Ydinreaktiot hehkulampuissa ja bakteereissa

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Tieteellä on omat kielletyt aiheensa, omat tabunsa. Nykyään harvat tiedemiehet uskaltavat tutkia biokenttiä, erittäin pieniä annoksia, veden rakennetta …

Alueet ovat vaikeita, pilvisiä, vaikea antaa periksi. Täällä on helppo menettää maine, joka tunnetaan pseudotieteilijänä, eikä apurahan saamisesta tarvitse puhua. Tieteessä on mahdotonta ja vaarallista ylittää yleisesti hyväksyttyjä käsitteitä, loukata dogmeja. Mutta toisinaan tiedossa uusia polkuja tasoittaa uskaliaisten, jotka ovat valmiita olemaan erilaisia kuin kaikki muut, ponnistelut.

Olemme useaan otteeseen havainneet, kuinka tieteen kehittyessä dogmit alkavat horjua ja vähitellen saavuttaa epätäydellisen alustavan tiedon aseman. Joten, ja useammin kuin kerran, se oli biologiassa. Näin oli fysiikassa. Näemme saman asian kemiassa. Silmiemme edessä totuus oppikirjasta "aineen koostumus ja ominaisuudet eivät riipu sen valmistusmenetelmistä" romahti nanoteknologian hyökkäyksen alla. Kävi ilmi, että nanomuodossa oleva aine voi muuttaa ominaisuuksiaan radikaalisti - esimerkiksi kulta lakkaa olemasta jalometalli.

Tänä päivänä voidaan todeta, että on olemassa melkoinen määrä kokeita, joiden tuloksia ei voida selittää yleisesti hyväksyttyjen näkemysten kannalta. Eikä tieteen tehtävä ole hylätä niitä, vaan kaivaa ja yrittää päästä totuuteen. Asento "tämä ei voi olla, koska se ei voi koskaan olla" on tietysti kätevä, mutta se ei voi selittää mitään. Lisäksi käsittämättömät, selittämättömät kokeet voivat olla tieteen löytöjen ennakkoedustajia, kuten on jo tapahtunut. Yksi sellaisista kuumista aiheista kirjaimellisessa ja kuvaannollisessa mielessä on niin sanotut matalaenergiset ydinreaktiot, joita nykyään kutsutaan nimellä LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.

Pyysimme fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtoria Stepan Nikolajevitš AndreevYleisen fysiikan instituutista. AM Prokhorov RAS tutustuttaa meidät ongelman ytimeen ja joihinkin tieteellisiin kokeisiin, jotka on tehty Venäjän ja länsimaisissa laboratorioissa ja julkaistu tieteellisissä lehdissä. Kokeet, joiden tuloksia emme voi vielä selittää.

Reaktori "E-Сat" Andrea Rossi

Lokakuun puolivälissä 2014 maailman tiedeyhteisö oli innoissaan uutisesta - Bolognan yliopiston fysiikan professori Giuseppe Levi ja muut kirjoittajat julkaisivat raportin E-Сat-reaktorin testauksen tuloksista. italialainen keksijä Andrea Rossi.

Muista, että vuonna 2011 A. Rossi esitteli yleisölle installaation, jonka parissa hän työskenteli monta vuotta yhteistyössä fyysikon Sergio Fokardin kanssa. Reaktori, nimeltään "E-Сat" (lyhenne sanoista Energy Catalizer), tuotti epänormaalin määrän energiaa. Eri tutkijaryhmät ovat testaaneet E-Сatia viimeisten neljän vuoden aikana tiedeyhteisön vaatiessa vertaisarviointia.

Pisimmän ja yksityiskohtaisimman testin, joka tallensi kaikki prosessin tarvittavat parametrit, suoritti maaliskuussa 2014 Giuseppe Levin ryhmä, johon kuului sellaisia riippumattomia asiantuntijoita kuin Evelyn Foski, teoreettinen fyysikko Italian kansallisesta ydinfysiikan instituutista Bolognasta, fysiikan professori Hanno Essen Tukholman Kuninkaallisesta teknillisestä korkeakoulusta ja muuten Ruotsin skeptikkoseuran entinen puheenjohtaja sekä ruotsalaiset fyysikot Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner Uppsalan yliopistosta. Asiantuntijat vahvistivat, että laite (kuva 1), jossa yksi gramma polttoainetta lämmitettiin noin 1400 °C:n lämpötilaan sähköllä, tuotti epänormaalin määrän lämpöä (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Riisi. yksi. Andrea Rossin E-Cat-reaktori töissä. Keksijä ei paljasta, kuinka reaktori toimii. Tiedetään kuitenkin, että keraamisen putken sisään on sijoitettu polttoainepanos, lämmityselementit ja termopari. Putken pinta on uurrettu paremman lämmönpoiston takaamiseksi.

Reaktori oli 20 cm pitkä ja halkaisijaltaan 2 cm keraaminen putki, jonka sisällä oli polttoainepanos, lämmityselementit ja termopari, josta signaali syötettiin lämmityksen ohjausyksikköön. Reaktoriin syötettiin tehoa sähköverkosta, jonka jännite oli 380 volttia kolmen lämmönkestävän johdon kautta, jotka lämmitettiin punakuumeiksi reaktorin käytön aikana. Polttoaine koostui pääasiassa nikkelijauheesta (90 %) ja litiumalumiinihydridistä LiAlH₄(10 %). Kuumennettaessa litiumalumiinihydridi hajosi ja vapautui vetyä, joka saattoi imeytyä nikkeliin ja joutua eksotermiseen reaktioon sen kanssa.

Raportin mukaan laitteen tuottama kokonaislämpö 32 päivän jatkuvan käytön aikana oli noin 6 GJ. Alkuarviot osoittavat, että jauheen energiapitoisuus on yli tuhat kertaa suurempi kuin esimerkiksi bensiinin!

Alkuaine- ja isotooppikoostumuksen huolellisten analyysien tuloksena asiantuntijat ovat luotettavasti todenneet, että käytetyssä polttoaineessa on ilmennyt muutoksia litiumin ja nikkelin isotooppien suhteissa. Jos litiumin isotooppien pitoisuus alkuperäisessä polttoaineessa osui luonnolliseen: ⁶Li - 7,5 % ⁷Li - 92,5%, silloin käytetyn polttoaineen pitoisuus on ⁶Li nousi 92%, ja sisältö ⁷Li laski 8 prosenttiin. Nikkelin isotooppisen koostumuksen vääristymät olivat yhtä voimakkaita. Esimerkiksi nikkelin isotoopin pitoisuus ⁶²Ni "tuhkassa" oli 99%, vaikka se oli vain 4% alkuperäisessä polttoaineessa. Havaitut muutokset isotooppikoostumuksessa ja poikkeuksellisen korkea lämmön vapautuminen osoittivat, että reaktorissa saattoi tapahtua ydinprosesseja. Ydinreaktiolle ominaista lisääntynyttä radioaktiivisuutta ei kuitenkaan havaittu laitteen käytön aikana eikä sen pysäyttämisen jälkeen.

Reaktorissa tapahtuvat prosessit eivät voineet olla ydinfissioreaktioita, koska polttoaine koostui stabiileista aineista. Myös ydinfuusioreaktiot ovat poissuljettuja, koska nykyaikaisen ydinfysiikan näkökulmasta 1400 °C:n lämpötila on mitätön ytimien Coulombin hylkimisvoimien voittamiseksi. Siksi sensaatiomaisen termin "kylmäfuusio" käyttö tällaisille prosesseille on harhaanjohtava virhe.

Luultavasti täällä kohtaamme uudentyyppisten reaktioiden ilmenemismuotoja, joissa tapahtuu polttoaineen muodostavien elementtien ytimien kollektiivisia matalaenergisiä muutoksia. Tällaisten reaktioiden energioiden arvioidaan olevan luokkaa 1–10 keV nukleonia kohti, eli ne ovat "tavallisten" korkeaenergisten ydinreaktioiden (energiat yli 1 MeV per nukleoni) ja kemiallisten reaktioiden (energiat) välissä. luokkaa 1 eV atomia kohti).

Toistaiseksi kukaan ei ole pystynyt selittämään kuvattua ilmiötä tyydyttävästi, eivätkä monien kirjoittajien esittämät hypoteesit kestä kritiikkiä. Uuden ilmiön fyysisten mekanismien selvittämiseksi on tarpeen tutkia huolellisesti tällaisten matalaenergisten ydinreaktioiden mahdollisia ilmenemismuotoja erilaisissa kokeellisissa olosuhteissa ja yleistää saadut tiedot. Lisäksi tällaisia selittämättömiä tosiasioita on kertynyt vuosien varrella huomattava määrä. Tässä on vain muutamia niistä.

Volframilangan sähköräjähdys - 1900-luvun alku

Chicagon yliopiston kemiallisen laboratorion työntekijät Clarence Irion ja Gerald Wendt julkaisivat vuonna 1922 artikkelin volframilangan sähköräjähdyksen tutkimuksesta tyhjiössä (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decomose Tungsten at High Temperatures. Journal of the American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Venäjän käännös: Kokeellinen yritys halkaista volframia korkeissa lämpötiloissa).

Sähköräjähdyksessä ei ole mitään eksoottista. Tämä ilmiö havaittiin ei enempää eikä vähempää 1700-luvun lopulla, mutta arjessa havaitsemme sitä jatkuvasti, kun oikosulun aikana hehkulamput palavat (hehkulamput tietysti). Mitä tapahtuu sähköräjähdyksessä? Jos metallilangan läpi virtaavan virran voimakkuus on suuri, metalli alkaa sulaa ja haihtua. Plasma muodostuu lähelle langan pintaa. Lämpeneminen tapahtuu epätasaisesti: langan satunnaisiin paikkoihin ilmaantuu”kuumia kohtia”, joissa vapautuu enemmän lämpöä, lämpötila saavuttaa huippuarvot ja tapahtuu materiaalin räjähdysmäinen tuhoutuminen.

Silmiinpistävin asia tässä tarinassa on, että tutkijat odottivat alun perin havaitsevan kokeellisesti volframin hajoamisen kevyemmiksi kemiallisiksi alkuaineiksi. Irion ja Wendt nojasivat tarkoituksessaan seuraaviin jo tuolloin tunnetuihin seikkoihin.

Ensinnäkin Auringon ja muiden tähtien näkyvässä säteilyspektrissä ei ole raskaille kemiallisille alkuaineille ominaisia optisia viivoja. Toiseksi, auringon pinnan lämpötila on noin 6000 ° C. Siksi he päättelivät, että raskaiden alkuaineiden atomeja ei voi olla olemassa tällaisissa lämpötiloissa. Kolmanneksi, kun kondensaattoripankki puretaan metallilangalle, sähköräjähdyksen aikana muodostuneen plasman lämpötila voi nousta 20 000 °C:seen.

Tämän perusteella amerikkalaiset tutkijat ehdottivat, että jos vahva sähkövirta johdetaan ohuesta raskaasta kemiallisesta elementistä, kuten volframista, tehdyn langan läpi ja kuumennetaan Auringon lämpötilaa vastaaviin lämpötiloihin, volframiytimet ovat epävakaa tila ja hajoaa kevyemmiksi elementeiksi. He valmistelivat huolellisesti ja suorittivat kokeen loistavasti käyttämällä hyvin yksinkertaisia keinoja.

Volframilangan sähköräjähdys suoritettiin lasisessa pallomaisessa pullossa (kuva 2), jossa suljettiin kondensaattori, jonka kapasiteetti oli 0,1 mikrofaradia ja joka oli ladattu 35 kilovoltin jännitteeseen. Lanka sijaitsi kahden kiinnitysvolframielektrodin välissä, jotka oli juotettu pulloon kahdelta vastakkaiselta puolelta. Lisäksi pullossa oli ylimääräinen "spektri" elektrodi, joka sytytti plasmapurkauksen sähköräjähdyksen jälkeen muodostuneessa kaasussa.

Riisi. 2. Kaavio Irionin ja Wendtin purkausräjähdyskammiosta (koe vuodelta 1922)

Joitakin tärkeitä kokeen teknisiä yksityiskohtia tulee huomioida. Valmistuksen aikana pullo asetettiin uuniin, jossa sitä kuumennettiin jatkuvasti 300 °C:ssa 15 tuntia, ja tänä aikana kaasu poistettiin siitä. Pullon lämmittämisen ohella volframilangan läpi johdettiin sähkövirtaa, joka lämmitettiin 2000 °C:n lämpötilaan. Kaasunpoiston jälkeen lasiputki, joka yhdisti pullon elohopeapumppuun, sulatettiin polttimella ja suljettiin. Työn kirjoittajat väittivät, että toteutetut toimenpiteet mahdollistivat jäännöskaasujen erittäin alhaisen paineen ylläpitämisen pullossa 12 tunnin ajan. Siksi, kun käytettiin 50 kilovoltin suurjännitettä, "spektrin" ja kiinnityselektrodien välillä ei tapahtunut hajoamista.

Irion ja Wendt suorittivat kaksikymmentäyksi sähköräjähdyskoetta. Jokaisen kokeen tuloksena noin 10¹⁹ tuntemattoman kaasun hiukkasia. Spektrianalyysi osoitti, että se sisälsi tunnusomaisen helium-4-viivan. Kirjoittajat ehdottivat, että heliumia muodostuu sähköräjähdyksen aiheuttaman volframin alfahajoamisen seurauksena. Muista, että alfahajoamisprosessissa esiintyvät alfahiukkaset ovat atomin ytimiä ⁴Hän.

Irionin ja Wendtin julkaiseminen aiheutti tuolloin suuren resonanssin tiedeyhteisössä. Rutherford itse kiinnitti huomiota tähän työhön. Hän ilmaisi syvän epäilynsä siitä, että kokeessa käytetty jännite (35 kV) oli tarpeeksi korkea, jotta elektronit voivat aiheuttaa ydinreaktioita metallissa. Halutessaan tarkistaa amerikkalaisten tutkijoiden tulokset, Rutherford suoritti kokeensa - hän säteilytti volframikohteen elektronisäteellä, jonka energia oli 100 keV. Rutherford ei löytänyt jälkeäkään ydinreaktioista volframista, josta hän teki melko terävän raportin Nature-lehdessä. Tiedeyhteisö asettui Rutherfordin puolelle, Irionin ja Wendtin työ tunnustettiin virheelliseksi ja unohdettu moniksi vuosiksi.

Volframilangan sähköräjähdys: 90 vuotta myöhemmin

Vain 90 vuotta myöhemmin venäläinen tutkimusryhmä, jota johti fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori Leonid Irbekovich Urutskoyev, ryhtyi toistamaan Irionin ja Wendtin kokeita. Nykyaikaisilla kokeellisilla ja diagnostisilla laitteilla varustetut kokeet suoritettiin legendaarisessa Sukhumin fysiikan ja teknologian instituutissa Abhasiassa. Fyysikot antoivat asenteelleen nimen "HELIOS" Irionin ja Wendtin ohjaavan idean kunniaksi (kuva 3). Kvartsiräjähdyskammio sijaitsee asennuksen yläosassa ja on kytketty tyhjiöjärjestelmään - turbomolekulaariseen pumppuun (värillinen sininen). Neljä mustaa kaapelia johtaa puhalluskammioon asennuksen vasemmalla puolella olevasta 0,1 mikrofaradin kapasiteetin kondensaattoripariston purkauslaitteesta. Sähköräjähdystä varten akkua ladattiin 35–40 kilovolttiin. Kokeissa käytetyt diagnostiset laitteet (ei esitetty kuvassa) mahdollistivat langan sähköräjähdyksen aikana syntyneen plasman hehkun spektrikoostumuksen sekä langan sähköräjähdyksen aikana syntyneen plasman hehkun spektrikoostumuksen sekä sen tuotteiden kemiallisen ja alkuainekoostumuksen tutkimisen. sen rappeutuminen.

Riisi. 3. Tältä näyttää HELIOS-installaatio, jossa L. I. Urutskojevin ryhmä tutki volframilangan räjähdystä tyhjiössä (koe 2012)

Urutskojevin ryhmän kokeet vahvistivat työn pääjohtopäätöksen yhdeksänkymmentä vuotta sitten. Todellakin, volframin sähköräjähdyksen seurauksena muodostui ylimäärä helium-4-atomeja (noin 10¹⁶ hiukkaset). Jos volframilanka korvattiin rautalangalla, heliumia ei muodostunut. Huomaa, että HELIOS-laitteella tehdyissä kokeissa tutkijat tallensivat tuhat kertaa vähemmän heliumatomeja kuin Irionin ja Wendtin kokeissa, vaikka "energian syöttö" lankaan oli suunnilleen sama. Mikä on syy tähän eroon, jää nähtäväksi.

Sähköräjähdyksen aikana lankamateriaalia suihkutettiin räjähdyskammion sisäpinnalle. Massaspektrometrianalyysi osoitti, että volframi-180-isotoopista puuttui nämä kiinteät jäännökset, vaikka sen pitoisuus alkuperäisessä langassa vastasi luonnollista. Tämä seikka voi myös viitata mahdolliseen volframin alfahajoamiseen tai muuhun ydinprosessiin langan sähköräjähdyksen aikana (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov jne. Optisen säteilyn spektrikoostumuksen tutkimus sähköisessä räjähdyksessä volframilanka. "Brief Communications on Physics FIAN", 2012, 7, 13–18).

Alfa-hajoamisen nopeuttaminen laserilla

Matalaenergiset ydinreaktiot sisältävät joitain prosesseja, jotka nopeuttavat radioaktiivisten alkuaineiden spontaaneja ydinmuutoksia. Yleisen fysiikan instituutissa saatiin tällä alalla mielenkiintoisia tuloksia. A. M. Prokhorov RAS laboratoriossa, jota johtaa fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori Georgy Airatovich Shafeev. Tutkijat ovat havainneet yllättävän vaikutuksen: uraani-238:n alfahajoamista kiihdytti lasersäteily suhteellisen alhaisella huippuintensiteetillä 10¹²–10¹³ W/cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Uraanisuolan vesiliuoksissa olevien nanopartikkelien lasersäteilytyksen vaikutus nuklidien aktiivisuuteen. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614–618).

Riisi. 4. Mikrovalokuva kultananohiukkasista, jotka on saatu lasersäteilyttämällä kultakohdetta cesium-137-suolan vesiliuoksessa (koe 2011)

Kokeilu näytti tältä. Kyvettiin, jossa on uraanisuolan UO vesiliuosta₂Cl₂ Konsentraatiolla 5–35 mg / ml asetettiin kultainen kohde, jota säteilytettiin laserpulsseilla, joiden aallonpituus oli 532 nanometriä, kesto 150 pikosekuntia ja toistonopeus 1 kilohertsi tunnin ajan. Tällaisissa olosuhteissa kohdepinta osittain sulaa ja sen kanssa kosketuksissa oleva neste kiehuu välittömästi. Höyrynpaine suihkuttaa nanokokoisia kultapisaroita kohteen pinnalta ympäröivään nesteeseen, jossa ne jäähtyvät ja muuttuvat kiinteiksi nanohiukkasiksi, joiden ominaiskoko on 10 nanometriä. Tätä prosessia kutsutaan laserablaatioksi nesteessä, ja sitä käytetään laajalti, kun sitä tarvitaan valmistamaan kolloidisia liuoksia eri metallien nanohiukkasista.

Shafeevin kokeissa 10¹⁵ kullan nanohiukkasia 1 cm:ssä³ ratkaisu. Tällaisten nanopartikkelien optiset ominaisuudet eroavat radikaalisti massiivisen kultalevyn ominaisuuksista: ne eivät heijasta valoa, vaan absorboivat sitä, ja valoaallon sähkömagneettinen kenttä nanopartikkelien lähellä voi vahvistua kertoimella 100-10 000 ja saavuttaa atomin sisäiset arvot!

Näiden nanohiukkasten lähellä sattuneet uraanin ja sen hajoamistuotteiden (torium, protactinium) ytimet altistettiin moninkertaisesti vahvistetuille lasersähkömagneettisille kentille. Tämän seurauksena niiden radioaktiivisuus on muuttunut huomattavasti. Erityisesti torium-234:n gamma-aktiivisuus on kaksinkertaistunut. (Näytteiden gamma-aktiivisuus ennen lasersäteilytystä ja sen jälkeen mitattiin puolijohde-gamma-spektrometrillä.) Koska torium-234 syntyy uraani-238:n alfahajoamisesta, sen gamma-aktiivisuuden lisääntyminen osoittaa tämän uraani-isotoopin kiihtyneen alfahajoamisen.. Huomaa, että uraani-235:n gamma-aktiivisuus ei lisääntynyt.

GPI RAS:n tutkijat ovat havainneet, että lasersäteily voi nopeuttaa alfa-hajoamisen lisäksi myös radioaktiivisen isotoopin beetahajoamista. ¹³⁷Cs on yksi radioaktiivisten päästöjen ja jätteiden pääkomponenteista. Kokeissaan he käyttivät vihreää kuparihöyrylaseria, joka toimii toistuvasti pulssitilassa pulssin keston ollessa 15 nanosekuntia, pulssin toistonopeudella 15 kilohertsiä ja huippuintensiteetillä 10⁹ W/cm²… Lasersäteily vaikutti kultaiseen kohteeseen, joka oli asetettu kyvettiin, jossa oli suolaliuosta ¹³⁷Cs, jonka pitoisuus 2 ml:n liuoksessa oli noin 20 pikogrammaa.

Kahden tunnin kohdesäteilytyksen jälkeen tutkijat havaitsivat, että kyvettiin muodostui kolloidinen liuos, jossa oli 30 nm kultananohiukkasia (kuva 4), ja cesium-137:n gamma-aktiivisuus (ja siten sen pitoisuus liuoksessa) väheni 75 %. Cesium-137:n puoliintumisaika on noin 30 vuotta. Tämä tarkoittaa, että tällaisen kahden tunnin kokeessa saadun aktiivisuuden laskun pitäisi tapahtua luonnollisissa olosuhteissa noin 60 vuoden kuluttua. Jakamalla 60 vuotta kahdella tunnilla huomaamme, että vaimennusnopeus kasvoi noin 260 000 kertaa laseraltistuksen aikana. Tällaisen jättimäisen beetahajoamisnopeuden kasvun olisi pitänyt muuttaa cesiumliuosta sisältävästä kyvetistä voimakas gammasäteilyn lähde, joka liittyy cesium-137:n tavanomaiseen beetahajoamiseen. Todellisuudessa näin ei kuitenkaan tapahdu. Säteilymittaukset osoittivat, että suolaliuoksen gamma-aktiivisuus ei kasva (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Tämä tosiasia viittaa siihen, että laserilla cesium-137:n hajoaminen ei tapahdu todennäköisimmän (94,6 %) skenaarion mukaisesti normaaleissa olosuhteissa gamma-kvantin emission kanssa, jonka energia on 662 keV, vaan eri tavalla - ei-säteilyttämällä. Tämä on oletettavasti suoraa beetahajoamista, jossa muodostuu stabiilin isotoopin ydin ¹³⁷Ba, joka normaaleissa olosuhteissa toteutuu vain 5,4 %:ssa tapauksista.

Miksi tällainen todennäköisyyksien uudelleenjakauma tapahtuu cesiumin beetahajoamisreaktiossa, on edelleen epäselvää. On kuitenkin olemassa muita riippumattomia tutkimuksia, jotka vahvistavat, että cesium-137:n nopeutettu deaktivointi on mahdollista jopa elävissä järjestelmissä.

Aiheesta: Ydinreaktori elävässä solussa

Matalaenergiset ydinreaktiot elävissä järjestelmissä

Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtori Alla Aleksandrovna Kornilova on yli kahdenkymmenen vuoden ajan etsinyt matalaenergisiä ydinreaktioita biologisissa esineissä Moskovan valtionyliopiston fysiikan tiedekunnassa. M. V. Lomonosov. Ensimmäisten kokeiden kohteena olivat Bacillus subtilis-, Escherichia coli- ja Deinococcus radiodurans -bakteerien viljelmät. Ne asetettiin ravintoalustaan, josta oli köyhdytetty rautaa, mutta joka sisälsi mangaanisuolaa MnSO₄ja raskas vesi D₂O. Kokeet ovat osoittaneet, että tämä järjestelmä tuotti puutteellisen raudan isotoopin - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Kokeellinen löytö isotooppien (Mn) matalaenergisen ydintransmutaatioilmiön ilmiöstä⁵⁵Fe⁵⁷) kasvavissa biologisissa viljelmissä, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japan, 2, 687–693).

Tutkimuksen tekijöiden mukaan isotooppi ⁵⁷Fe ilmaantui kasvaviin bakteerisoluihin reaktion seurauksena ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d on deuteriumatomin ydin, joka koostuu protonista ja neutronista). Varma argumentti ehdotetun hypoteesin puolesta on se, että jos raskas vesi korvataan kevyellä vedellä tai mangaanisuola suljetaan pois ravinneväliaineen koostumuksesta, isotooppi ⁵⁷Fe-bakteerit eivät kertyneet.

Varmistettuaan, että stabiilien kemiallisten alkuaineiden ydinmuunnokset ovat mahdollisia mikrobiologisissa viljelmissä, AA Kornilova sovelsi menetelmäään pitkäikäisten radioaktiivisten isotooppien deaktivointiin (Vysotskii VI, Kornilova AA, Stabiilisten isotooppien transmutaatio ja radioaktiivisen jätteen deaktivointi kasvavissa biologisissa järjestelmissä Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Tällä kertaa Kornilova ei työskennellyt bakteerien monokulttuurien kanssa, vaan erityyppisten mikro-organismien superyhdistyksen kanssa lisätäkseen niiden selviytymistä aggressiivisissa ympäristöissä. Jokainen tämän yhteisön ryhmä on mahdollisimman sopeutunut yhteiseen elämään, kollektiiviseen keskinäiseen apuun ja keskinäiseen suojeluun. Tämän seurauksena superassosiaatio mukautuu hyvin erilaisiin ympäristöolosuhteisiin, mukaan lukien lisääntynyt säteily. Tyypillinen enimmäisannos, jonka tavalliset mikrobiologiset viljelmät kestävät, vastaa 30 kiloradia, ja superassosiaatiot kestävät useita suuruusluokkaa enemmän, ja niiden metabolinen aktiivisuus ei juuri heikkene.

Lasikyvetteihin laitettiin yhtä suuret määrät edellä mainittujen mikro-organismien väkevöityä biomassaa ja 10 ml cesium-137-suolan liuosta tislatussa vedessä. Liuoksen alkuperäinen gamma-aktiivisuus oli 20 000 becquereliä. Joihinkin kyvetteihin lisättiin lisäksi elintärkeiden hivenaineiden Ca, K ja Na suoloja. Suljetut kyvetit pidettiin 20 °C:ssa ja niiden gamma-aktiivisuus mitattiin joka seitsemäs päivä käyttämällä erittäin tarkkaa ilmaisinta.

Sata päivää kestäneen kokeen aikana kontrollisolussa, joka ei sisältänyt mikro-organismeja, cesium-137:n aktiivisuus laski 0,6 %. Kyvetissä, joka sisältää lisäksi kaliumsuolaa - 1%. Aktiivisuus laski nopeimmin kyvetissä, joka sisälsi lisäksi kalsiumsuolaa. Tässä gamma-aktiivisuus on vähentynyt 24 %, mikä vastaa cesiumin puoliintumisajan 12-kertaista lyhenemistä!

Kirjoittajat olettivat, että mikro-organismien elintärkeän toiminnan seurauksena ¹³⁷Cs muunnetaan muotoon ¹³⁸Ba on kaliumin biokemiallinen analogi. Jos ravintoaineessa on vähän kaliumia, cesiumin muuttuminen bariumiksi tapahtuu kiihtyvällä nopeudella; jos sitä on paljon, muutosprosessi estyy. Kalsiumin rooli on yksinkertainen. Ravinneväliaineessa esiintymisen vuoksi mikro-organismien populaatio kasvaa nopeasti ja kuluttaa siksi enemmän kaliumia tai sen biokemiallista analogia - bariumia, eli se ajaa cesiumin muuttumisen bariumiksi.

Entä toistettavuus?

Kysymys edellä kuvattujen kokeiden toistettavuudesta vaatii selvennystä. Yksinkertaisuudellaan valloittavaa E-Cat Reactoria jäljittelevät sadat, elleivät tuhannet, innostuneet keksijät ympäri maailmaa. Internetissä on jopa erityisiä foorumeita, joissa "replikaattorit" vaihtavat kokemuksia ja esittelevät saavutuksiaan. Venäläinen keksijä Alexander Georgievich Parkhomov on edistynyt jonkin verran tähän suuntaan. Hän onnistui rakentamaan lämpögeneraattorin, joka toimii nikkelijauheen ja litiumalumiinihydridin seoksella, joka tuottaa ylimääräistä energiaa (AG Parkhomov, Korkean lämpötilan lämpögeneraattorin Rossin analogin uuden version testitulokset. "Journal nousevien tieteen suuntien kehitys", 2015, 8, 34–39) … Toisin kuin Rossin kokeissa, käytetystä polttoaineesta ei kuitenkaan löydetty isotooppikoostumuksen vääristymiä.

Kokeet volframilankojen sähköisestä räjähdyksestä sekä radioaktiivisten elementtien hajoamisen laserkiihdytyksestä ovat tekniseltä kannalta paljon monimutkaisempia, ja ne voidaan toistaa vain vakavissa tieteellisissä laboratorioissa. Tässä suhteessa kysymys kokeen toistettavuudesta korvataan kysymyksellä sen toistettavuudesta. Matalaenergisten ydinreaktioiden kokeissa tyypillinen tilanne on, kun identtisissä koeolosuhteissa vaikutus on joko olemassa tai ei. Tosiasia on, että ei ole mahdollista hallita kaikkia prosessin parametreja, mukaan lukien ilmeisesti tärkein, jota ei ole vielä tunnistettu. Tarvittavien tilojen etsiminen on lähes sokeaa ja kestää useita kuukausia ja jopa vuosia. Kokeilijoiden on täytynyt muuttaa järjestelmän kaaviota useammin kuin kerran etsiessään ohjausparametria - "nuppia", jota on "käännettävä" tyydyttävän toistettavuuden saavuttamiseksi. Tällä hetkellä toistettavuus yllä kuvatuissa kokeissa on noin 30 %, eli joka kolmannessa kokeessa saadaan positiivinen tulos. Se on paljon tai vähän, lukijan arvioitava. Yksi asia on selvä: luomatta riittävää teoreettista mallia tutkituista ilmiöistä, on epätodennäköistä, että tätä parametria on mahdollista parantaa radikaalisti.

Tulkintayritys

Huolimatta vakuuttavista kokeellisista tuloksista, jotka vahvistavat stabiilien kemiallisten alkuaineiden ydinmuunnosten mahdollisuuden sekä nopeuttavat radioaktiivisten aineiden hajoamista, näiden prosessien fysikaalisia mekanismeja ei vielä tunneta.

Matalaenergisten ydinreaktioiden pääasiallinen mysteeri on, kuinka positiivisesti varautuneet ytimet ylittävät hylkivät voimat lähestyessään toisiaan, niin sanottu Coulombin este. Tämä vaatii yleensä miljoonien celsiusasteiden lämpötiloja. On selvää, että tällaisia lämpötiloja ei saavuteta tarkasteluissa kokeissa. On kuitenkin olemassa nollasta poikkeava todennäköisyys, että hiukkanen, jolla ei ole riittävästi liike-energiaa hylkivien voimien voittamiseksi, päätyy kuitenkin lähelle ydintä ja lähtee ydinreaktioon sen kanssa.

Tämä tunneliefektiksi kutsuttu vaikutus on puhtaasti kvanttiluonteinen ja liittyy läheisesti Heisenbergin epävarmuusperiaatteeseen. Tämän periaatteen mukaan kvanttihiukkasella (esimerkiksi atomin ytimellä) ei voi olla täsmälleen määriteltyjä koordinaatti- ja liikemääräarvoja samanaikaisesti. Koordinaatin ja liikemäärän epävarmuuksien (väistämättömät satunnaiset poikkeamat tarkasta arvosta) tuloa rajaa alhaalta Planckin vakioon h verrannollinen arvo. Sama tulo määrittää todennäköisyyden tunneloitua potentiaaliesteen läpi: mitä suurempi on hiukkasen koordinaatin ja liikemäärän epävarmuuden tulo, sitä suurempi tämä todennäköisyys.

Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtorin, professori Vladimir Ivanovitš Mankon ja muiden kirjoittajien teoksissa on osoitettu, että kvanttihiukkasen tietyissä tiloissa (ns. koherentit korreloidut tilat) epävarmuuksien tulo voi ylittää Planckin vakion. useiden suuruusluokkien verran. Tämän seurauksena kvanttihiukkasten sellaisissa tiloissa todennäköisyys ylittää Coulombin este kasvaa (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariantit ja epästationaaristen kvanttijärjestelmien evoluutio. "FIANin julkaisut". Moskova: Nauka, 1987, v. 183, s. 286).

Jos useat eri kemiallisten alkuaineiden ytimet ovat samanaikaisesti koherentissa korrelaatiotilassa, voi tällöin tapahtua tietty kollektiivinen prosessi, joka johtaa protonien ja neutronien uudelleen jakautumiseen niiden välillä. Tällaisen prosessin todennäköisyys on sitä suurempi, mitä pienempi on ero ytimien alku- ja lopputilojen energioiden välillä. Ilmeisesti tämä seikka määrää matalaenergisten ydinreaktioiden väliaseman kemiallisten ja "tavallisten" ydinreaktioiden välillä.

Miten koherentit korrelaatiotilat muodostuvat? Mikä saa ytimet yhdistymään ryhmiksi ja vaihtamaan nukleoneja? Mitkä ytimet voivat osallistua tähän prosessiin ja mitkä eivät? Näihin ja moniin muihin kysymyksiin ei ole vielä vastauksia. Teoreetikot ottavat vasta ensimmäisiä askelia kohti tämän mielenkiintoisimman ongelman ratkaisemista.

Siksi tässä vaiheessa pääroolin matalaenergisten ydinreaktioiden tutkimuksessa tulisi kuulua kokeilijoille ja keksijöille. Tästä hämmästyttävästä ilmiöstä tarvitaan systeemisiä kokeellisia ja teoreettisia tutkimuksia, saadun tiedon kattavaa analysointia ja laajaa asiantuntijakeskusteluja.

Matalaenergiaisten ydinreaktioiden mekanismien ymmärtäminen ja hallitseminen auttaa meitä ratkaisemaan erilaisia sovellettavia ongelmia - halpojen autonomisten voimalaitosten luominen, erittäin tehokkaat teknologiat ydinjätteen puhdistamiseen ja kemiallisten alkuaineiden muuntamiseen.