның міндеті оларды жоққа шығару емес, қазбалап, шындыққа жетуге тырысу. «Бұл болуы мүмкін емес, өйткені ол ешқашан мүмкін емес» позициясы, әрине, ыңғайлы, бірақ ол ештеңені түсіндіре алмайды. Оның үстіне түсініксіз, түсініксіз эксперименттер бұрын болғандай ғылымдағы жаңалықтардың жаршысы бола алады. Тура және астарлы мағынада осындай қызу тақырыптардың бірі - бүгінгі күні LENR - Төмен энергиялы ядролық реакция деп аталатын төмен энергиялы ядролық реакциялар.

Біз физика-математика ғылымдарының докторын сұрадық Степан Николаевич Андреев жалпы физика институтынан. А. М. Прохоров РҒА мәселенің мәнімен және ресейлік және батыстық зертханаларда жүргізілген және ғылыми журналдарда жарияланған кейбір ғылыми тәжірибелермен таныстыру. Нәтижелері әлі түсіндіре алмайтын эксперименттер.

«E-Сat» реакторы Андреа Росси

2014 жылдың қазан айының ортасында әлемдік ғылыми қоғамдастықты жаңалық қуантты - Болон университетінің физика профессоры Джузеппе Леви және авторлар жасаған E-Сat реакторын сынау нәтижелері туралы баяндама жасады. итальяндық өнертапқыш Андреа Росси.

Еске салайық, 2011 жылы А. Росси физик Серхио Фокардимен бірлесіп ұзақ жылдар жұмыс істеген инсталляциясын көпшілік назарына ұсынған болатын. «E-Сat» (Energy Catalizer деген сөздің қысқармасы) деп аталатын реактор әдеттен тыс энергия мөлшерін өндірді. E-Сat соңғы төрт жыл ішінде әртүрлі зерттеушілер топтарымен сынақтан өтті, өйткені ғылыми қауымдастық өзара шолуды талап етті.

Процестің барлық қажетті параметрлерін тіркейтін ең ұзақ және егжей-тегжейлі сынақ 2014 жылдың наурыз айында Джузеппе Леви тобымен жүргізілді, оның құрамына Эвелин Фоски, Болоньядағы Италияның Ұлттық ядролық физика институтының теоретик физигі сияқты тәуелсіз сарапшылар кірді. Стокгольмдегі Корольдік технологиялық институтынан физика профессоры Ханно Эссен және айтпақшы, Швед скептиктер қоғамының бұрынғы төрағасы, сонымен қатар швед физиктері Бо Хойстад, Роланд Петерссон, Упсала университетінен Ларс Тегнер. Мамандар электр қуатын пайдаланып бір грамм отын шамамен 1400 ° C температураға дейін қыздырылған құрылғының (1-сурет) қалыпты емес жылу мөлшерін шығаратынын растады (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Күріш. бір. Андреа Россидің E-Cat реакторы жұмыста. Өнертапқыш реактордың қалай жұмыс істейтінін ашпайды. Дегенмен, керамикалық түтіктің ішіне отын заряды, қыздыру элементтері және термопара салынғаны белгілі. Жылудың жақсырақ таралуы үшін түтіктің беті қырлы.

Реактор ұзындығы 20 см және диаметрі 2 см керамикалық түтік болды. Ойын заряды, қыздыру элементтері және термопара реактордың ішінде орналасқан, сигнал жылуды басқару блогына беріледі. Реакторға қуат 380 вольт кернеуі бар электр желісінен реактор жұмысы кезінде қызып тұрған ыстыққа төзімді үш сым арқылы берілді. Отын негізінен никель ұнтағынан (90%) және литий алюминий гидридінен LiAlH тұрды.₄(10%). Қыздырған кезде литий алюминий гидриді ыдырап, сутегіні бөледі, ол никельге сіңіп, онымен экзотермиялық реакцияға түсуі мүмкін.

Есепте 32 күн үздіксіз жұмыс істегенде құрылғы шығаратын жалпы жылу шамамен 6 ГДж болатыны айтылған. Бастапқы бағалаулар көрсеткендей, ұнтақтың энергетикалық мазмұны, мысалы, бензиннен мың есе артық!

Элементтік және изотоптық құрамды мұқият талдау нәтижесінде сарапшылар пайдаланылған отынның құрамында литий мен никель изотоптарының қатынасында өзгерістер пайда болғанын сенімді түрде анықтады. Егер бастапқы отындағы литий изотоптарының мөлшері табиғиға сәйкес келсе: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, онда пайдаланылған отындағы мазмұн ⁶Li 92% дейін өсті, ал мазмұны ⁷Li 8%-ға дейін төмендеді. Никель үшін изотоптық құрамның бұрмалануы бірдей күшті болды. Мысалы, никель изотопының мазмұны ⁶²«Күлдегі» Ni бастапқы жанармайда 4% ғана болғанымен, 99% құрады. Изотоптық құрамдағы анықталған өзгерістер және аномальды жоғары жылу бөлінуі реакторда ядролық процестердің болуы мүмкін екенін көрсетті. Дегенмен, ядролық реакцияларға тән радиоактивтіліктің жоғарылау белгілері құрылғыны пайдалану кезінде де, оны тоқтатқаннан кейін де тіркелген жоқ.

Реакторда болып жатқан процестер ядролық ыдырау реакциялары бола алмады, өйткені отын тұрақты заттардан тұрады. Ядролық синтез реакциялары да жоққа шығарылады, өйткені қазіргі ядролық физика тұрғысынан 1400°С температура ядролардың кулондық тебілу күштерін жеңу үшін шамалы. Сондықтан мұндай процестерге «суық синтез» деген сенсациялық терминді қолдану адастыратын қателік болып табылады.

Мүмкін, бұл жерде біз отынды құрайтын элементтер ядроларының ұжымдық төмен энергиялық түрленулері жүретін реакциялардың жаңа түрінің көріністерімен бетпе-бет келдік. Мұндай реакциялардың энергиясы бір нуклонға 1–10 кВ тең деп бағаланады, яғни олар «қарапайым» жоғары энергиялы ядролық реакциялар (бір нуклонға 1 МэВ-тан жоғары энергия) мен химиялық реакциялар (энергиялар) арасында аралық орынды алады. бір атомға 1 эВ ретті).

Әзірге сипатталған құбылысты ешкім қанағаттанарлықтай түсіндіре алмайды және көптеген авторлар ұсынған гипотезалар сынға төтеп бере алмайды. Жаңа құбылыстың физикалық механизмдерін белгілеу үшін әртүрлі эксперименттік қондырғылардағы осындай төмен энергиялы ядролық реакциялардың мүмкін болатын көріністерін мұқият зерттеп, алынған мәліметтерді жалпылау қажет. Оның үстіне мұндай түсініксіз фактілердің айтарлықтай көлемі жылдар бойы жинақталған. Міне, олардың бірнешеуі ғана.

Вольфрам сымының электр жарылуы - 20 ғасырдың басы

1922 жылы Чикаго университетінің Химиялық зертханасының қызметкерлері Кларенс Ирион мен Джеральд Вендт вакуумдағы вольфрам сымының электр жарылуын зерттеу туралы мақаланы жариялады (Г. Л. Вендт, С. Е. Ирион, Вольфрамды жоғары температурада ыдыратудың эксперименттік әрекеттері.. Американдық химия қоғамының журналы, 1922, 44, 1887-1894; Орысша аудармасы: Вольфрамды жоғары температурада бөлудің эксперименттік әрекеттері).

Электрлік жарылыс туралы экзотикалық ештеңе жоқ. Бұл құбылыс 18 ғасырдың аяғында аз да, көп те табылған жоқ, бірақ күнделікті өмірде біз оны қысқа тұйықталу кезінде электр шамдары жанып кеткен кезде (әрине, қыздыру шамдары) үнемі байқаймыз. Электрлік жарылыс кезінде не болады? Металл сым арқылы өтетін ток күші үлкен болса, онда металл балқи бастайды және булана бастайды. Сымның бетіне жақын жерде плазма пайда болады. Жылыту біркелкі емес жүреді: сымның кездейсоқ жерлерінде «ыстық нүктелер» пайда болады, онда жылу көбірек бөлінеді, температура ең жоғары мәндерге жетеді және материалдың жарылғыш бұзылуы орын алады.

Бұл оқиғаның ең таңғаларлығы ғалымдар вольфрамның жеңілірек химиялық элементтерге ыдырауын эксперименталды түрде анықтайды деп күткен. Ирион мен Вендт өз ниетінде сол кезде белгілі болған келесі фактілерге сүйенді.

Біріншіден, Күннен және басқа жұлдыздардан түсетін сәулеленудің көрінетін спектрінде ауыр химиялық элементтерге жататын тән оптикалық сызықтар жоқ. Екіншіден, күн бетінің температурасы шамамен 6000 ° C. Сондықтан олар ауыр элементтердің атомдары мұндай температурада болуы мүмкін емес деп есептеді. Үшіншіден, конденсатор банкі металл сымға разрядталғанда, электрлік жарылыс кезінде пайда болған плазманың температурасы 20 000 ° C-қа жетуі мүмкін.

Осыған сүйене отырып, американдық ғалымдар вольфрам сияқты ауыр химиялық элементтен жасалған жіңішке сым арқылы күшті электр тогын өткізіп, оны Күн температурасымен салыстыратын температураға дейін қыздырса, вольфрам ядролары тұрақсыз күйде болады және жеңілірек элементтерге ыдырайды. Олар өте қарапайым құралдарды қолдана отырып, тәжірибені мұқият дайындап, тамаша орындады.

Вольфрам сымының электрлік жарылысы шыны сфералық колбада (2-сурет) жүзеге асырылды, оған 35 киловольт кернеуге зарядталған 0,1 микрофарад сыйымдылығы бар конденсаторды жабады. Сым екі қарама-қарсы жақтан колбаға дәнекерленген екі бекітетін вольфрам электродтарының арасында орналасқан. Сонымен қатар, колбада электр жарылысынан кейін пайда болған газдағы плазмалық разрядты тұтандыруға қызмет ететін қосымша «спектрлік» электрод болды.

Күріш. 2. Ирион мен Вендт разрядты-жарылғыш камерасының диаграммасы (1922 жылғы тәжірибе)

Эксперименттің кейбір маңызды техникалық бөлшектерін атап өту керек. Оны дайындау кезінде колбаны пешке салып, оны 15 сағат бойы үздіксіз 300 ° C температурада қыздырды және осы уақыт ішінде одан газды эвакуациялады. Колбаны қыздырумен бірге вольфрам сымынан электр тогы өтіп, оны 2000°С температураға дейін қыздырды. Газсыздандырылғаннан кейін колбаны сынап сорғышымен байланыстыратын шыны түтік оттықпен балқытылып, тығыздалған. Жұмыс авторлары қабылданған шаралар колбадағы қалдық газдардың өте төмен қысымын 12 сағат бойы ұстап тұруға мүмкіндік берді деп дәлелдеді. Сондықтан, 50 киловольт жоғары вольтты кернеу қолданылған кезде, «спектрлік» және бекіту электродтары арасында үзіліс болған жоқ.

Ирион мен Вендт жиырма бір электрлік жарылыс тәжірибесін жасады. Әрбір тәжірибе нәтижесінде шамамен 10¹⁹ белгісіз газ бөлшектері. Спектрлік талдау оның құрамында гелий-4 тән сызығы бар екенін көрсетті. Авторлар гелийдің электр жарылысынан туындаған вольфрамның альфа ыдырауы нәтижесінде пайда болуын болжады. Альфа-ыдырау процесінде пайда болатын альфа бөлшектері атомның ядролары екенін еске түсірейік. ⁴Ол.

Ирион мен Вендттің жариялануы сол кездегі ғылыми ортада үлкен резонанс тудырды. Бұл жұмысқа Резерфордтың өзі назар аударды. Ол тәжірибеде қолданылған кернеудің (35 кВ) электрондардың металда ядролық реакцияларды тудыруы үшін жеткілікті жоғары екеніне терең күмән білдірді. Америкалық ғалымдардың нәтижелерін тексергісі келіп, Резерфорд өз тәжірибесін жүргізді - ол вольфрамдық нысананы 100 кВ энергиясы бар электронды сәулемен сәулелендірді. Резерфорд вольфрамнан ядролық реакциялардың іздерін таппады, ол туралы Nature журналында өте өткір баяндама жасады. Ғылыми қоғамдастық Резерфордтың жағына шықты, Ирион мен Вендттің жұмысы қате деп танылып, көп жылдар бойы ұмытылды.

Вольфрам сымының электр жарылуы: 90 жылдан кейін

Тек 90 жылдан кейін физика-математика ғылымдарының докторы Леонид Ирбекович Урутскоев басқарған ресейлік зерттеу тобы Ирион мен Вендттің тәжірибелерін қайталауды қолға алды. Заманауи тәжірибелік-диагностикалық қондырғылармен жабдықталған эксперименттер Абхазиядағы аты аңызға айналған Сухуми физика-техникалық институтында жүргізілді. Физиктер Ирион мен Вендттің жетекші идеясының құрметіне өздерінің көзқарастарын «ГЕЛИОС» деп атады (3-сурет). Кварцты жарылыс камерасы қондырғының жоғарғы бөлігінде орналасқан және вакуумдық жүйеге - турбомолекулярлық сорғыға (көк түсті) қосылған. Төрт қара кабель қондырғының сол жағында орналасқан сыйымдылығы 0,1 микрофарад болатын конденсаторлар банкінің разрядтау құрылғысынан жарылыс камерасына апарады. Электрлік жарылыс үшін батарея 35-40 киловольтқа дейін зарядталған. Тәжірибелерде қолданылған диагностикалық жабдық (суретте көрсетілмеген) сымның электрлік жарылысы кезінде пайда болған плазмалық жарқыраудың спектрлік құрамын, сондай-ақ электр сымдарының өнімдерінің химиялық және элементтік құрамын зерттеуге мүмкіндік берді. оның ыдырауы.

Күріш. 3. Л. И. Уруцкоев тобы вакуумда вольфрам сымының жарылуын зерттеген HELIOS қондырғысы осылай көрінеді (2012 жылғы тәжірибе)

Урутскоев тобының тәжірибелері осыдан тоқсан жыл бұрынғы жұмыстың негізгі қорытындысын растады. Шынында да, вольфрамның электр жарылуы нәтижесінде гелий-4 атомының артық мөлшері пайда болды (шамамен 10¹⁶ бөлшектер). Егер вольфрам сымы темірмен ауыстырылса, онда гелий түзілмеді. HELIOS құрылғысындағы эксперименттерде зерттеушілер Ирион мен Вендт эксперименттеріне қарағанда мың есе аз гелий атомдарын тіркегеніне назар аударыңыз, дегенмен сымға «энергия енгізу» шамамен бірдей болды. Бұл айырмашылықтың себебі неде екенін анықтау керек.

Электрлік жарылыс кезінде сым материалы жарылыс камерасының ішкі бетіне шашыранды. Масс-спектрометриялық талдау вольфрам-180 изотопының бастапқы сымдағы концентрациясы табиғиға сәйкес болғанымен, бұл қатты қалдықтарда жетіспейтінін көрсетті. Бұл факт сонымен қатар вольфрамның альфа ыдырауын немесе сымның электрлік жарылысы кезіндегі басқа ядролық процесті көрсетуі мүмкін (Л. И. Урутскоев, А. А. Рухадзе, Д. В. Филиппов, А. О. Бирюков және т.б. Оптикалық сәулеленудің спектрлік құрамын электрлік жарылыста зерттеу. вольфрам сымы «Физика бойынша қысқаша коммуникациялар FIAN», 2012, 7, 13–18).

Лазермен альфа ыдырауын жеделдету

Төмен энергиялы ядролық реакцияларға радиоактивті элементтердің өздігінен ядролық түрленуін жеделдететін кейбір процестер жатады. Жалпы физика институтында бұл бағытта қызықты нәтижелер алынды. А. М. Прохоров атындағы РҒА физика-математика ғылымдарының докторы Георгий Айратович Шафеев басқаратын зертханада. Ғалымдар таңқаларлық әсерді анықтады: уран-238 альфа ыдырауы салыстырмалы түрде төмен шыңы 10 қарқындылығы бар лазерлік сәулелену арқылы жеделдетілді.¹²–10¹³ Вт/см² (А. В. Симакин, Г. А. Шафеев, Уран тұзының сулы ерітінділеріндегі нанобөлшектердің лазерлік сәулеленуінің нуклидтердің белсенділігіне әсері. «Кванттық электроника», 2011, 41, 7, 614–618).

Күріш. 4. Цезий-137 тұзының сулы ерітіндісіндегі алтын нысананы лазермен сәулелендіру арқылы алынған алтын нанобөлшектерінің микрографы (2011 жылғы тәжірибе)

Эксперимент осылай болды. Уран тұзының UO сулы ерітіндісі бар кюветаға₂Cl₂ 5–35 мг/мл концентрациясы бар алтын нысана қойылды, ол толқын ұзындығы 532 нанометр, ұзақтығы 150 пикосекунд және бір сағат ішінде 1 килогерц қайталану жиілігі бар лазерлік импульстармен сәулеленді. Мұндай жағдайларда нысана беті ішінара ериді, ал онымен жанасатын сұйықтық бірден қайнайды. Бу қысымы нысана бетінен нано өлшемді алтын тамшыларын қоршаған сұйықтыққа шашады, онда олар салқындап, тән өлшемі 10 нанометрлік қатты нанобөлшектерге айналады. Бұл процесс сұйықтықтағы лазерлік абляция деп аталады және әртүрлі металдардың нанобөлшектерінің коллоидты ерітінділерін дайындау қажет болғанда кеңінен қолданылады.

Шафеев тәжірибелерінде 10¹⁵ алтын нанобөлшектері 1 см³ шешім. Мұндай нанобөлшектердің оптикалық қасиеттері массивтік алтын пластинаның қасиеттерінен түбегейлі ерекшеленеді: олар жарықты шағылыстырмайды, бірақ оны жұтады, ал нанобөлшектердің жанындағы жарық толқынының электромагниттік өрісі 100–10 000 есе күшейтіліп, оған жетуі мүмкін. атом ішіндегі құндылықтар!

Осы нанобөлшектердің жанында болған уранның ядролары мен оның ыдырау өнімдері (торий, протактиний) көбейтілген лазерлік электромагниттік өрістерге ұшырады. Нәтижесінде олардың радиоактивтілігі айтарлықтай өзгерді. Атап айтқанда, торий-234-тің гамма белсенділігі екі есеге артты. (Лазерлік сәулелендіруге дейінгі және кейінгі үлгілердің гамма белсенділігі жартылай өткізгіш гамма-спектрометрмен өлшенді.) Торий-234 уран-238 альфа ыдырауынан туындайтындықтан, оның гамма белсенділігінің артуы осы уран изотопының альфа-ыдырауының жылдамдатылғанын көрсетеді.. Уран-235-тің гамма-белсенділігі артпағанын ескеріңіз.

GPI RAS ғалымдары лазерлік сәулелену тек альфа ыдырауын ғана емес, сонымен қатар радиоактивті изотоптың бета-ыдырауын да тездететінін анықтады. ¹³⁷Cs радиоактивті шығарындылар мен қалдықтардың негізгі құрамдастарының бірі болып табылады. Өз тәжірибелерінде олар импульс ұзақтығы 15 наносекунд, импульстің қайталану жиілігі 15 килогерц және ең жоғары қарқындылығы 10 болатын қайталанатын импульстік режимде жұмыс істейтін жасыл мыс буы лазерін пайдаланды.⁹ Вт/см²… Лазер сәулесі тұздың сулы ерітіндісі бар кюветаға салынған алтын нысанаға әсер етті ¹³⁷Cs, оның мөлшері 2 мл ерітіндідегі мөлшері шамамен 20 пикограмманы құрады.

Екі сағаттық мақсатты сәулелендіруден кейін зерттеушілер кюветада 30 нм алтын нанобөлшектері бар коллоидты ерітінді пайда болғанын (4-сурет) және цезий-137 гамма белсенділігінің (демек, оның ерітіндідегі концентрациясы) төмендегенін тіркеді. 75%. Цезий-137-нің жартылай шығарылу кезеңі шамамен 30 жыл. Бұл екі сағаттық тәжірибеде алынған белсенділіктің мұндай төмендеуі табиғи жағдайда шамамен 60 жылдан кейін болуы керек дегенді білдіреді. 60 жылды екі сағатқа бөлсек, лазермен әсер ету кезінде ыдырау жылдамдығы шамамен 260 000 есе артқанын көреміз. Бета-ыдырау жылдамдығының мұндай орасан жоғарылауы цезий ерітіндісі бар кюветаны цезий-137-нің әдеттегі бета-ыдырауымен бірге жүретін гамма-сәулеленудің қуатты көзіне айналдыруы керек еді. Алайда, іс жүзінде бұл болмайды. Радиациялық өлшеулер тұз ерітіндісінің гамма белсенділігінің жоғарыламайтынын көрсетті (Е. В. Бармина, А. В. Симакин, Г. А. Шафеев, Лазермен индукцияланған цезий-137 ыдырау. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Бұл факт лазерлік әсерде цезий-137 ыдырауы 662 кВ энергиясы бар гамма-кванттың сәулеленуімен қалыпты жағдайда ең ықтимал (94,6%) сценарий бойынша жүрмейтінін көрсетеді, бірақ басқа жолмен - сәулесіз. Бұл, мүмкін, тұрақты изотоптың ядросының түзілуімен тікелей бета ыдырауы ¹³⁷Ba, ол қалыпты жағдайда 5,4% жағдайда ғана жүзеге асады.

Неліктен ықтималдықтардың мұндай қайта бөлінуі цезийдің бета-ыдырау реакциясында орын алатыны әлі күнге дейін түсініксіз. Дегенмен, цезий-137 жедел деактивациясы тіпті тірі жүйелерде де мүмкін екенін растайтын басқа тәуелсіз зерттеулер бар.

Тақырып бойынша: Тірі жасушадағы ядролық реактор

Тірі жүйелердегі төмен энергиялы ядролық реакциялар

Жиырма жылдан астам физика-математика ғылымдарының докторы Алла Александровна Корнилова Мәскеу мемлекеттік университетінің физика факультетінде биологиялық объектілердегі энергиясы аз ядролық реакцияларды іздеумен айналысады. Ломоносов М. В. Алғашқы тәжірибелердің объектілері Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans бактерияларының дақылдары болды. Олар темірі азайған, бірақ құрамында марганец тұзы MnSO бар қоректік ортаға орналастырылды₄және ауыр су D₂O. Тәжірибе көрсеткендей, бұл жүйе темірдің тапшы изотопын шығарды - ⁵⁷Fe (Высоцкий В. И., Корнилова А. А., Самойленко И. И., изотоптардың энергиясы аз ядролық түрлену құбылысының эксперименталды ашылуы (Мн.)⁵⁵Феге⁵⁷) өсіп келе жатқан биологиялық мәдениеттерде, Суық синтез бойынша 6-шы халықаралық конференция материалдары, 1996, Жапония, 2, 687–693).

Зерттеу авторларының айтуынша, изотоп ⁵⁷Fe реакция нәтижесінде өсіп келе жатқан бактерия жасушаларында пайда болды ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d - протон мен нейтроннан тұратын дейтерий атомының ядросы). Ұсынылған гипотезаның пайдасына нақты дәлел, егер ауыр су жеңіл сумен ауыстырылса немесе қоректік ортаның құрамынан марганец тұзы алынып тасталса, онда изотоп. ⁵⁷Fe бактериялары жинақталмаған.

Микробиологиялық дақылдарда тұрақты химиялық элементтердің ядролық түрленуі мүмкін екеніне көз жеткізгеннен кейін, А. А. Корнилова өзінің әдісін ұзақ өмір сүретін радиоактивті изотоптарды дезактивациялауда қолданды (Высоцкий В. И., Корнилова А. А., Тұрақты изотоптарды трансмутациялау және өсіп келе жатқан биологиялық жүйелерде радиоактивті қалдықтарды дезактивациялау). Ядролық энергияның жылнамалары, 2013, 62, 626-633). Бұл жолы Корнилова бактериялардың монокультураларымен емес, агрессивті ортада олардың тіршілігін арттыру үшін әртүрлі типтегі микроорганизмдердің супер-ассоциациясымен жұмыс істеді. Бұл қауымдастықтың әрбір тобы бірлескен өмірге, ұжымдық өзара көмекке және өзара қорғауға барынша бейімделген. Нәтижесінде суперассоциация әртүрлі қоршаған орта жағдайларына, соның ішінде радиацияның жоғарылауына жақсы бейімделеді. Кәдімгі микробиологиялық дақылдарға төтеп беретін типтік максималды доза 30 килорадқа сәйкес келеді, ал суперассоциациялар бірнеше ретке төтеп береді және олардың метаболикалық белсенділігі дерлік әлсіреген жоқ.

Жоғарыда аталған микроорганизмдердің концентрленген биомассасының бірдей мөлшері және дистилденген судағы 10 мл цезий-137 тұзының ерітіндісі шыны кюветтерге салынды. Ерітіндінің бастапқы гамма белсенділігі 20 000 беккерель болды. Кейбір кюветтерде өмірлік маңызды микроэлементтердің Ca, K және Na тұздары қосымша қосылды. Жабық кюветалар 20 ° C температурада ұсталды және олардың гамма белсенділігі әр жеті күн сайын жоғары дәлдіктегі детектор арқылы өлшенді.

Құрамында микроорганизмдер жоқ бақылау жасушасында жүргізілген тәжірибенің жүз күнінде цезий-137 белсенділігі 0,6%-ға төмендеді. Қосымша калий тұзы бар кюветада - 1%. Құрамында кальций тұзы бар кюветте белсенділік ең жылдам төмендеді. Мұнда гамма-белсенділік 24%-ға төмендеді, бұл цезийдің жартылай ыдырау кезеңінің 12 есе қысқаруына тең!

Авторлар микроорганизмдердің тіршілік әрекетінің нәтижесінде деп болжаған ¹³⁷Cs түрлендіріледі ¹³⁸Ba - калийдің биохимиялық аналогы. Қоректік ортада калий аз болса, онда цезийдің барийге айналуы жеделдетілген жылдамдықпен жүреді, ал көп болса, трансформация процесі тежеледі. Кальцийдің рөлі қарапайым. Қоректік ортада болуына байланысты микроорганизмдердің популяциясы тез өседі, демек, калийді немесе оның биохимиялық аналогы – барийді көбірек тұтынады, яғни ол цезийдің барийге айналуын итермелейді.

Қайта өндіру туралы не деуге болады?

Жоғарыда сипатталған тәжірибелердің қайталану мүмкіндігі туралы мәселе кейбір нақтылауды қажет етеді. Қарапайымдылығымен таң қалдыратын E-Cat реакторын бүкіл әлем бойынша жүздеген, тіпті мыңдаған өнертапқыштар қайталайды. Тіпті интернетте «репликаторлар» тәжірибе алмасып, жетістіктерін көрсететін арнайы форумдар бар. Бұл бағытта ресейлік өнертапқыш Александр Георгиевич Пархомов біршама жетістіктерге жетті. Ол энергияның артық мөлшерін қамтамасыз ететін никель ұнтағы мен литий алюминий гидридінің қоспасында жұмыс істейтін жылу генераторын құруға қол жеткізді (А. Г. Пархомов, Росси жоғары температуралы жылу генераторының аналогының жаңа нұсқасының сынақ нәтижелері. «Журнал ғылымның дамып келе жатқан бағыттарының», 2015, 8, 34–39) … Дегенмен, Россидің тәжірибелерінен айырмашылығы, пайдаланылған отыннан изотоптық құрамның бұрмалануы табылмады.

Вольфрам сымдарының электр жарылуы, сондай-ақ радиоактивті элементтердің ыдырауын лазерлік жеделдету бойынша эксперименттер техникалық тұрғыдан әлдеқайда күрделі және тек маңызды ғылыми зертханаларда қайталануы мүмкін. Осыған байланысты эксперименттің қайталануы туралы мәселе оның қайталануы туралы мәселемен ауыстырылады. Төмен энергиялы ядролық реакциялар бойынша эксперименттер үшін әдеттегі жағдай бірдей эксперименттік жағдайларда әсер бар немесе жоқ. Өйткені, процестің барлық параметрлерін, оның ішінде, ең бастысы, әлі анықталмағанын бақылау мүмкін емес. Қажетті режимдерді іздеу дерлік соқыр және көптеген айларды, тіпті жылдарды алады. Экспериментаторларға бақылау параметрін іздеу процесінде орнатудың схемалық диаграммасын бірнеше рет өзгертуге тура келді - қанағаттанарлық қайталануға қол жеткізу үшін «бұрылу» қажет «тұтқаны». Қазіргі уақытта жоғарыда сипатталған тәжірибелердегі қайталану мүмкіндігі шамамен 30% құрайды, яғни әрбір үшінші тәжірибеде оң нәтиже алынады. Көп пе, аз ба, оны оқырман бағалайды. Бір нәрсе анық: зерттелетін құбылыстардың адекватты теориялық моделін жасамайынша, бұл параметрді түбегейлі жақсарту мүмкін болуы екіталай.

Түсіндіру әрекеті

Тұрақты химиялық элементтердің ядролық түрлену мүмкіндігін растайтын, сондай-ақ радиоактивті заттардың ыдырауын жеделдететін сенімді эксперименттік нәтижелерге қарамастан, бұл процестердің физикалық механизмдері әлі белгісіз.

Төмен энергиялы ядролық реакциялардың негізгі құпиясы - оң зарядталған ядролардың бір-біріне жақындаған кезде, кулондық тосқауыл деп аталатын кері итеруші күштерді жеңуі. Бұл әдетте Цельсий бойынша миллиондаған градус температураны қажет етеді. Қарастырылған тәжірибелерде мұндай температураға жетпегені анық. Соған қарамастан, итеруші күштерді жеңу үшін жеткілікті кинетикалық энергиясы жоқ бөлшектің ядроның қасында аяқталып, онымен ядролық реакцияға түсуінің нөлдік ықтималдығы бар.

Туннель эффектісі деп аталатын бұл әсер таза кванттық сипатқа ие және Гейзенбергтің белгісіздік принципімен тығыз байланысты. Бұл принцип бойынша кванттық бөлшек (мысалы, атом ядросы) бір уақытта координат пен импульстің нақты көрсетілген мәндеріне ие бола алмайды. Координат пен импульстің белгісіздіктерінің туындысы (нақты мәннен сөзсіз кездейсоқ ауытқулар) төменнен Планк тұрақтысы h-қа пропорционал мәнмен шектеледі. Дәл сол туынды потенциалды тосқауыл арқылы туннельдеу ықтималдығын анықтайды: бөлшектің координатасы мен импульсінің белгісіздіктерінің көбейтіндісі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым бұл ықтималдық жоғары болады.

Физика-математика ғылымдарының докторы, профессор Владимир Иванович Маньконың және оның авторларының еңбектерінде кванттық бөлшектің кейбір күйлерінде (когерентті корреляциялық күйлер деп аталатын) белгісіздік көбейтіндісі Планк тұрақтысынан асуы мүмкін екендігі көрсетілген. шамасының бірнеше реті бойынша. Демек, мұндай күйлердегі кванттық бөлшектер үшін кулондық тосқауылдан өту ықтималдығы артады (В. В. Додонов, В. И. Манко, Инварианттар және стационарлық емес кванттық жүйелердің эволюциясы. «FIAN материалдары». Мәскеу: Наука, 1987, 183 т., б. 286).

Егер әртүрлі химиялық элементтердің бірнеше ядролары бір мезгілде когерентті корреляциялық күйде болса, онда бұл жағдайда олардың арасында протондар мен нейтрондардың қайта бөлінуіне әкелетін белгілі бір ұжымдық процесс болуы мүмкін. Мұндай процестің ықтималдығы неғұрлым үлкен болса, ядролар ансамблінің бастапқы және соңғы күйлерінің энергиялары арасындағы айырмашылық соғұрлым аз болады. Дәл осы жағдай, шамасы, химиялық және «қарапайым» ядролық реакциялар арасындағы энергиясы төмен ядролық реакциялардың аралық орнын анықтайды.

Когерентті корреляциялық күйлер қалай құрылады? Ядролардың ансамбльдерге бірігуіне және нуклондар алмасуына не себеп болады? Бұл процеске қандай ядролар қатыса алады және қайсысы қатыса алмайды? Осы және басқа да көптеген сұрақтарға әлі жауап жоқ. Теоретиктер бұл ең қызықты мәселені шешуге тек алғашқы қадамдар жасауда.

Сондықтан бұл кезеңде энергиясы аз ядролық реакцияларды зерттеуде басты рөл тәжірибешілер мен өнертапқыштарға тиесілі болуы керек. Бұл таңғажайып құбылысты жүйелі эксперименттік-теориялық зерттеулер, алынған мәліметтерді жан-жақты талдап, кеңінен сарапшылық талқылау қажет.

Төмен энергиялы ядролық реакциялардың механизмдерін түсіну және меңгеру бізге әртүрлі қолданбалы міндеттерді шешуге көмектеседі - арзан автономды электр станцияларын құру, ядролық қалдықтарды залалсыздандырудың және химиялық элементтерді түрлендірудің жоғары тиімді технологиялары.