التفاعلات النووية في المصابيح الكهربائية والبكتيريا

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

للعلم مواضيعه المحظورة ومحرماته الخاصة. اليوم ، قليل من العلماء يجرؤون على دراسة الحقول الحيوية ، والجرعات شديدة الانخفاض ، وتركيب المياه …

المناطق صعبة ، غائمة ، يصعب الاستسلام لها. من السهل أن تفقد سمعتك هنا ، لأنك تُعرف بالعالم الزائف ، ولا داعي للحديث عن تلقي منحة. في العلم ، من المستحيل والخطير تجاوز المفاهيم المقبولة عمومًا ، والتعدي على العقائد. لكن الجهود التي يبذلها المتهورون المستعدون لأن يكونوا مختلفين عن أي شخص آخر هي التي تمهد أحيانًا مسارات جديدة في المعرفة.

لقد لاحظنا أكثر من مرة كيف ، مع تطور العلم ، بدأت العقائد في الترنح واكتسبت تدريجياً حالة المعرفة الأولية غير الكاملة. لذلك ، وأكثر من مرة ، كان ذلك في علم الأحياء. كان هذا هو الحال في الفيزياء. نرى نفس الشيء في الكيمياء. أمام أعيننا ، الحقيقة المستقاة من الكتاب المدرسي "تكوين وخصائص مادة ما لا تعتمد على طرق إنتاجها" انهارت تحت هجمة تكنولوجيا النانو. اتضح أن مادة في شكل نانوي يمكن أن تغير خصائصها بشكل جذري - على سبيل المثال ، سيتوقف الذهب عن كونه معدنًا نبيلًا.

يمكننا اليوم أن نقول إن هناك عددًا لا بأس به من التجارب ، ولا يمكن تفسير نتائجها من وجهة نظر الآراء المقبولة عمومًا. ومهمة العلم ليست استبعادهم ، بل البحث ومحاولة الوصول إلى الحقيقة. إن الموقف "لا يمكن أن يكون ، لأنه لا يمكن أن يكون أبدًا" مناسب بالطبع ، لكنه لا يستطيع تفسير أي شيء. علاوة على ذلك ، يمكن للتجارب غير المفهومة وغير المبررة أن تكون بوادر الاكتشافات في العلم ، كما حدث بالفعل. أحد هذه الموضوعات الساخنة بالمعنى الحرفي والمجازي هو ما يسمى بالتفاعلات النووية منخفضة الطاقة ، والتي تسمى اليوم LENR - تفاعل نووي منخفض الطاقة.

طلبنا دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية ستيبان نيكولايفيتش أندريف من معهد الفيزياء العامة. AM Prokhorov RAS ليطلعنا على جوهر المشكلة وبعض التجارب العلمية التي أجريت في المعامل الروسية والغربية ونشرت في المجلات العلمية. تجارب لا يمكننا تفسير نتائجها بعد.

مفاعل "إي كات" أندريا روسي

في منتصف أكتوبر 2014 ، كان المجتمع العلمي العالمي متحمسًا للأخبار - تم إصدار تقرير من قبل جوزيبي ليفي ، أستاذ الفيزياء في جامعة بولونيا ، والمؤلفين المشاركين حول نتائج اختبار مفاعل E-Сat ، الذي تم إنشاؤه بواسطة المخترع الإيطالي أندريا روسي.

تذكر أنه في عام 2011 قدم أ. روسي للجمهور التركيب الذي عمل عليه لسنوات عديدة بالتعاون مع الفيزيائي سيرجيو فوكاردي. كان المفاعل المسمى "E-Сat" (اختصار لمحفز الطاقة) ينتج كمية غير طبيعية من الطاقة. تم اختبار E-Сat من قبل مجموعات مختلفة من الباحثين على مدى السنوات الأربع الماضية حيث دفع المجتمع العلمي لمراجعة الأقران.

تم إجراء الاختبار الأطول والأكثر تفصيلاً ، الذي يسجل جميع المعلمات الضرورية للعملية ، في مارس 2014 من قبل مجموعة جوزيبي ليفي ، والتي تضمنت خبراء مستقلين مثل إيفلين فوسكي ، عالمة الفيزياء النظرية من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء النووية في بولونيا ، أستاذ الفيزياء هانو إيسن من المعهد الملكي للتكنولوجيا في ستوكهولم ، وبالمناسبة ، الرئيس السابق للجمعية السويدية للمشككين ، وكذلك الفيزيائيين السويديين Bo Hoystad ، Roland Petersson ، Lars Tegner من جامعة Uppsala. أكد الخبراء أن الجهاز (الشكل 1) ، الذي تم فيه تسخين جرام واحد من الوقود إلى درجة حرارة حوالي 1400 درجة مئوية باستخدام الكهرباء ، أنتج كمية غير طبيعية من الحرارة (AMS Acta ، 2014 ، دوى: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

أرز. واحد.مفاعل E-Cat الخاص بأندريا روسي أثناء العمل. المخترع لا يكشف عن كيفية عمل المفاعل. ومع ذلك ، فمن المعروف أنه يتم وضع شحنة وقود وعناصر تسخين ومزدوجة حرارية داخل أنبوب السيراميك. سطح الأنبوب مضلع لتحسين تبديد الحرارة.

كان المفاعل عبارة عن أنبوب خزفي بطول 20 سم وقطره 2 سم ، تم وضع شحنة وقود وعناصر تسخين ومزدوجة حرارية داخل المفاعل ، والتي تم تغذية الإشارة منها إلى وحدة التحكم في التسخين. تم توفير الطاقة للمفاعل من شبكة كهربائية بجهد 380 فولت من خلال ثلاثة أسلاك مقاومة للحرارة ، تم تسخينها أثناء تشغيل المفاعل. يتكون الوقود بشكل أساسي من مسحوق النيكل (90٪) وهيدريد الألومنيوم الليثيوم LiAlH₄(10٪). عند تسخينه ، يتحلل هيدريد ألومنيوم الليثيوم ويطلق الهيدروجين ، والذي يمكن أن يمتصه النيكل ويدخل في تفاعل طارد للحرارة معه.

وأوضح التقرير أن إجمالي الحرارة المتولدة عن الجهاز على مدار 32 يومًا من التشغيل المتواصل بلغت حوالي 6 جيجا جول. تشير التقديرات الأولية إلى أن محتوى الطاقة في المسحوق أعلى بألف مرة من محتوى ، على سبيل المثال ، البنزين!

نتيجة للتحليلات الدقيقة للتكوين الأولي والنظيري ، أثبت الخبراء بشكل موثوق ظهور تغييرات في نسب الليثيوم والنيكل في الوقود المستهلك. إذا تزامن محتوى نظائر الليثيوم في الوقود الأولي مع نظائره الطبيعية: ⁶لي - 7.5٪ ، ⁷Li - 92.5٪ ، ثم المحتوى الموجود في الوقود المستهلك ⁶زاد لى إلى 92٪ ، والمحتوى ⁷انخفض Li إلى 8٪. كانت التشوهات في التركيب النظيري للنيكل قوية بنفس القدر. على سبيل المثال ، محتوى نظير النيكل ⁶²كان النيكل في "الرماد" 99٪ ، على الرغم من أنه كان 4٪ فقط في الوقود الأولي. تشير التغييرات المكتشفة في التركيب النظيري والإفراج الشاذ للحرارة إلى أن العمليات النووية ربما حدثت في المفاعل. ومع ذلك ، لم تسجل أي علامات على زيادة النشاط الإشعاعي المميز للتفاعلات النووية سواء أثناء تشغيل الجهاز أو بعد إيقافه.

لا يمكن أن تكون العمليات التي تجري في المفاعل تفاعلات انشطار نووي ، لأن الوقود يتكون من مواد مستقرة. يتم أيضًا استبعاد تفاعلات الاندماج النووي ، لأنه من وجهة نظر الفيزياء النووية الحديثة ، فإن درجة حرارة 1400 درجة مئوية لا تكاد تذكر للتغلب على قوى تنافر كولوم للنواة. هذا هو السبب في أن استخدام المصطلح المثير "الاندماج البارد" لمثل هذه العمليات هو خطأ مضلل.

على الأرجح ، نحن هنا نواجه مظاهر لنوع جديد من التفاعلات ، حيث تحدث تحولات جماعية منخفضة الطاقة لنوى العناصر التي يتكون منها الوقود. تُقدَّر طاقات مثل هذه التفاعلات بترتيب من 1-10 كيلو فولت لكل نواة ، أي أنها تحتل موقعًا وسيطًا بين التفاعلات النووية عالية الطاقة "العادية" (طاقات تزيد عن 1 إلكترون فولت لكل نواة) والتفاعلات الكيميائية (الطاقات) بترتيب 1 فولت لكل ذرة).

حتى الآن ، لا يمكن لأحد أن يشرح بشكل مرضٍ الظاهرة الموصوفة ، والفرضيات التي طرحها العديد من المؤلفين لا تصمد أمام النقد. لإنشاء الآليات الفيزيائية للظاهرة الجديدة ، من الضروري دراسة المظاهر المحتملة لهذه التفاعلات النووية منخفضة الطاقة بعناية في مختلف البيئات التجريبية وتعميم البيانات التي تم الحصول عليها. علاوة على ذلك ، تراكم قدر كبير من هذه الحقائق غير المبررة على مر السنين. هنا فقط بعض منهم.

انفجار كهربائي لسلك التنغستن - أوائل القرن العشرين

في عام 1922 ، نشر موظفو المختبر الكيميائي بجامعة شيكاغو كلارنس إيريون وجيرالد وندت ورقة بحثية عن دراسة الانفجار الكهربائي لسلك التنغستن في الفراغ (GL Wendt ، CE Irion ، محاولات تجريبية لتحلل التنغستن في درجات حرارة عالية.مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، 1922 ، 44 ، 1887-1894 ؛ الترجمة الروسية: محاولات تجريبية لتقسيم التنجستن في درجات حرارة عالية).

لا يوجد شيء غريب في الانفجار الكهربائي. تم اكتشاف هذه الظاهرة ليس أكثر أو أقل في نهاية القرن الثامن عشر ، ولكن في الحياة اليومية نلاحظها باستمرار ، عندما تحترق المصابيح الكهربائية (المصابيح المتوهجة بالطبع) خلال دائرة كهربائية قصيرة. ماذا يحدث في الانفجار الكهربائي؟ إذا كانت قوة التيار المتدفق عبر السلك المعدني كبيرة ، يبدأ المعدن في الذوبان والتبخر. تتشكل البلازما بالقرب من سطح السلك. يحدث التسخين بشكل غير متساو: تظهر "النقاط الساخنة" في أماكن عشوائية من السلك ، حيث يتم إطلاق المزيد من الحرارة ، وتصل درجة الحرارة إلى قيم الذروة ، ويحدث تدمير متفجر للمادة.

الشيء الأكثر إثارة للدهشة في هذه القصة هو أن العلماء توقعوا في الأصل أن يكتشفوا تجريبياً تحلل التنجستن إلى عناصر كيميائية أخف. في نيتهم ، اعتمد إيريون وويندت على الحقائق التالية المعروفة بالفعل في ذلك الوقت.

أولاً ، في الطيف المرئي للإشعاع الصادر عن الشمس والنجوم الأخرى ، لا توجد خطوط بصرية مميزة تنتمي إلى عناصر كيميائية ثقيلة. ثانيًا ، تبلغ درجة حرارة سطح الشمس حوالي 6000 درجة مئوية. لذلك ، فهموا أن ذرات العناصر الثقيلة لا يمكن أن توجد في درجات الحرارة هذه. ثالثًا ، عندما يتم تفريغ بنك مكثف على سلك معدني ، يمكن أن تصل درجة حرارة البلازما المتكونة أثناء الانفجار الكهربائي إلى 20000 درجة مئوية.

بناءً على ذلك ، اقترح العلماء الأمريكيون أنه إذا تم تمرير تيار كهربائي قوي عبر سلك رفيع مصنوع من عنصر كيميائي ثقيل ، مثل التنجستن ، وتم تسخينه إلى درجات حرارة مماثلة لدرجة حرارة الشمس ، فإن نوى التنجستن ستكون في حالة غير مستقرة وتتحلل إلى عناصر أخف. لقد أعدوا التجربة بعناية وأجروها ببراعة باستخدام وسائل بسيطة للغاية.

تم تنفيذ الانفجار الكهربائي لسلك التنجستن في دورق زجاجي كروي (الشكل 2) ، وأغلق عليه مكثفًا بسعة 0.1 ميكروفاراد ، مشحونًا بجهد 35 كيلوفولت. تم وضع السلك بين قطبين من التنغستن مثبتين ملحومين في القارورة من جانبين متعاكسين. بالإضافة إلى ذلك ، كان للقارورة قطب كهربائي "طيفي" إضافي ، والذي يعمل على إشعال تفريغ البلازما في الغاز المتكون بعد الانفجار الكهربائي.

أرز. 2. رسم تخطيطي لغرفة التفريغ المتفجرة في Irion و Wendt (تجربة عام 1922)

يجب ملاحظة بعض التفاصيل الفنية الهامة للتجربة. أثناء تحضيرها ، تم وضع القارورة في فرن ، حيث تم تسخينها بشكل مستمر عند 300 درجة مئوية لمدة 15 ساعة ، وخلال هذا الوقت تم تفريغ الغاز منه. إلى جانب تسخين القارورة ، تم تمرير تيار كهربائي عبر سلك التنغستن ، لتسخينه إلى درجة حرارة 2000 درجة مئوية. بعد التفريغ ، تم صهر أنبوب زجاجي يربط القارورة بمضخة زئبق بموقد وإغلاقه. جادل مؤلفو العمل بأن التدابير المتخذة جعلت من الممكن الحفاظ على ضغط منخفض للغاية من الغازات المتبقية في القارورة لمدة 12 ساعة. لذلك ، عندما تم تطبيق جهد عالي الجهد يبلغ 50 كيلوفولت ، لم يكن هناك أي انهيار بين "الطيف" وأقطاب التثبيت.

أجرى إيريون وويندت 21 تجربة انفجار كهربائي. نتيجة كل تجربة ، حوالي 10¹⁹ جزيئات غاز غير معروف. أظهر التحليل الطيفي أنه يحتوي على خط مميز من الهليوم -4. اقترح المؤلفون أن الهيليوم يتكون نتيجة تحلل ألفا للتنغستن الناجم عن انفجار كهربائي. تذكر أن جسيمات ألفا التي تظهر في عملية تحلل ألفا هي نوى الذرة ⁴هو.

تسبب نشر إيريون وويندت في صدى كبير في المجتمع العلمي في ذلك الوقت. لفت رذرفورد الانتباه إلى هذا العمل.وأعرب عن شكه العميق في أن الجهد المستخدم في التجربة (35 كيلو فولت) كان مرتفعًا بما يكفي للإلكترونات لتحفيز التفاعلات النووية في المعدن. رغبًا في التحقق من نتائج العلماء الأمريكيين ، أجرى رذرفورد تجربته - قام بإشعاع هدف تنجستن بشعاع إلكتروني بطاقة 100 كيلو فولت. لم يجد رذرفورد أي آثار لتفاعلات نووية في التنجستن ، والتي قدم عنها تقريرًا حادًا إلى حد ما في مجلة نيتشر. أخذ المجتمع العلمي جانب رذرفورد ، وتم الاعتراف بعمل إيريون وويندت على أنه خاطئ ونسي لسنوات عديدة.

انفجار كهربائي لسلك التنغستن: بعد 90 عامًا

بعد 90 عامًا فقط ، قام فريق بحث روسي برئاسة ليونيد إيربيكوفيتش أوروتسكوييف ، دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية ، بتكرار تجارب إيريون وويندت. تم إجراء التجارب ، المجهزة بأحدث المعدات التجريبية والتشخيصية ، في معهد سوخومي للفيزياء والتكنولوجيا الأسطوري في أبخازيا. أطلق الفيزيائيون على موقفهم اسم "هيليوس" تكريماً للفكرة التوجيهية لإريون وويندت (الشكل 3). توجد حجرة انفجار كوارتز في الجزء العلوي من التركيب ومتصلة بنظام فراغ - مضخة جزيئية توربينية (باللون الأزرق). أربعة كابلات سوداء تؤدي إلى غرفة الانفجار من مفرغ البنك المكثف بسعة 0.1 ميكروفاراد ، والذي يقع على يسار التركيب. بالنسبة للانفجار الكهربائي ، تم شحن البطارية حتى 35-40 كيلوفولت. مكنت معدات التشخيص المستخدمة في التجارب (غير الموضحة في الشكل) من دراسة التركيب الطيفي لتوهج البلازما ، الذي تم تشكيله أثناء الانفجار الكهربائي للسلك ، وكذلك التركيب الكيميائي والعنصري لمنتجات اضمحلالها.

أرز. 3. هكذا تبدو منشأة هيليوس ، حيث قامت مجموعة إل آي أوروتسكوييف بالتحقيق في انفجار سلك تنجستن في الفراغ (تجربة عام 2012)

أكدت تجارب مجموعة Urutskoyev الاستنتاج الرئيسي للعمل قبل تسعين عامًا. في الواقع ، نتيجة للانفجار الكهربائي للتنغستن ، تكونت كمية زائدة من ذرات الهليوم -4 (حوالي 10¹⁶ حبيبات). إذا تم استبدال سلك التنغستن بسلك حديدي ، فلن يتشكل الهيليوم. لاحظ أنه في التجارب التي أجريت على جهاز هيليوس ، سجل الباحثون عددًا أقل من ذرات الهيليوم بألف مرة مقارنة بتجارب إيريون وويندت ، على الرغم من أن "مدخلات الطاقة" في السلك كانت متماثلة تقريبًا. ما هو سبب هذا الاختلاف يبقى أن نرى.

أثناء الانفجار الكهربائي ، تم رش مادة السلك على السطح الداخلي لحجرة الانفجار. أظهر التحليل الطيفي الكتلي أن نظير التنجستن 180 كان ناقصًا في هذه البقايا الصلبة ، على الرغم من أن تركيزه في السلك الأصلي يتوافق مع التركيز الطبيعي. قد تشير هذه الحقيقة أيضًا إلى احتمال تحلل ألفا للتنغستن أو عملية نووية أخرى أثناء الانفجار الكهربائي لسلك (L. I. Urutskoev ، A. A. Rukhadze ، D. V Filippov ، A. O. Biryukov ، إلخ. سلك تنجستن. "اتصالات موجزة عن شبكة المعلومات والعمل بشأن الفيزياء للفيزياء" ، 2012 ، 7 ، 13-18).

تسريع تسوس ألفا بالليزر

تتضمن التفاعلات النووية منخفضة الطاقة بعض العمليات التي تسرع التحولات النووية التلقائية للعناصر المشعة. تم الحصول على نتائج مثيرة للاهتمام في هذا المجال في معهد الفيزياء العامة. AM Prokhorov RAS في المختبر برئاسة جورجي أيراتوفيتش شافيف ، دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية. اكتشف العلماء تأثيرًا مفاجئًا: تم تسريع تحلل ألفا لليورانيوم 238 بواسطة أشعة الليزر مع كثافة ذروة منخفضة نسبيًا 10¹²–10¹³ ث / سم² (AV Simakin ، GA Shafeev ، تأثير إشعاع الليزر للجسيمات النانوية في المحاليل المائية لملح اليورانيوم على نشاط النويدات. "إلكترونيات الكم" ، 2011 ، 41 ، 7 ، 614-618).

أرز. 4. صورة مجهرية لجسيمات الذهب النانوية التي تم الحصول عليها بإشعاع الليزر لهدف ذهبي في محلول مائي من ملح السيزيوم 137 (تجربة 2011)

هذا ما بدت عليه التجربة. في كفيت بمحلول مائي من ملح اليورانيوم UO₂Cl₂ بتركيز 5-35 مجم / مل ، تم وضع هدف ذهبي ، والذي تم تشعيعه بنبضات ليزر بطول موجي 532 نانومتر ، ومدة 150 بيكو ثانية ، ومعدل تكرار 1 كيلو هرتز لمدة ساعة واحدة. في ظل هذه الظروف ، يذوب السطح المستهدف جزئيًا ، ويغلي السائل الذي يتلامس معه على الفور. يرش ضغط البخار قطرات الذهب بحجم النانو من السطح المستهدف في السائل المحيط ، حيث تبرد وتتحول إلى جزيئات نانوية صلبة بحجم مميز يبلغ 10 نانومتر. تسمى هذه العملية الاستئصال بالليزر في السائل وتستخدم على نطاق واسع عندما تكون مطلوبة لإعداد محاليل غروانية للجسيمات النانوية من معادن مختلفة.

في تجارب شفيف 10¹⁵ جزيئات الذهب النانوية 1 سم³ المحلول. تختلف الخصائص الضوئية لهذه الجسيمات النانوية اختلافًا جذريًا عن خصائص صفيحة ذهبية ضخمة: فهي لا تعكس الضوء ، ولكنها تمتصه ، ويمكن تضخيم المجال الكهرومغناطيسي لموجة ضوئية بالقرب من الجسيمات النانوية بعامل يتراوح بين 100-10 آلاف والوصول إليها. القيم داخل الذرة!

تعرضت نوى اليورانيوم ومنتجاته المتحللة (الثوريوم والبروتكتينيوم) ، التي تصادف وجودها بالقرب من هذه الجسيمات النانوية ، لمجالات كهرومغناطيسية ليزرية متضخمة. نتيجة لذلك ، تغير نشاطها الإشعاعي بشكل ملحوظ. على وجه الخصوص ، تضاعف نشاط جاما للثوريوم 234. (تم قياس نشاط جاما للعينات قبل وبعد تشعيع الليزر باستخدام مطياف جاما من أشباه الموصلات.) نظرًا لأن الثوريوم -234 ينشأ من اضمحلال ألفا لليورانيوم 238 ، فإن الزيادة في نشاط جاما تشير إلى تسارع تحلل ألفا لنظير اليورانيوم هذا. لاحظ أن نشاط جاما لليورانيوم 235 لم يزد.

اكتشف علماء من GPI RAS أن إشعاع الليزر يمكن أن يسرع ليس فقط تحلل ألفا ، ولكن أيضًا تسوس بيتا للنظير المشع. ¹³⁷Cs هي أحد المكونات الرئيسية للانبعاثات المشعة والنفايات. في تجاربهم ، استخدموا ليزر بخار نحاسي أخضر يعمل في وضع نبضي متكرر بمدة نبضة تبلغ 15 نانوثانية ، ومعدل تكرار نبضي يبلغ 15 كيلو هرتز ، وقوة ذروة تبلغ 10⁹ ث / سم²… تأثير إشعاع الليزر على هدف ذهبي موضوع في كفيت بمحلول ملح مائي ¹³⁷Cs ، كان محتواها في محلول بحجم 2 مل حوالي 20 بيكوغرام.

بعد ساعتين من التشعيع المستهدف ، سجل الباحثون أن محلولًا غروانيًا يحتوي على جسيمات نانوية من الذهب 30 نانومتر تكونت في الكوفيت (الشكل 4) ، وأن نشاط جاما للسيزيوم 137 (وبالتالي تركيزه في المحلول) انخفض بمقدار 75٪. يبلغ عمر النصف للسيزيوم 137 حوالي 30 عامًا. وهذا يعني أن هذا الانخفاض في النشاط ، الذي تم الحصول عليه في تجربة مدتها ساعتان ، يجب أن يحدث في ظل الظروف الطبيعية في حوالي 60 عامًا. بقسمة 60 عامًا على ساعتين ، نجد أن معدل الانحلال زاد بنحو 260 ألف مرة أثناء التعرض لليزر. مثل هذه الزيادة الهائلة في معدل اضمحلال بيتا كان من المفترض أن تحول الكوفيت الذي يحتوي على محلول السيزيوم إلى مصدر قوي لإشعاع غاما المصاحب لتحلل بيتا المعتاد للسيزيوم 137. ومع ذلك ، في الواقع هذا لا يحدث. أظهرت قياسات الإشعاع أن نشاط جاما لمحلول الملح لا يزداد (E. V. Barmina ، A. V Simakin ، G. A. Shafeev ، تسوس السيزيوم -137 المستحث بالليزر. إلكترونيات الكم ، 2014 ، 44 ، 8 ، 791-792).

تشير هذه الحقيقة إلى أنه في ظل تأثير الليزر ، لا يستمر تحلل السيزيوم 137 وفقًا للسيناريو الأكثر احتمالًا (94.6٪) في ظل الظروف العادية مع انبعاث كمية جاما بطاقة 662 كيلو إلكترون فولت ، ولكن بطريقة مختلفة - غير إشعاعي.هذا ، على الأرجح ، هو اضمحلال بيتا المباشر مع تكوين نواة لنظير مستقر ¹³⁷Ba ، والتي تتحقق في الظروف العادية فقط في 5.4 ٪ من الحالات.

لا يزال سبب إعادة توزيع الاحتمالات في تفاعل تحلل بيتا للسيزيوم غير واضح. ومع ذلك ، هناك دراسات مستقلة أخرى تؤكد أن التعطيل السريع للسيزيوم 137 ممكن حتى في الأنظمة الحية.

حول الموضوع: مفاعل نووي في خلية حية

التفاعلات النووية منخفضة الطاقة في النظم الحية

لأكثر من عشرين عامًا ، شارك دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية ألا ألكساندروفنا كورنيلوفا في البحث عن التفاعلات النووية منخفضة الطاقة في الكائنات البيولوجية في كلية الفيزياء بجامعة موسكو الحكومية. ام في لومونوسوف. كانت أهداف التجارب الأولى عبارة عن بكتيريا Bacillus subtilis و Escherichia coli و Deinococcus radiodurans. تم وضعها في وسط مغذي مستنفد في الحديد ولكنه يحتوي على ملح المنغنيز MnSO₄والماء الثقيل د₂س. أظهرت التجارب أن هذا النظام أنتج نظيرًا ناقصًا للحديد - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I. ، Kornilova AA ، Samoylenko I. I. ، الاكتشاف التجريبي لظاهرة التحويل النووي منخفض الطاقة للنظائر (Mn⁵⁵إلى Fe⁵⁷) في زراعة الثقافات البيولوجية ، وقائع المؤتمر الدولي السادس للاندماج البارد ، 1996 ، اليابان ، 2 ، 687-693).

وفقًا لمؤلفي الدراسة ، فإن النظير ⁵⁷ظهر الحديد في نمو الخلايا البكتيرية نتيجة التفاعل ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (د هي نواة ذرة الديوتيريوم ، تتكون من بروتون ونيوترون). هناك حجة محددة لصالح الفرضية المقترحة هي حقيقة أنه إذا تم استبدال الماء الثقيل بالماء الخفيف أو ملح المنغنيز ، فقد تم استبعاده من تكوين وسط المغذيات ، عندها يكون النظير ⁵⁷لم تتراكم بكتيريا الحديد.

بعد التأكد من أن التحولات النووية للعناصر الكيميائية المستقرة ممكنة في الثقافات الميكروبيولوجية ، طبقت AA Kornilova طريقتها لإلغاء تنشيط النظائر المشعة طويلة العمر (Vysotskii VI ، Kornilova AA ، تحويل النظائر المستقرة وإلغاء تنشيط النفايات المشعة في النظم البيولوجية النامية حوليات الطاقة النووية ، 2013 ، 62 ، 626-633). هذه المرة ، لم تعمل Kornilova مع الزراعة الأحادية للبكتيريا ، ولكن مع الارتباط الفائق لأنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة من أجل زيادة بقائها في البيئات العدوانية. تتكيف كل مجموعة من هذا المجتمع إلى أقصى حد مع الحياة المشتركة والمساعدة الجماعية المتبادلة والحماية المتبادلة. نتيجة لذلك ، يتكيف الارتباط الفائق جيدًا مع مجموعة متنوعة من الظروف البيئية ، بما في ذلك زيادة الإشعاع. تتوافق الجرعة القصوى النموذجية التي تتحملها الثقافات الميكروبيولوجية العادية مع 30 كيلو مترًا ، وتتحمل الارتباطات الفائقة عدة مرات حجم أكبر ، كما أن نشاطها الأيضي لا يضعف تقريبًا.

تم وضع كميات متساوية من الكتلة الحيوية المركزة للكائنات الحية الدقيقة المذكورة أعلاه و 10 مل من محلول ملح السيزيوم 137 في الماء المقطر في أوعية زجاجية. كان نشاط جاما الأولي للحل 20000 بيكريل. في بعض الأكواخ ، تمت إضافة أملاح العناصر النزرة الحيوية Ca و K و Na بالإضافة إلى ذلك. تم حفظ الكوفيتات المغلقة عند 20 درجة مئوية وتم قياس نشاط جاما كل سبعة أيام باستخدام كاشف عالي الدقة.

لمدة مائة يوم من التجربة في خلية تحكم لا تحتوي على كائنات دقيقة ، انخفض نشاط السيزيوم 137 بنسبة 0.6٪. في كفيت يحتوي أيضًا على ملح البوتاسيوم - بنسبة 1٪. انخفض النشاط بسرعة أكبر في الكوفيت الذي يحتوي أيضًا على ملح الكالسيوم. هنا ، انخفض نشاط جاما بنسبة 24٪ ، وهو ما يعادل انخفاضًا بمقدار 12 ضعفًا في نصف عمر السيزيوم!

افترض المؤلفون ذلك نتيجة النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة ¹³⁷يتم تحويل Cs إلى ¹³⁸با هو نظير كيميائي حيوي للبوتاسيوم. إذا كان هناك القليل من البوتاسيوم في وسط المغذيات ، فإن تحويل السيزيوم إلى باريوم يحدث بمعدل متسارع ؛ إذا كان هناك الكثير ، يتم حظر عملية التحول. دور الكالسيوم بسيط. نظرًا لوجودها في وسط المغذيات ، فإن عدد الكائنات الحية الدقيقة ينمو بسرعة ، وبالتالي ، يستهلك المزيد من البوتاسيوم أو نظيره الكيميائي الحيوي - الباريوم ، أي يدفع تحول السيزيوم إلى باريوم.

ماذا عن التكاثر؟

تتطلب مسألة استنساخ التجارب الموصوفة أعلاه بعض الإيضاح. يتم تكرار مفاعل E-Cat ، الآسر ببساطته ، بواسطة مئات ، إن لم يكن الآلاف ، من المخترعين المتحمسين حول العالم.بل إن هناك منتديات خاصة على الإنترنت حيث يتبادل "المتماثلون" الخبرات ويظهرون إنجازاتهم. أحرز المخترع الروسي ألكسندر جورجيفيتش باركهوموف بعض التقدم في هذا الاتجاه. نجح في بناء مولد حراري يعمل على خليط من مسحوق النيكل وهيدريد ألومنيوم الليثيوم ، والذي يوفر كمية زائدة من الطاقة (AG Parkhomov ، نتائج اختبار نسخة جديدة من التناظرية لمولد الحرارة عالي الحرارة روسي. الاتجاهات العلمية الناشئة "، 2015 ، 8 ، 34-39) … ومع ذلك ، على عكس تجارب روسي ، لم يتم العثور على تشوهات في التركيب النظيري في الوقود المستهلك.

تعتبر التجارب على الانفجار الكهربائي لأسلاك التنغستن ، وكذلك على تسريع الليزر لتحلل العناصر المشعة ، أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية ولا يمكن إعادة إنتاجها إلا في المختبرات العلمية الجادة. في هذا الصدد ، يتم استبدال مسألة استنساخ التجربة بمسألة قابليتها للتكرار. بالنسبة للتجارب على التفاعلات النووية منخفضة الطاقة ، فإن الحالة النموذجية هي عندما يكون التأثير ، في ظل ظروف تجريبية متطابقة ، إما موجودًا أم لا. الحقيقة هي أنه لا يمكن التحكم في جميع معايير العملية ، بما في ذلك ، على ما يبدو ، المعلمة الرئيسية ، التي لم يتم تحديدها بعد. البحث عن الأوضاع المطلوبة يكاد يكون أعمى ويستغرق عدة أشهر وحتى سنوات. اضطر المجربون إلى تغيير الرسم التخطيطي للإعداد أكثر من مرة في عملية البحث عن معلمة تحكم - "المقبض" الذي يحتاج إلى "قلب" من أجل تحقيق التكرار المرضي. في الوقت الحالي ، تبلغ قابلية التكرار في التجارب الموصوفة أعلاه حوالي 30 ٪ ، أي يتم الحصول على نتيجة إيجابية في كل تجربة ثالثة. كثير أو قليل ، على القارئ أن يحكم. هناك شيء واحد واضح: بدون إنشاء نموذج نظري مناسب للظواهر المدروسة ، فمن غير المرجح أن يكون من الممكن تحسين هذه المعلمة بشكل جذري.

محاولة التفسير

على الرغم من النتائج التجريبية المقنعة التي تؤكد إمكانية التحولات النووية لعناصر كيميائية مستقرة ، وكذلك تسريع تحلل المواد المشعة ، فإن الآليات الفيزيائية لهذه العمليات لا تزال غير معروفة.

اللغز الرئيسي للتفاعلات النووية منخفضة الطاقة هو كيف تتغلب النوى الموجبة الشحنة على قوى التنافر عندما تقترب من بعضها البعض ، ما يسمى بحاجز كولوم. يتطلب هذا عادة درجات حرارة تصل إلى ملايين الدرجات المئوية. من الواضح أنه لم يتم الوصول إلى درجات الحرارة هذه في التجارب المدروسة. ومع ذلك ، هناك احتمال غير صفري أن الجسيم الذي لا يمتلك طاقة حركية كافية للتغلب على قوى التنافر سينتهي به المطاف بالقرب من النواة ويدخل في تفاعل نووي معها.

هذا التأثير ، المسمى بتأثير النفق ، ذو طبيعة كمومية بحتة ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بمبدأ عدم اليقين في هايزنبرغ. وفقًا لهذا المبدأ ، لا يمكن أن يكون للجسيم الكمومي (على سبيل المثال ، نواة الذرة) قيم محددة للإحداثيات والزخم في نفس الوقت. ناتج أوجه عدم اليقين (الانحرافات العشوائية التي لا مفر منها عن القيمة الدقيقة) للإحداثيات والزخم مقيد من الأسفل بقيمة تتناسب مع ثابت بلانك h. يحدد المنتج نفسه احتمالية المرور عبر النفق عبر حاجز محتمل: كلما زاد ناتج عدم اليقين في إحداثيات وزخم الجسيم ، زاد هذا الاحتمال.

في أعمال دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية ، البروفيسور فلاديمير إيفانوفيتش مانكو والمؤلفون المشاركون ، تبين أنه في حالات معينة للجسيم الكمي (ما يسمى بالحالات المترابطة المترابطة) ، يمكن أن يتجاوز ناتج عدم اليقين ثابت بلانك بعدة أوامر من حيث الحجم. وبالتالي ، بالنسبة للجسيمات الكمومية في مثل هذه الحالات ، سيزداد احتمال التغلب على حاجز كولوم (V. V. Dodonov ، V. I.مانكو ، الثوابت وتطور أنظمة الكم غير الثابتة. "وقائع شبكة المعلومات والعمل بشأن أولوية الغذاء". موسكو: Nauka، 1987، v. 183، p. 286).

إذا وجدت عدة نوى لعناصر كيميائية مختلفة نفسها في حالة ارتباط متماسكة في وقت واحد ، فقد تحدث في هذه الحالة عملية جماعية معينة ، مما يؤدي إلى إعادة توزيع البروتونات والنيوترونات فيما بينها. سيكون احتمال مثل هذه العملية أكبر ، وصغر الفرق بين طاقات الحالة الأولية والنهائية لمجموعة النوى. من الواضح أن هذا الظرف هو الذي يحدد الوضع الوسيط للتفاعلات النووية منخفضة الطاقة بين التفاعلات النووية الكيميائية و "العادية".

كيف تتشكل الدول المترابطة المتماسكة؟ ما الذي يجعل النوى تتحد في مجموعات وتتبادل النوى؟ أي النوى يمكنها وأيها لا تستطيع المشاركة في هذه العملية؟ لا توجد إجابات حتى الآن على هذه الأسئلة والعديد من الأسئلة الأخرى. يتخذ المنظرون الخطوات الأولى فقط نحو حل هذه المشكلة الأكثر إثارة للاهتمام.

لذلك ، في هذه المرحلة ، يجب أن ينتمي الدور الرئيسي في دراسة التفاعلات النووية منخفضة الطاقة إلى المجربين والمخترعين. هناك حاجة إلى دراسات نظرية وتجريبية منهجية لهذه الظاهرة المذهلة ، وتحليل شامل للبيانات التي تم الحصول عليها ، ومناقشة واسعة للخبراء.

سيساعدنا فهم وإتقان آليات التفاعلات النووية منخفضة الطاقة في حل مجموعة متنوعة من المشكلات التطبيقية - إنشاء محطات طاقة ذاتية رخيصة الثمن ، وتقنيات عالية الكفاءة لإزالة التلوث من النفايات النووية وتحويل العناصر الكيميائية.