Ampullərdə və bakteriyalarda nüvə reaksiyaları

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Elmin öz qadağan olunmuş mövzuları, öz tabuları var. Bu gün az sayda elm adamı biosahələri, ultra aşağı dozaları, suyun quruluşunu öyrənməyə cəsarət edir …

Ərazilər çətin, buludlu, təslim olmaq çətindir. Burada psevdoalim kimi tanınaraq nüfuzunuzu itirmək asandır, qrant almaqdan danışmağa dəyməz. Elmdə ümumi qəbul edilmiş anlayışlardan kənara çıxmaq, doqmalara əl atmaq qeyri-mümkün və təhlükəlidir. Ancaq hər kəsdən fərqli olmağa hazır olan cəsurların səyləri bəzən bilikdə yeni yollar açır.

Biz dəfələrlə müşahidə etmişik ki, elm inkişaf etdikcə doqmalar necə səndələməyə başlayır və tədricən natamam, ilkin bilik statusu alır. Beləliklə, bir dəfədən çox biologiyada idi. Fizikada belə idi. Eyni şeyi kimyada da görürük. Gözümüzün qabağında “maddənin tərkibi və xassələri onun istehsal üsullarından asılı deyil” dərsliyindəki həqiqət nanotexnologiyanın basqısı altında çökdü. Məlum olub ki, nanoformada olan maddə öz xassələrini kökündən dəyişə bilər - məsələn, qızıl nəcib metal olmaqdan çıxacaq.

Bu gün qeyd edə bilərik ki, kifayət qədər sayda eksperimentlər var, onların nəticələri ümumi qəbul edilmiş fikirlər baxımından izah edilə bilməz. Elmin vəzifəsi isə onları qovmaq deyil, qazıb həqiqətə çatmağa çalışmaqdır. “Bu ola bilməz, çünki heç vaxt ola bilməz” mövqeyi, əlbəttə ki, əlverişlidir, lakin heç nəyi izah edə bilməz. Üstəlik, artıq baş verdiyi kimi, anlaşılmaz, izahı mümkün olmayan təcrübələr elmdə kəşflərin xəbərçisi ola bilər. Hərfi və məcazi mənada belə qaynar mövzulardan biri bu gün LENR - Low-Energy Nuclear Reaction adlanan aşağı enerjili nüvə reaksiyalarıdır.

Fizika-riyaziyyat elmləri doktoru istədik Stepan Nikolaevich Andreev Ümumi Fizika İnstitutundan. Bizi problemin mahiyyəti və Rusiya və Qərb laboratoriyalarında aparılmış və elmi jurnallarda dərc edilmiş bəzi elmi təcrübələrlə tanış etmək üçün AM Proxorov RAS. Nəticələrini hələ izah edə bilmədiyimiz təcrübələr.

"E-Сat" reaktoru Andrea Rossi

2014-cü il oktyabrın ortalarında dünya elmi ictimaiyyəti bu xəbərdən həyəcanlandı - Boloniya Universitetinin fizika professoru Cüzeppe Levi və həmmüəlliflər tərəfindən yaradılmış E-Сat reaktorunun sınaqlarının nəticələrinə dair hesabat yayımlandı. İtalyan ixtiraçı Andrea Rossi.

Xatırladaq ki, A. Rossi 2011-ci ildə fizik Serxio Fokardi ilə birgə uzun illər çalışdığı instalyasiyanı ictimaiyyətə təqdim etmişdi. "E-Сat" (Enerji Katalizatorunun qısaltması) adlı reaktor anormal miqdarda enerji istehsal edirdi. E-Сat son dörd il ərzində müxtəlif tədqiqatçılar qrupları tərəfindən sınaqdan keçirildi, çünki elmi ictimaiyyət həmyaşıdların nəzərdən keçirilməsinə təkan verdi.

Prosesin bütün lazımi parametrlərini qeyd edən ən uzun və ətraflı sınaq 2014-cü ilin mart ayında Bolonyadakı İtaliya Milli Nüvə Fizikası İnstitutunun nəzəri fizikası Evelin Foski kimi müstəqil ekspertlərin daxil olduğu Cüzeppe Levi qrupu tərəfindən həyata keçirilmişdir. Stokholmdakı Kral Texnologiya İnstitutundan fizika professoru Hanno Essen və yeri gəlmişkən, İsveç Skeptiklər Cəmiyyətinin keçmiş sədri, həmçinin İsveç fizikləri Bo Hoystad, Roland Petersson, Uppsala Universitetindən Lars Teqner. Mütəxəssislər bir qram yanacağın elektrik enerjisindən istifadə edərək təxminən 1400 ° C temperaturda qızdırıldığı cihazın (Şəkil 1) anormal miqdarda istilik yaratdığını təsdiqlədi (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

düyü. bir. Andrea Rossinin E-Cat reaktoru iş başında. İxtiraçı reaktorun necə işlədiyini açıqlamır. Bununla belə, keramika borunun içərisinə yanacaq yükü, qızdırıcı elementlər və termocüt yerləşdirildiyi məlumdur. İstiliyin daha yaxşı yayılması üçün borunun səthi yivlidir.

Reaktor 20 sm uzunluğunda və 2 sm diametrli keramika boru idi. Reaktorun içərisində yanacaq yükü, qızdırıcı elementlər və termocüt yerləşirdi, siqnal ondan istilik idarəetmə blokuna verilirdi. Reaktora enerji 380 volt gərginlikli elektrik şəbəkəsindən reaktorun istismarı zamanı qızdırılan üç istiliyədavamlı naqil vasitəsilə verilirdi. Yanacaq əsasən nikel tozu (90%) və litium alüminium hidrid LiAlH-dən ibarət idi.₄(10%). Qızdırıldıqda, litium alüminium hidrid parçalandı və nikel tərəfindən udula bilən və onunla ekzotermik reaksiyaya girə bilən hidrogeni buraxdı.

Hesabatda 32 gün fasiləsiz işləmə zamanı cihazın yaratdığı ümumi istilik təxminən 6 GJ olduğu bildirilib. Elementar hesablamalar göstərir ki, bir tozun enerji tərkibi, məsələn, benzindən min dəfə çoxdur!

Elementar və izotop tərkibinin diqqətlə təhlili nəticəsində mütəxəssislər istifadə olunan yanacaqda litium və nikel izotoplarının nisbətlərində dəyişikliklərin meydana gəldiyini etibarlı şəkildə müəyyən etdilər. İlkin yanacaqdakı litium izotoplarının tərkibi təbii ilə üst-üstə düşürsə: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, sonra istifadə olunan yanacağın tərkibi ⁶Li 92%-ə yüksəldi və məzmunu ⁷Li 8%-ə qədər azalıb. Nikel üçün izotop tərkibinin təhrifləri eyni dərəcədə güclü idi. Məsələn, nikel izotopunun tərkibi ⁶²İlkin yanacaqda cəmi 4% olmasına baxmayaraq, "kül"dəki Ni 99% idi. İzotop tərkibində aşkar edilmiş dəyişikliklər və anomal olaraq yüksək istilik buraxılması reaktorda nüvə proseslərinin baş verə biləcəyini göstərdi. Bununla belə, nə cihazın istismarı zamanı, nə də dayandırıldıqdan sonra nüvə reaksiyalarına xas artan radioaktivlik əlamətləri qeydə alınmayıb.

Reaktorda baş verən proseslər nüvə parçalanma reaksiyaları ola bilməzdi, çünki yanacaq sabit maddələrdən ibarət idi. Nüvə birləşmə reaksiyaları da istisna edilir, çünki müasir nüvə fizikası nöqteyi-nəzərindən 1400 ° C temperatur nüvələrin Coulomb itələmə qüvvələrini dəf etmək üçün əhəmiyyətsizdir. Məhz buna görə də bu cür proseslər üçün sensasiyalı “soyuq birləşmə” ifadəsinin işlədilməsi aldadıcı səhvdir.

Yəqin ki, burada biz yanacağı təşkil edən elementlərin nüvələrinin kollektiv aşağı enerjili çevrilmələrinin baş verdiyi yeni növ reaksiyaların təzahürləri ilə qarşılaşırıq. Belə reaksiyaların enerjilərinin hər bir nuklon üçün 1-10 keV səviyyəsində olduğu təxmin edilir, yəni onlar “adi” yüksək enerjili nüvə reaksiyaları (hər bir nuklon üçün 1 MeV-dən çox enerji) ilə kimyəvi reaksiyalar (enerjilər) arasında aralıq mövqe tuturlar. atom başına 1 eV səviyyəsində).

İndiyə qədər heç kim təsvir olunan fenomeni qənaətbəxş şəkildə izah edə bilmir və bir çox müəlliflərin irəli sürdüyü fərziyyələr tənqidə tab gətirmir. Yeni hadisənin fiziki mexanizmlərini qurmaq üçün müxtəlif eksperimental şəraitdə belə az enerjili nüvə reaksiyalarının mümkün təzahürlərini diqqətlə öyrənmək və əldə edilən məlumatları ümumiləşdirmək lazımdır. Üstəlik, bu cür izah olunmayan faktların xeyli hissəsi illər ərzində toplanıb. Onlardan yalnız bir neçəsini təqdim edirik.

Volfram məftilinin elektrik partlaması - 20-ci əsrin əvvəlləri

1922-ci ildə Çikaqo Universitetinin Kimya Laboratoriyasının işçiləri Clarence Irion və Gerald Wendt vakuumda volfram məftilinin elektrik partlayışının tədqiqinə dair bir məqalə dərc etdilər (GL Wendt, CE Irion, Eksperimental cəhdlər üçün yüksək temperaturlarda volfram parçalamaq.. Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı, 1922, 44, 1887-1894; Rus tərcüməsi: Volframı yüksək temperaturda parçalamaq üçün eksperimental cəhdlər).

Elektrik partlayışında ekzotik heç nə yoxdur. Bu fenomen 18-ci əsrin sonlarında nə çox, nə də az aşkar edilmişdir, lakin gündəlik həyatda, qısa bir qapanma zamanı elektrik lampaları yandıqda (közərmə lampaları, əlbəttə ki,) bunu daim müşahidə edirik. Elektrik partlayışında nə baş verir? Metal məftildən keçən cərəyanın gücü böyükdürsə, o zaman metal əriməyə və buxarlanmağa başlayır. Telin səthinə yaxın plazma əmələ gəlir. İstilik qeyri-bərabər baş verir: telin təsadüfi yerlərində "isti nöqtələr" görünür, burada daha çox istilik yayılır, temperatur pik dəyərlərə çatır və materialın partlayıcı məhvi baş verir.

Bu hekayənin ən təəccüblü cəhəti odur ki, alimlər əvvəlcə volframın daha yüngül kimyəvi elementlərə parçalanmasını eksperimental olaraq aşkar edəcəklərini gözləyirdilər. İrion və Wendt öz niyyətlərində o zaman artıq məlum olan aşağıdakı faktlara istinad edirdilər.

Birincisi, Günəşdən və digər ulduzlardan gələn radiasiyanın görünən spektrində ağır kimyəvi elementlərə aid xarakterik optik xətlər yoxdur. İkincisi, günəşin səthinin temperaturu təxminən 6000 ° C-dir. Buna görə də belə bir temperaturda ağır elementlərin atomları mövcud ola bilməzlər. Üçüncüsü, bir kondansatör bankı bir metal məftil üzərinə boşaldıldığında, elektrik partlayışı zamanı əmələ gələn plazmanın temperaturu 20.000 ° C-ə çata bilər.

Buna əsaslanaraq amerikalı alimlər belə bir fikir irəli sürdülər ki, əgər volfram kimi ağır kimyəvi elementdən hazırlanmış nazik naqildən güclü elektrik cərəyanı keçirilsə və Günəşin temperaturu ilə müqayisə oluna bilən temperatura qədər qızdırılarsa, onda volfram nüvələri bir yerdə olacaq. qeyri-sabit vəziyyətə düşür və daha yüngül elementlərə parçalanır. Onlar çox sadə vasitələrdən istifadə edərək təcrübəni diqqətlə hazırlayıb parlaq şəkildə həyata keçirdilər.

Volfram telinin elektrik partlaması şüşə sferik kolbada (şəkil 2) həyata keçirildi, üzərinə 35 kilovolt gərginliyə yüklənmiş 0,1 mikrofarad tutumlu bir kondansatör bağlandı. Tel, iki əks tərəfdən kolbaya lehimlənmiş iki bərkidici volfram elektrodu arasında yerləşirdi. Bundan əlavə, kolbada elektrik partlayışından sonra yaranan qazda plazma boşalmasının alovlanmasına xidmət edən əlavə "spektral" elektrod var idi.

düyü. 2. İrion və Vendtin atqı-partlayıcı kamerasının diaqramı (1922-ci il təcrübəsi)

Təcrübənin bəzi vacib texniki detallarını qeyd etmək lazımdır. Hazırlanması zamanı kolba sobaya qoyulmuş, orada 15 saat ərzində davamlı olaraq 300 ° C-də qızdırılmış və bu müddət ərzində qaz oradan boşaldılmışdır. Kolbanın qızdırılması ilə yanaşı, volfram məftilindən elektrik cərəyanı keçirildi və onu 2000 ° C-ə qədər qızdırdı. Deqazasiyadan sonra kolbanı civə nasosu ilə birləşdirən şüşə boru ocaq ilə əridilmiş və möhürlənmişdir. İşin müəllifləri iddia edirdilər ki, görülən tədbirlər kolbada qalıq qazların son dərəcə aşağı təzyiqini 12 saat saxlamağa imkan verib. Buna görə də, 50 kilovoltluq yüksək gərginlikli gərginlik tətbiq edildikdə, "spektral" və fiksasiya elektrodları arasında heç bir parçalanma yox idi.

Irion və Wendt iyirmi bir elektrik partlayışı təcrübəsi həyata keçirdilər. Hər təcrübə nəticəsində təxminən 10¹⁹ naməlum qazın hissəcikləri. Spektral analiz onun tərkibində helium-4-ün xarakterik xətti olduğunu göstərdi. Müəlliflər heliumun elektrik partlayışı nəticəsində yaranan volframın alfa parçalanması nəticəsində əmələ gəldiyini irəli sürdülər. Xatırladaq ki, alfa parçalanma prosesində meydana çıxan alfa hissəcikləri atomun nüvələridir. ⁴O.

Irion və Wendt-in nəşri o zaman elmi ictimaiyyətdə böyük rezonans doğurdu. Ruterford özü bu işə diqqət çəkdi. O, eksperimentdə istifadə olunan gərginliyin (35 kV) elektronların metalda nüvə reaksiyalarına səbəb olması üçün kifayət qədər yüksək olduğuna dair dərin şübhələrini ifadə edib. Amerikalı alimlərin nəticələrini yoxlamaq istəyən Ruterford öz təcrübəsini həyata keçirdi - o, volfram hədəfini 100 keV enerjili elektron şüa ilə şüalandırdı. Ruterford, Nature jurnalında kifayət qədər kəskin hesabat verdiyi volframda nüvə reaksiyalarının heç bir izinə rast gəlmədi. Elmi ictimaiyyət Ruterfordun tərəfini tutdu, İrion və Wendtin işi uzun illər səhv kimi tanındı və unudulmuşdu.

Volfram məftilinin elektrik partlaması: 90 il sonra

Yalnız 90 il sonra fizika-riyaziyyat elmləri doktoru Leonid İrbekoviç Urutskoyevin rəhbərlik etdiyi Rusiya tədqiqat qrupu İrion və Wendtin təcrübələrinin təkrarlanması ilə məşğul oldu. Müasir eksperimental və diaqnostik avadanlıqlarla təchiz edilmiş təcrübələr Abxaziyanın əfsanəvi Suxumi Fizika və Texnologiya İnstitutunda aparılıb. Fiziklər İrion və Wendtin rəhbər ideyasının şərəfinə öz münasibətini "HELIOS" adlandırdılar (Şəkil 3). Kvars partlayış kamerası quraşdırmanın yuxarı hissəsində yerləşir və vakuum sisteminə - turbomolekulyar nasosa (mavi rəngli) qoşulur. Dörd qara kabel, quraşdırmanın solunda yerləşən 0,1 mikrofarad tutumlu kondansatör bankının boşaldıcısından partlayış kamerasına aparır. Elektrik partlayışı üçün batareya 35-40 kilovolta qədər dolduruldu. Təcrübələrdə istifadə olunan diaqnostika avadanlığı (şəkildə göstərilməyib) naqilin elektrik partlaması zamanı əmələ gələn plazma parıltısının spektral tərkibini, həmçinin məftillərin kimyəvi və elementar tərkibini öyrənməyə imkan verdi. onun çürüməsi.

düyü. 3. L. I. Urutskoyevin qrupu vakuumda volfram məftilinin partlamasını tədqiq etdiyi HELIOS qurğusu belə görünür (2012-ci il təcrübəsi)

Urutskoyev qrupunun təcrübələri doxsan il əvvəl işin əsas nəticəsini təsdiqlədi. Həqiqətən, volframın elektrik partlaması nəticəsində artıq miqdarda helium-4 atomu əmələ gəldi (təxminən 10¹⁶ hissəciklər). Əgər volfram məftilini dəmirlə əvəz etmişdilərsə, helium əmələ gəlməmişdir. Qeyd edək ki, HELIOS cihazındakı təcrübələrdə tədqiqatçılar İrion və Wendtin təcrübələrindəkindən min dəfə az helium atomu qeyd ediblər, baxmayaraq ki, naqildəki “enerji girişi” təxminən eyni olub. Bu fərqin nədən qaynaqlandığını görmək qalır.

Elektrik partlayışı zamanı məftil materialı partlayış kamerasının daxili səthinə səpilib. Kütləvi spektrometrik analiz göstərdi ki, volfram-180 izotopu bu bərk qalıqlarda çatışmazlığı var, baxmayaraq ki, onun orijinal naqildəki konsentrasiyası təbii olana uyğundur. Bu fakt həmçinin naqilin elektrik partlaması zamanı volframın mümkün alfa parçalanması və ya başqa nüvə prosesini göstərə bilər (L. İ. Urutskoev, A. A. Ruxadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov və s. Elektrik partlayışında optik şüalanmanın spektral tərkibinin öyrənilməsi. volfram məftil "Fizika üzrə Qısa Əlaqələr FIAN", 2012, 7, 13–18).

Lazerlə alfa çürüməsinin sürətləndirilməsi

Aşağı enerjili nüvə reaksiyalarına radioaktiv elementlərin kortəbii nüvə çevrilmələrini sürətləndirən bəzi proseslər daxildir. Ümumi Fizika İnstitutunda bu sahədə maraqlı nəticələr əldə edilib. A. M. Proxorov RAS fizika-riyaziyyat elmləri doktoru Georgi Ayratoviç Şafeyevin rəhbərlik etdiyi laboratoriyada. Alimlər təəccüblü bir effekt aşkar etdilər: uran-238-in alfa parçalanması lazer şüalanması ilə nisbətən aşağı zirvə intensivliyi 10 ilə sürətləndirildi.¹²–10¹³ W / sm² (A. V. Simakin, GA Şafeev, Uran duzunun sulu məhlullarında nanohissəciklərin lazer şüalanmasının nuklidlərin aktivliyinə təsiri. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614–618).

düyü. 4. Sezium-137 duzunun sulu məhlulunda qızıl hədəfin lazerlə şüalanması ilə əldə edilən qızıl nanohissəciklərin mikroqrafiyası (2011-ci il təcrübəsi)

Təcrübə belə görünürdü. Uran duzu UO-nun sulu məhlulu ilə kuvetə₂Cl₂ 5-35 mq / ml konsentrasiyası ilə 532 nanometr dalğa uzunluğu, 150 pikosaniyə müddəti və bir saat ərzində 1 kiloherts təkrarlama tezliyi olan lazer impulsları ilə şüalanan qızıl hədəf qoyuldu. Belə şəraitdə hədəf səthi qismən əriyir və onunla təmasda olan maye dərhal qaynayır. Buxar təzyiqi hədəf səthdən nano ölçülü qızıl damcıları ətrafdakı mayeyə püskürür, orada onlar soyuyur və xarakterik ölçüsü 10 nanometr olan bərk nanohissəciklərə çevrilir. Bu proses mayedə lazer ablasiyası adlanır və müxtəlif metalların nanohissəciklərinin kolloid məhlullarının hazırlanması tələb olunduqda geniş istifadə olunur.

Şafeyevin təcrübələrində, 10¹⁵ 1 sm-də qızıl nanohissəciklər³ həll. Belə nanohissəciklərin optik xassələri kütləvi qızıl lövhənin xassələrindən köklü şəkildə fərqlənir: onlar işığı əks etdirmir, əksinə onu udur və nanohissəciklərin yaxınlığında işıq dalğasının elektromaqnit sahəsi 100-10 000 əmsala qədər gücləndirilə və çata bilər. atomdaxili dəyərlər!

Bu nanohissəciklərin yaxınlığında olan uranın nüvələri və onun parçalanma məhsulları (torium, protaktinium) çoxaldılmış lazer elektromaqnit sahələrinə məruz qalmışdır. Nəticədə onların radioaktivliyi nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişdi. Xüsusilə, torium-234-ün qamma aktivliyi iki dəfə artmışdır. (Nümunələrin lazer şüalanmasından əvvəl və sonrakı qamma aktivliyi yarımkeçirici qamma spektrometri ilə ölçüldü.) Torium-234 uran-238-in alfa parçalanması nəticəsində yarandığından, onun qamma aktivliyinin artması bu uran izotopunun sürətlənmiş alfa parçalanmasını göstərir.. Qeyd edək ki, uran-235-in qamma aktivliyi artmayıb.

GPI RAS-ın alimləri aşkar ediblər ki, lazer şüalanması təkcə alfa-parçalanmanı deyil, həm də radioaktiv izotopun beta-parçalanmasını sürətləndirə bilər. ¹³⁷Cs radioaktiv emissiyaların və tullantıların əsas komponentlərindən biridir. Təcrübələrində onlar təkrar impuls rejimində işləyən yaşıl mis buxar lazerindən nəbz müddəti 15 nanosaniyə, nəbzin təkrarlanma tezliyi 15 kiloherts və pik intensivliyi 10 olan mis buxar lazerindən istifadə ediblər.⁹ W / sm²… Lazer şüalanması sulu duz məhlulu olan kyuvetdə yerləşdirilən qızıl hədəfə təsir etdi ¹³⁷2 ml həcmli bir məhlulda məzmunu təxminən 20 pikoqram olan Cs.

Tədqiqatçılar iki saat hədəf şüalanmadan sonra kyuvetada 30 nm qızıl nanohissəcikləri olan kolloid məhlulun əmələ gəldiyini (şək. 4) və sezium-137-nin qamma aktivliyinin (və deməli, məhluldakı konsentrasiyasının) azaldığını qeyd etdilər. 75%. Sezium-137-nin yarı ömrü təxminən 30 ildir. Bu o deməkdir ki, iki saatlıq təcrübədə əldə edilən aktivliyin belə azalması təbii şəraitdə təxminən 60 ildən sonra baş verməlidir. 60 ili iki saata bölsək, lazerə məruz qalma zamanı çürümə sürətinin təxminən 260.000 dəfə artdığını görürük. Beta-parçalanma sürətində belə nəhəng artım sezium məhlulu olan kyuvetanı sezium-137-nin adi beta parçalanması ilə müşayiət olunan güclü qamma şüalanma mənbəyinə çevirməli idi. Lakin reallıqda bu baş vermir. Radiasiya ölçmələri duz məhlulunun qamma aktivliyinin artmadığını göstərdi (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced sezium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Bu fakt onu göstərir ki, lazerin təsiri altında sezium-137-nin parçalanması 662 keV enerjili qamma kvantının emissiyası ilə normal şəraitdə ən çox ehtimal olunan (94,6%) ssenariyə uyğun deyil, fərqli şəkildə - qeyri-radiativdir.. Bu, ehtimal ki, sabit izotopun nüvəsinin əmələ gəlməsi ilə birbaşa beta parçalanmasıdır. ¹³⁷Normal şəraitdə yalnız 5,4% hallarda həyata keçirilən Ba.

Seziumun beta parçalanması reaksiyasında ehtimalların belə bir yenidən bölüşdürülməsinin niyə baş verdiyi hələ də aydın deyil. Bununla belə, sezium-137-nin sürətlənmiş deaktivasiyasının hətta canlı sistemlərdə də mümkün olduğunu təsdiqləyən digər müstəqil tədqiqatlar var.

Mövzu haqqında: Canlı hüceyrədəki nüvə reaktoru

Canlı sistemlərdə aşağı enerjili nüvə reaksiyaları

İyirmi ildən artıqdır ki, fizika-riyaziyyat elmləri doktoru Alla Aleksandrovna Kornilova Moskva Dövlət Universitetinin Fizika fakültəsində bioloji obyektlərdə aşağı enerjili nüvə reaksiyalarının axtarışı ilə məşğuldur. M. V. Lomonosov. İlk təcrübələrin obyektləri Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans bakteriyalarının kulturaları idi. Onlar dəmirlə tükənmiş, lakin tərkibində manqan duzu MnSO olan bir qida mühitinə yerləşdirildi₄və ağır su D₂O. Təcrübələr göstərdi ki, bu sistem dəmirin çatışmazlığı izotopunu əmələ gətirdi - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., izotopların aşağı enerjili nüvə transmutasiyası fenomeninin eksperimental kəşfi (Mn).⁵⁵Fe üçün⁵⁷) artan bioloji mədəniyyətlərdə, Soyuq birləşmə üzrə 6-cı Beynəlxalq Konfransın materialları, 1996, Yaponiya, 2, 687-693).

Tədqiqat müəlliflərinin sözlərinə görə, izotop ⁵⁷Reaksiya nəticəsində böyüyən bakteriya hüceyrələrində Fe peyda oldu ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d proton və neytrondan ibarət deyterium atomunun nüvəsidir). Təklif olunan fərziyyənin lehinə müəyyən bir arqument ondan ibarətdir ki, əgər ağır su yüngül su ilə əvəz edilərsə və ya qida mühitinin tərkibindən manqan duzu çıxarılarsa, o zaman izotop ⁵⁷Fe bakteriyası yığılmadı.

Mikrobioloji kulturalarda stabil kimyəvi elementlərin nüvə transformasiyalarının mümkünlüyünə əmin olduqdan sonra A. A. Kornilova öz metodunu uzunömürlü radioaktiv izotopların deaktivasiyasına tətbiq etdi (Vysotskii V. I., Kornilova AA, Stabil izotopların transformasiyası və artan bioloji sistemlərdə radioaktiv tullantıların deaktivasiyası. Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Bu dəfə Kornilova bakteriyaların monokulturaları ilə deyil, aqressiv mühitlərdə sağ qalmalarını artırmaq üçün müxtəlif növ mikroorqanizmlərin super birləşməsi ilə işləmişdir. Bu cəmiyyətin hər bir qrupu birgə həyata, kollektiv qarşılıqlı yardıma və qarşılıqlı müdafiəyə maksimum uyğunlaşdırılmışdır. Nəticədə, superassosiasiya artan radiasiya da daxil olmaqla müxtəlif ətraf mühit şəraitinə yaxşı uyğunlaşır. Adi mikrobioloji mədəniyyətlərin tab gətirdiyi tipik maksimum doza 30 kiloraddır və super birləşmələr bir neçə böyüklük əmrinə tab gətirir və onların metabolik fəaliyyəti demək olar ki, zəifləmir.

Yuxarıda qeyd olunan mikroorqanizmlərin bərabər miqdarda qatılaşdırılmış biokütləsi və 10 ml sezium-137 duzunun distillə edilmiş suda məhlulu şüşə kyuvetlərə qoyulmuşdur. Məhlulun ilkin qamma aktivliyi 20.000 bekkerel olmuşdur. Bəzi küvetlərdə Ca, K və Na həyati iz elementlərinin duzları əlavə olaraq əlavə edilmişdir. Qapalı küvetlər 20 ° C-də saxlanıldı və onların qamma aktivliyi hər yeddi gündən bir yüksək dəqiqlikli detektor vasitəsilə ölçüldü.

Tərkibində mikroorqanizmlər olmayan nəzarət hüceyrəsində yüz günlük təcrübə zamanı sezium-137-nin aktivliyi 0,6% azalıb. Əlavə olaraq kalium duzu olan bir küvetdə - 1%. Tərkibində kalsium duzu olan küvetdə aktivlik ən sürətlə azaldı. Burada qamma aktivliyi 24% azalıb ki, bu da seziumun yarı ömrünün 12 dəfə azalmasına bərabərdir!

Müəlliflər mikroorqanizmlərin həyati fəaliyyəti nəticəsində belə bir fərziyyə irəli sürdülər ¹³⁷Cs-ə çevrilir ¹³⁸Ba kaliumun biokimyəvi analoqudur. Qida mühitində az kalium olarsa, seziumun bariuma çevrilməsi sürətlənmiş sürətlə baş verir, çox olarsa, transformasiya prosesi bloklanır. Kalsiumun rolu sadədir. Qidalı mühitdə olması səbəbindən mikroorqanizmlərin populyasiyası sürətlə böyüyür və buna görə də daha çox kalium və ya onun biokimyəvi analoqu - barium istehlak edir, yəni seziumun bariuma çevrilməsinə təkan verir.

Bəs təkrarlanma qabiliyyəti?

Yuxarıda təsvir edilən təcrübələrin təkrarlanabilirliyi məsələsi müəyyən aydınlaşdırma tələb edir. Sadəliyi ilə valeh edən E-Cat Reaktoru bütün dünyada yüzlərlə, hətta minlərlə həvəsli ixtiraçı tərəfindən təkrarlanır. İnternetdə hətta xüsusi forumlar var ki, orada “replikatorlar” təcrübə mübadiləsi aparır və öz nailiyyətlərini nümayiş etdirirlər. Rus ixtiraçısı Aleksandr Georgiyeviç Parxomov bu istiqamətdə müəyyən irəliləyişlər əldə edib. O, artıq enerji miqdarını təmin edən nikel tozu və litium alüminium hidridinin qarışığı üzərində işləyən istilik generatorunun qurulmasına nail oldu (AG Parkhomov, Rossi yüksək temperaturlu istilik generatorunun analoqunun yeni versiyasının sınaq nəticələri. Jurnal. elmin inkişaf edən istiqamətləri”, 2015, 8, 34–39) … Bununla belə, Rossinin təcrübələrindən fərqli olaraq, sərf olunan yanacaqda izotop tərkibinin təhrifləri aşkar edilməmişdir.

Volfram naqillərinin elektrik partlaması, eləcə də radioaktiv elementlərin parçalanmasının lazerlə sürətləndirilməsi üzrə təcrübələr texniki baxımdan xeyli mürəkkəbdir və yalnız ciddi elmi laboratoriyalarda təkrar istehsal oluna bilər. Bu baxımdan eksperimentin təkrar oluna bilməsi məsələsi onun təkrarlanması məsələsi ilə əvəz olunur. Aşağı enerjili nüvə reaksiyaları üzərində aparılan təcrübələr üçün tipik vəziyyət, eyni eksperimental şəraitdə təsirin mövcud olub-olmamasıdır. Məsələ burasındadır ki, prosesin bütün parametrlərinə, o cümlədən, görünür, hələ müəyyən edilməmiş əsas parametrlərə nəzarət etmək mümkün deyil. Tələb olunan rejimlərin axtarışı demək olar ki, kordur və bir çox aylar və hətta illər çəkir. Təcrübəçilər nəzarət parametrinin axtarışı zamanı quraşdırmanın sxematik diaqramını bir neçə dəfə dəyişdirməli oldular - qənaətbəxş təkrarlanabilirliyə nail olmaq üçün "çevrilməli" olan "düymə". Hal-hazırda yuxarıda təsvir edilən təcrübələrdə təkrarlanma təxminən 30% təşkil edir, yəni hər üçüncü təcrübədə müsbət nəticə əldə edilir. Oxucunun mühakimə etməsi çox və ya azdır. Bir şey aydındır: öyrənilən hadisələrin adekvat nəzəri modelini yaratmadan, çətin ki, bu parametri kökündən təkmilləşdirmək mümkün olsun.

Təfsir cəhdi

Sabit kimyəvi elementlərin nüvə çevrilməsinin mümkünlüyünü təsdiqləyən, həmçinin radioaktiv maddələrin parçalanmasını sürətləndirən inandırıcı eksperimental nəticələrə baxmayaraq, bu proseslərin fiziki mexanizmləri hələ də məlum deyil.

Aşağı enerjili nüvə reaksiyalarının əsas sirri müsbət yüklü nüvələrin Kulon maneəsi adlanan bir-birinə yaxınlaşdıqda itələyici qüvvələri necə dəf etmələridir. Bunun üçün adətən milyonlarla dərəcə Selsi temperaturu tələb olunur. Aydındır ki, nəzərdən keçirilən təcrübələrdə belə temperaturlara nail olunmur. Buna baxmayaraq, itələyici qüvvələrin öhdəsindən gəlmək üçün kifayət qədər kinetik enerjiyə malik olmayan bir hissəciyin yenə də nüvənin yaxınlığında sona çatması və onunla nüvə reaksiyasına girməsi ehtimalı sıfırdan fərqlidir.

Tunel effekti adlanan bu effekt sırf kvant xarakterlidir və Heisenberg qeyri-müəyyənlik prinsipi ilə sıx bağlıdır. Bu prinsipə görə, bir kvant hissəciyi (məsələn, bir atomun nüvəsi) eyni vaxtda dəqiq müəyyən edilmiş koordinat və impuls qiymətlərinə malik ola bilməz. Koordinatın və impulsun qeyri-müəyyənliklərinin hasili (dəqiq qiymətdən qaçınılmaz təsadüfi sapmalar) aşağıdan Plank sabiti h ilə mütənasib qiymətlə məhdudlaşır. Eyni məhsul potensial maneədən keçən tunelin ehtimalını müəyyən edir: hissəciyin koordinatının və impulsunun qeyri-müəyyənliklərinin hasili nə qədər böyükdürsə, bu ehtimal bir o qədər yüksəkdir.

Fizika-riyaziyyat elmləri doktoru, professor Vladimir İvanoviç Mankonun və həmmüəlliflərin əsərlərində göstərilir ki, kvant hissəciyinin müəyyən vəziyyətlərində (koherent korrelyasiya halları adlanır) qeyri-müəyyənliklərin məhsulu Plank sabitini keçə bilər. bir neçə böyüklük sırası ilə. Nəticə etibarilə, belə vəziyyətlərdə olan kvant hissəcikləri üçün Kulon maneəsini aşmaq ehtimalı artacaq (V. V. Dodonov, V. I. Manko, İnvariantlar və qeyri-stasionar kvant sistemlərinin təkamülü. "FIAN-ın işləri". Moskva: Nauka, 1987, c. 183, s. 286).

Müxtəlif kimyəvi elementlərin bir neçə nüvəsi eyni vaxtda əlaqəli korrelyasiya vəziyyətində olarsa, bu halda proton və neytronların onların arasında yenidən bölüşdürülməsinə səbəb olan müəyyən bir kollektiv proses baş verə bilər. Belə bir prosesin baş vermə ehtimalı nə qədər böyük olarsa, nüvələr ansamblının ilkin və son vəziyyətlərinin enerjiləri arasındakı fərq bir o qədər kiçik olacaqdır. Göründüyü kimi, kimyəvi və "adi" nüvə reaksiyaları arasında aşağı enerjili nüvə reaksiyalarının aralıq mövqeyini müəyyən edən bu vəziyyətdir.

Koherent korrelyasiya halları necə yaranır? Nüvələrin ansambllarda birləşməsinə və nuklon mübadiləsinə səbəb olan nədir? Hansı nüvələr bu prosesdə iştirak edə bilər və hansılar iştirak edə bilməz? Bu və bir çox digər suallara hələ ki, cavab yoxdur. Nəzəriyyəçilər bu ən maraqlı problemin həlli istiqamətində yalnız ilk addımları atırlar.

Ona görə də bu mərhələdə az enerjili nüvə reaksiyalarının öyrənilməsində əsas rol eksperimentatorlara və ixtiraçılara məxsus olmalıdır. Bu heyrətamiz hadisənin sistemli eksperimental və nəzəri tədqiqatlarına, əldə edilən məlumatların hərtərəfli təhlilinə və geniş ekspert müzakirəsinə ehtiyac var.

Aşağı enerjili nüvə reaksiyalarının mexanizmlərinin başa düşülməsi və mənimsənilməsi bizə müxtəlif tətbiq olunan problemlərin - ucuz avtonom elektrik stansiyalarının yaradılması, nüvə tullantılarının zərərsizləşdirilməsi və kimyəvi elementlərin transformasiyası üçün yüksək səmərəli texnologiyaların həllində kömək edəcəkdir.