Athari za nyuklia katika balbu za mwanga na bakteria

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Sayansi ina mada zake zilizokatazwa, miiko yake yenyewe. Leo, wanasayansi wachache wanathubutu kusoma biofields, kipimo cha chini kabisa, muundo wa maji …

Maeneo hayo ni magumu, yana mawingu, ni magumu kuvumilia. Ni rahisi kupoteza sifa yako hapa, ukijulikana kama mwanasayansi bandia, na hakuna haja ya kuzungumza juu ya kupokea ruzuku. Katika sayansi, haiwezekani na ni hatari kwenda zaidi ya dhana zinazokubalika kwa ujumla, kuingilia mafundisho ya imani. Lakini ni juhudi za daredevils ambao wako tayari kuwa tofauti na kila mtu mwingine ambazo wakati mwingine hutengeneza njia mpya katika maarifa.

Tumeona zaidi ya mara moja jinsi, sayansi inapoendelea, mafundisho ya sharti huanza kuyumba na polepole kupata hadhi ya kutokamilika, maarifa ya awali. Kwa hiyo, na zaidi ya mara moja, ilikuwa katika biolojia. Hivi ndivyo ilivyokuwa katika fizikia. Tunaona kitu kimoja katika kemia. Mbele ya macho yetu, ukweli kutoka kwa kitabu "muundo na mali ya dutu haitegemei njia za uzalishaji wake" ulianguka chini ya uvamizi wa nanoteknolojia. Ilibadilika kuwa dutu katika nanoform inaweza kubadilisha sana mali zake - kwa mfano, dhahabu itaacha kuwa chuma cha heshima.

Leo tunaweza kusema kwamba kuna idadi ya kutosha ya majaribio, matokeo ambayo hayawezi kuelezewa kutoka kwa maoni ya kukubalika kwa ujumla. Na kazi ya sayansi sio kuwafukuza, lakini kuchimba na kujaribu kupata ukweli. Msimamo "hii haiwezi kuwa, kwa sababu haiwezi kamwe" ni rahisi, bila shaka, lakini haiwezi kueleza chochote. Kwa kuongezea, majaribio yasiyoeleweka, ambayo hayajaelezewa yanaweza kuwa viashiria vya uvumbuzi katika sayansi, kama ilivyotokea tayari. Mojawapo ya mada moto kama haya kwa maana halisi na ya mfano ni ile inayoitwa athari ya nyuklia ya chini ya nishati, ambayo leo inaitwa LENR - Majibu ya Nyuklia ya Nishati ya Chini.

Tulimwomba daktari wa sayansi ya kimwili na hisabati Stepan Nikolaevich Andreevkutoka Taasisi ya Jumla ya Fizikia. AM Prokhorov RAS ili kutufahamisha na kiini cha tatizo na baadhi ya majaribio ya kisayansi yaliyofanywa katika maabara ya Kirusi na Magharibi na kuchapishwa katika majarida ya kisayansi. Majaribio, matokeo ambayo bado hatuwezi kueleza.

Reactor "E-Сat" Andrea Rossi

Katikati ya Oktoba 2014, jumuiya ya kisayansi ya ulimwengu ilifurahishwa na habari hiyo - ripoti ilitolewa na Giuseppe Levi, profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Bologna, na waandishi wa ushirikiano juu ya matokeo ya kupima reactor ya E-Сat, iliyoundwa na mvumbuzi wa Kiitaliano Andrea Rossi.

Kumbuka kwamba mwaka wa 2011 A. Rossi aliwasilisha kwa umma ufungaji ambao alifanya kazi kwa miaka mingi kwa kushirikiana na mwanafizikia Sergio Fokardi. Kinu, kilichoitwa "E-Сat" (kifupi cha Kichochezi cha Nishati), kilikuwa kikizalisha kiasi kisicho cha kawaida cha nishati. E-Сat imejaribiwa na vikundi tofauti vya watafiti katika kipindi cha miaka minne iliyopita huku jumuiya ya kisayansi ikisukuma kukaguliwa na rika.

Mtihani mrefu zaidi na wa kina zaidi, kurekodi vigezo vyote muhimu vya mchakato huo, ulifanyika mnamo Machi 2014 na kikundi cha Giuseppe Levi, ambacho kilijumuisha wataalam wa kujitegemea kama Evelyn Foski, mwanafizikia wa kinadharia kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Fizikia ya Nyuklia ya Italia huko Bologna, profesa wa fizikia Hanno Essen kutoka Taasisi ya Teknolojia ya Royal huko Stockholm na, kwa njia, mwenyekiti wa zamani wa Jumuiya ya Sceptics ya Uswidi, pamoja na wanafizikia wa Uswidi Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner kutoka Chuo Kikuu cha Uppsala. Wataalam walithibitisha kuwa kifaa (Kielelezo 1), ambacho gramu moja ya mafuta ilichomwa hadi joto la karibu 1400 ° C kwa kutumia umeme, ilizalisha kiasi cha joto isiyo ya kawaida (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Mchele. moja. Reactor ya E-Cat ya Andrea Rossi ikiwa kazini. Mvumbuzi haonyeshi jinsi kinu hufanya kazi. Hata hivyo, inajulikana kuwa malipo ya mafuta, vipengele vya kupokanzwa na thermocouple huwekwa ndani ya bomba la kauri. Uso wa bomba hutiwa ribbed kwa utaftaji bora wa joto.

Reactor ilikuwa bomba la kauri la urefu wa cm 20 na kipenyo cha cm 2. Malipo ya mafuta, vipengele vya kupokanzwa na thermocouple vilikuwa ndani ya reactor, ishara ambayo ililishwa kwa kitengo cha kudhibiti joto. Nguvu ilitolewa kwa reactor kutoka kwa mtandao wa umeme na voltage ya 380 volts kwa njia ya waya tatu zisizo na joto, ambazo zilichomwa moto nyekundu wakati wa uendeshaji wa reactor. Mafuta hayo yalijumuisha hasa unga wa nikeli (90%) na hidridi ya alumini ya lithiamu LiAlH.₄(10%). Inapokanzwa, hidridi ya alumini ya lithiamu hutengana na kutolewa hidrojeni, ambayo inaweza kufyonzwa na nikeli na kuingia ndani ya mmenyuko wa exothermic nayo.

Ripoti hiyo ilisema kwamba jumla ya joto linalotokana na kifaa kwa siku 32 za operesheni inayoendelea ilikuwa karibu 6 GJ. Makadirio ya kimsingi yanaonyesha kuwa nishati ya poda ni zaidi ya mara elfu moja kuliko ile ya, kwa mfano, petroli!

Kama matokeo ya uchambuzi wa uangalifu wa muundo wa kimsingi na wa isotopiki, wataalam wamethibitisha kwa uhakika kwamba mabadiliko katika uwiano wa isotopu za lithiamu na nickel yameonekana kwenye mafuta yaliyotumika. Ikiwa yaliyomo kwenye isotopu ya lithiamu kwenye mafuta ya awali yanaambatana na asili: ⁶Li - 7.5%, ⁷Li - 92.5%, basi yaliyomo kwenye mafuta yaliyotumiwa ni ⁶Li iliongezeka hadi 92%, na yaliyomo ⁷Li ilipungua hadi 8%. Upotoshaji wa muundo wa isotopiki kwa nikeli ulikuwa na nguvu sawa. Kwa mfano, maudhui ya nickel ya isotopu ⁶²Ni katika "majivu" ilikuwa 99%, ingawa ilikuwa 4% tu katika mafuta ya awali. Mabadiliko yaliyotambuliwa katika muundo wa isotopiki na kutolewa kwa joto la juu kwa njia isiyo ya kawaida kulionyesha kuwa michakato ya nyuklia inaweza kuwa ilifanyika kwenye kinu. Walakini, hakuna dalili za kuongezeka kwa tabia ya mionzi ya athari za nyuklia zilizorekodiwa ama wakati wa operesheni ya kifaa au baada ya kusimamishwa.

Michakato inayofanyika katika reactor haiwezi kuwa athari za mgawanyiko wa nyuklia, kwani mafuta yalikuwa na vitu vilivyo imara. Athari za muunganisho wa nyuklia pia zimekataliwa, kwa sababu kutoka kwa mtazamo wa fizikia ya kisasa ya nyuklia, hali ya joto ya 1400 ° C haifai kushinda nguvu za kukataa kwa Coulomb ya nuclei. Ndio maana utumiaji wa neno la kuvutia "muunganisho wa baridi" kwa michakato kama hii ni kosa la kupotosha.

Pengine, hapa tunakabiliwa na maonyesho ya aina mpya ya athari, ambayo mabadiliko ya pamoja ya nishati ya chini ya nuclei ya vipengele vinavyofanya mafuta hufanyika. Nishati ya athari kama hizo inakadiriwa kuwa ya mpangilio wa 1-10 keV kwa nucleon, ambayo ni kusema, wanachukua nafasi ya kati kati ya athari za nyuklia za "kawaida" za juu (nishati zaidi ya 1 MeV kwa nucleon) na athari za kemikali (nishati). ya mpangilio wa eV 1 kwa atomi).

Kufikia sasa, hakuna mtu anayeweza kuelezea kwa kuridhisha jambo lililoelezewa, na nadharia zinazotolewa na waandishi wengi hazisimamai kukosolewa. Ili kuanzisha mifumo ya kimwili ya jambo jipya, ni muhimu kujifunza kwa makini udhihirisho unaowezekana wa athari za nyuklia za chini ya nishati katika mipangilio mbalimbali ya majaribio na kujumuisha data iliyopatikana. Kwa kuongezea, kiasi kikubwa cha ukweli kama huo ambao haujaelezewa umekusanya kwa miaka. Hapa ni baadhi tu yao.

Mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten - mapema karne ya 20

Mnamo 1922, wafanyikazi wa Maabara ya Kemikali ya Chuo Kikuu cha Chicago Clarence Irion na Gerald Wendt walichapisha karatasi juu ya mlipuko wa umeme wa waya ya tungsten kwenye utupu (GL Wendt, CE Irion, Majaribio ya Majaribio ya Kuoza Tungsten kwa Joto la Juu.. Jarida la Jumuiya ya Kemikali ya Amerika, 1922, 44, 1887-1894; Tafsiri ya Kirusi: Majaribio ya majaribio ya kugawanya tungsten kwa joto la juu).

Hakuna kitu kigeni kuhusu mlipuko wa umeme. Jambo hili liligunduliwa sio zaidi au chini mwishoni mwa karne ya 18, lakini katika maisha ya kila siku tunaizingatia kila wakati, wakati, wakati wa mzunguko mfupi, balbu za taa zinawaka (balbu za taa za incandescent, kwa kweli). Ni nini hufanyika katika mlipuko wa umeme? Ikiwa nguvu ya sasa inapita kupitia waya wa chuma ni kubwa, basi chuma huanza kuyeyuka na kuyeyuka. Plasma huunda karibu na uso wa waya. Inapokanzwa hutokea kwa kutofautiana: "maeneo ya moto" yanaonekana katika maeneo ya random ya waya, ambayo joto zaidi hutolewa, joto hufikia maadili ya kilele, na uharibifu wa mlipuko wa nyenzo hutokea.

Jambo la kushangaza zaidi kuhusu hadithi hii ni kwamba wanasayansi walitarajia kwa majaribio kugundua mtengano wa tungsten kuwa vipengele vya kemikali nyepesi. Katika nia yao, Irion na Wendt walitegemea mambo yafuatayo ambayo tayari yanajulikana wakati huo.

Kwanza, katika wigo unaoonekana wa mionzi kutoka kwa Jua na nyota nyingine, hakuna mistari ya macho ya tabia ya vipengele vya kemikali nzito. Pili, joto la uso wa jua ni karibu 6,000 ° C. Kwa hiyo, walifikiri kwamba atomi za vipengele vizito haziwezi kuwepo kwa halijoto kama hiyo. Tatu, wakati benki ya capacitor inapotolewa kwenye waya wa chuma, joto la plasma linaloundwa wakati wa mlipuko wa umeme linaweza kufikia 20,000 ° C.

Kulingana na hayo, wanasayansi wa Marekani walipendekeza kwamba ikiwa mkondo wa umeme wenye nguvu utapitishwa kupitia waya mwembamba uliotengenezwa na kipengele cha kemikali nzito, kama vile tungsten, na kupashwa joto kwa joto linalolingana na joto la Jua, basi viini vya tungsten vitakuwa katika hali ya joto. hali isiyo imara na kuharibika katika vipengele vyepesi. Walitayarisha kwa uangalifu na kwa ustadi majaribio, kwa kutumia njia rahisi sana.

Mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten ulifanyika kwenye chupa ya kioo ya spherical (Mchoro 2), kufunga juu yake capacitor yenye uwezo wa microfarads 0.1, kushtakiwa kwa voltage ya 35 kilovolts. Waya ilikuwa kati ya elektroni mbili za tungsten za kufunga zilizouzwa kwenye chupa kutoka pande mbili tofauti. Kwa kuongeza, chupa ilikuwa na electrode ya ziada ya "spectral", ambayo ilitumikia kuwasha kutokwa kwa plasma katika gesi iliyoundwa baada ya mlipuko wa umeme.

Mchele. 2. Mchoro wa chumba cha mlipuko cha Irion na Wendt (majaribio ya 1922)

Baadhi ya maelezo muhimu ya kiufundi ya jaribio yanapaswa kuzingatiwa. Wakati wa maandalizi yake, chupa iliwekwa kwenye tanuri, ambako iliendelea joto kwa 300 ° C kwa masaa 15, na wakati huu gesi ilitolewa kutoka humo. Pamoja na kupokanzwa chupa, mkondo wa umeme ulipitishwa kupitia waya wa tungsten, ikipasha joto hadi joto la 2000 ° C. Baada ya kufuta gesi, tube ya kioo inayounganisha chupa na pampu ya zebaki iliyeyushwa na burner na imefungwa. Waandishi wa kazi hiyo walisema kwamba hatua zilizochukuliwa zilifanya iwezekane kudumisha shinikizo la chini sana la mabaki ya gesi kwenye chupa kwa masaa 12. Kwa hiyo, wakati voltage ya juu-voltage ya kilovolti 50 ilitumiwa, hapakuwa na kuvunjika kati ya "spectral" na electrodes ya kurekebisha.

Irion na Wendt walifanya majaribio ishirini na moja ya mlipuko wa umeme. Kama matokeo ya kila jaribio, karibu 10¹⁹ chembe za gesi isiyojulikana. Uchunguzi wa Spectral ulionyesha kuwa ilikuwa na mstari wa tabia ya heliamu-4. Waandishi walipendekeza kuwa heliamu huundwa kutokana na kuoza kwa alpha ya tungsten, iliyosababishwa na mlipuko wa umeme. Kumbuka kwamba chembe za alpha zinazotokea katika mchakato wa kuoza kwa alpha ni viini vya atomi. ⁴Yeye.

Kuchapishwa kwa Irion na Wendt kulisababisha sauti kubwa katika jamii ya wanasayansi wakati huo. Rutherford mwenyewe alikazia kazi hii. Alionyesha shaka kubwa kwamba voltage iliyotumika katika jaribio (kV 35) ilikuwa ya juu vya kutosha kwa elektroni kushawishi athari za nyuklia kwenye chuma. Kutaka kuangalia matokeo ya wanasayansi wa Amerika, Rutherford alifanya majaribio yake - aliwasha shabaha ya tungsten na boriti ya elektroni na nishati ya 100 keV. Rutherford hakupata athari zozote za nyuklia katika tungsten, ambayo alitoa ripoti kali katika jarida la Nature. Jumuiya ya wanasayansi ilichukua upande wa Rutherford, kazi ya Irion na Wendt ilitambuliwa kama potofu na kusahaulika kwa miaka mingi.

Mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten: miaka 90 baadaye

Miaka 90 tu baadaye, timu ya utafiti ya Kirusi iliyoongozwa na Leonid Irbekovich Urutskoyev, Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati, ilichukua marudio ya majaribio ya Irion na Wendt. Majaribio hayo, yaliyo na vifaa vya kisasa vya majaribio na uchunguzi, yalifanywa katika Taasisi ya Fizikia na Teknolojia ya Sukhumi huko Abkhazia. Wanafizikia walitaja mtazamo wao "HELIOS" kwa heshima ya wazo la kuongoza la Irion na Wendt (Mchoro 3). Chumba cha mlipuko wa quartz iko katika sehemu ya juu ya ufungaji na imeunganishwa na mfumo wa utupu - pampu ya turbomolecular (rangi ya bluu). Cables nne nyeusi zinaongoza kwenye chumba cha mlipuko kutoka kwa mtoaji wa benki ya capacitor yenye uwezo wa microfarads 0.1, ambayo iko upande wa kushoto wa ufungaji. Kwa mlipuko wa umeme, betri ilishtakiwa hadi kilovolti 35-40. Vifaa vya utambuzi vilivyotumika katika majaribio (havijaonyeshwa kwenye takwimu) vilifanya iwezekane kusoma muundo wa mwangaza wa plasma, ambayo iliundwa wakati wa mlipuko wa waya wa umeme, na vile vile muundo wa kemikali na wa kimsingi wa bidhaa. uozo wake.

Mchele. 3. Hivi ndivyo ufungaji wa HELIOS unavyoonekana, ambapo kikundi cha L. I. Urutskoyev kilichunguza mlipuko wa waya wa tungsten kwenye utupu (jaribio la 2012)

Majaribio ya kikundi cha Urutskoyev yalithibitisha hitimisho kuu la kazi miaka tisini iliyopita. Hakika, kama matokeo ya mlipuko wa umeme wa tungsten, kiasi cha ziada cha atomi za heliamu-4 kiliundwa (karibu 10).¹⁶ chembe). Ikiwa waya ya tungsten ilibadilishwa na chuma, basi heliamu haikuundwa. Kumbuka kuwa katika majaribio kwenye kifaa cha HELIOS, watafiti walirekodi atomi za heliamu mara elfu chache kuliko majaribio ya Irion na Wendt, ingawa "ingizo la nishati" kwenye waya lilikuwa takriban sawa. Ni nini sababu ya tofauti hii bado itaonekana.

Wakati wa mlipuko wa umeme, nyenzo za waya zilinyunyiziwa kwenye uso wa ndani wa chemba ya mlipuko. Uchanganuzi mkubwa wa taswira ulionyesha kuwa isotopu ya tungsten-180 ilikuwa na upungufu katika mabaki haya thabiti, ingawa mkusanyiko wake katika waya wa asili ulilingana na ule wa asili. Ukweli huu unaweza pia kuonyesha uwezekano wa kuoza kwa alpha ya tungsten au mchakato mwingine wa nyuklia wakati wa mlipuko wa umeme wa waya (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, nk Utafiti wa muundo wa spectral wa mionzi ya macho katika mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten. "Mawasiliano mafupi juu ya Fizikia FIAN", 2012, 7, 13–18).

Kuongeza kasi ya kuoza kwa alpha kwa kutumia leza

Athari za nyuklia zenye nishati kidogo hujumuisha baadhi ya michakato inayoharakisha mabadiliko ya kinyuklia ya vipengele vya mionzi. Matokeo ya kuvutia katika eneo hili yalipatikana katika Taasisi ya Fizikia ya Jumla. A. M. Prokhorov RAS katika maabara inayoongozwa na Georgy Airatovich Shafeev, Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati. Wanasayansi wamegundua athari ya kushangaza: kuoza kwa alpha ya uranium-238 kuliharakishwa na mionzi ya laser yenye kiwango cha chini cha kilele 10.¹²–10¹³ W / cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Ushawishi wa mionzi ya laser ya nanoparticles katika ufumbuzi wa maji ya chumvi ya uranium kwenye shughuli za nuclides. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614-618).

Mchele. 4. Maikrografu ya chembechembe za dhahabu zilizopatikana kwa miale ya leza ya shabaha ya dhahabu katika mmumunyo wa maji wa chumvi ya cesium-137 (jaribio la 2011)

Hivi ndivyo jaribio lilivyoonekana. Ndani ya cuvette na mmumunyo wa maji wa chumvi ya uranium UO₂Cl₂ Kwa mkusanyiko wa 5-35 mg / ml, shabaha ya dhahabu iliwekwa, ambayo iliwashwa na mapigo ya laser yenye urefu wa nanometers 532, muda wa picoseconds 150, na kiwango cha kurudia cha kilohertz 1 kwa saa moja. Chini ya hali kama hizi, uso unaolengwa huyeyuka kwa sehemu, na kioevu kinachogusana nacho huchemka mara moja. Shinikizo la mvuke hunyunyizia matone ya dhahabu yenye ukubwa wa nano kutoka kwenye uso unaolengwa hadi kwenye kioevu kinachozunguka, ambapo hupoa na kugeuka kuwa nanoparticles thabiti zenye ukubwa wa tabia wa nanomita 10. Utaratibu huu unaitwa ablation laser katika kioevu na hutumiwa sana wakati inahitajika kuandaa ufumbuzi wa colloidal wa nanoparticles ya metali mbalimbali.

Katika majaribio ya Shafeev, 10¹⁵ dhahabu nanoparticles katika 1 cm³ suluhisho. Sifa za macho za nanoparticles kama hizo ni tofauti sana na mali ya sahani kubwa ya dhahabu: haziakisi mwanga, lakini huichukua, na uwanja wa sumakuumeme wa wimbi la mwanga karibu na nanoparticles unaweza kuimarishwa kwa sababu ya 100-10,000 na kufikia. maadili ya ndani ya atomiki!

Viini vya urani na bidhaa zake za kuoza (thoriamu, protactinium), ambayo ilitokea kuwa karibu na chembechembe hizi za nano, ziliwekwa wazi kwa kuzidisha sehemu za sumakuumeme za leza. Matokeo yake, radioactivity yao imebadilika sana. Hasa, shughuli ya gamma ya thorium-234 imeongezeka mara mbili. (Shughuli ya gamma ya sampuli kabla na baada ya mionzi ya leza ilipimwa kwa spectrometer ya semiconductor ya gamma.) Kwa kuwa thorium-234 inatokana na kuoza kwa alpha ya uranium-238, ongezeko la shughuli yake ya gamma linaonyesha kuoza kwa kasi kwa alfa ya isotopu hii ya urani.. Kumbuka kwamba shughuli ya gamma ya uranium-235 haikuongezeka.

Wanasayansi kutoka GPI RAS wamegundua kuwa mionzi ya laser inaweza kuongeza kasi sio tu kuoza kwa alpha, lakini pia kuoza kwa beta ya isotopu ya mionzi. ¹³⁷Cs ni moja wapo ya sehemu kuu za uzalishaji wa mionzi na taka. Katika majaribio yao, walitumia leza ya kijani ya mvuke ya shaba inayofanya kazi katika hali ya kupigwa mara kwa mara na muda wa mpigo wa nanoseconds 15, kasi ya kurudia mapigo ya kilohertz 15, na kiwango cha juu cha 10.⁹ W / cm²… Mionzi ya laser ilifanya kazi kwenye shabaha ya dhahabu iliyowekwa kwenye cuvette na suluhisho la chumvi yenye maji ¹³⁷Cs, maudhui ambayo katika suluhisho na kiasi cha 2 ml ilikuwa takriban 20 piccograms.

Baada ya saa mbili za mionzi ya shabaha, watafiti walirekodi kuwa suluhisho la colloidal na nanoparticles ya dhahabu ya 30 nm inayoundwa kwenye cuvette (Mchoro 4), na shughuli ya gamma ya cesium-137 (na, kwa hiyo, mkusanyiko wake katika suluhisho) ilipungua kwa 75%. Nusu ya maisha ya cesium-137 ni kama miaka 30. Hii ina maana kwamba kupungua kwa shughuli hiyo, ambayo ilipatikana katika jaribio la saa mbili, inapaswa kutokea chini ya hali ya asili katika karibu miaka 60. Tukigawanya miaka 60 kwa saa mbili, tunapata kwamba kiwango cha kuoza kiliongezeka kwa takriban mara 260,000 wakati wa mfiduo wa leza. Ongezeko kubwa kama hilo la kiwango cha kuoza kwa beta lilipaswa kugeuza cuvette yenye suluji ya cesium kuwa chanzo chenye nguvu cha mionzi ya gamma inayoambatana na uozo wa kawaida wa beta wa cesium-137. Walakini, kwa ukweli hii haifanyiki. Vipimo vya mionzi vilionyesha kuwa shughuli ya gamma ya ufumbuzi wa chumvi haiongezeka (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, uharibifu wa Laser-induced cesium-137. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791-792).

Ukweli huu unaonyesha kuwa chini ya hatua ya laser kuoza kwa cesium-137 hakuendelei kulingana na hali inayowezekana (94.6%) chini ya hali ya kawaida na utoaji wa gamma quantum na nishati ya 662 keV, lakini kwa njia tofauti - isiyo ya mionzi.. Hii ni, labda, kuoza kwa beta moja kwa moja na malezi ya kiini cha isotopu thabiti. ¹³⁷Ba, ambayo chini ya hali ya kawaida hugunduliwa tu katika 5.4% ya kesi.

Kwa nini ugawaji upya kama huo wa uwezekano hutokea katika athari ya kuoza kwa beta ya cesium bado haijulikani wazi. Hata hivyo, kuna tafiti nyingine za kujitegemea zinazothibitisha kwamba kuzima kwa kasi ya cesium-137 kunawezekana hata katika mifumo ya maisha.

Juu ya mada: Kitendo cha nyuklia katika seli hai

Athari za nyuklia za chini-nishati katika mifumo hai

Kwa zaidi ya miaka ishirini, Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Alla Aleksandrovna Kornilova amekuwa akijishughulisha na utaftaji wa athari za nyuklia za nishati ya chini katika vitu vya kibaolojia katika Kitivo cha Fizikia cha Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. M. V. Lomonosov. Vitu vya majaribio ya kwanza vilikuwa tamaduni za bakteria Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Ziliwekwa kwenye chombo cha madini kilichopungukiwa na chuma lakini chenye chumvi ya manganese MnSO₄na maji mazito D₂Majaribio ya O. yameonyesha kuwa mfumo huu ulitoa isotopu yenye upungufu wa chuma - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Ugunduzi wa majaribio wa uzushi wa ubadilishaji wa nyuklia wa nishati ya chini ya isotopu (Mn⁵⁵kwa Fe⁵⁷) katika kukua kwa tamaduni za kibiolojia, Kesi za Mkutano wa 6 wa Kimataifa wa Cold Fusion, 1996, Japan, 2, 687-693).

Kulingana na waandishi wa utafiti, isotopu ⁵⁷Fe ilionekana katika seli zinazokua za bakteria kama matokeo ya majibu ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d ni kiini cha atomi ya deuterium, inayojumuisha protoni na neutroni). Hoja dhahiri inayounga mkono nadharia iliyopendekezwa ni ukweli kwamba ikiwa maji mazito yanabadilishwa na maji mepesi au chumvi ya manganese haijumuishwi kutoka kwa muundo wa lishe, basi isotopu. ⁵⁷Bakteria ya Fe haikujilimbikiza.

Baada ya kuhakikisha kuwa mabadiliko ya nyuklia ya vitu vya kemikali thabiti yanawezekana katika tamaduni za kibaolojia, AA Kornilova alitumia njia yake kuzima isotopu za mionzi za muda mrefu (Vysotskii VI, Kornilova AA, Ubadilishaji wa isotopu thabiti na ulemavu wa taka ya mionzi katika mifumo inayokua ya kibaolojia. Annals ya Nishati ya Nyuklia, 2013, 62, 626-633). Wakati huu, Kornilova haikufanya kazi na kilimo cha bakteria, lakini na ushirika mkubwa wa aina anuwai ya vijidudu ili kuongeza maisha yao katika mazingira ya fujo. Kila kundi la jumuiya hii limezoea kikamilifu maisha ya pamoja, usaidizi wa pamoja na ulinzi wa pande zote. Matokeo yake, superassociation inakabiliana vizuri na hali mbalimbali za mazingira, ikiwa ni pamoja na kuongezeka kwa mionzi. Kiwango cha juu cha kawaida ambacho tamaduni za kawaida za kibaolojia hustahimili inalingana na kilorad 30, na vyama vya juu vinastahimili maagizo kadhaa ya ukubwa zaidi, na shughuli zao za kimetaboliki karibu hazipunguki.

Kiasi sawa cha biomasi iliyojilimbikizia ya vijidudu vilivyotajwa hapo juu na 10 ml ya suluhisho la chumvi ya cesium-137 katika maji yaliyosafishwa viliwekwa kwenye cuvettes za glasi. Shughuli ya awali ya gamma ya suluhisho ilikuwa becquerels 20,000. Katika baadhi ya cuvettes, chumvi za vipengele muhimu vya ufuatiliaji Ca, K, na Na ziliongezwa. Cuvettes zilizofungwa zilihifadhiwa kwa 20 ° C na shughuli zao za gamma zilipimwa kila baada ya siku saba kwa kutumia detector ya usahihi wa juu.

Kwa siku mia moja ya majaribio katika seli ya kudhibiti ambayo haikuwa na microorganisms, shughuli ya cesium-137 ilipungua kwa 0.6%. Katika cuvette iliyo na chumvi ya potasiamu - kwa 1%. Shughuli ilishuka kwa kasi zaidi katika cuvette iliyokuwa na chumvi ya kalsiamu. Hapa, shughuli ya gamma imepungua kwa 24%, ambayo ni sawa na kupunguza mara 12 katika nusu ya maisha ya cesium!

Waandishi walidhani kwamba kama matokeo ya shughuli muhimu ya vijidudu ¹³⁷Cs inabadilishwa kuwa ¹³⁸Ba ni analog ya biochemical ya potasiamu. Ikiwa kuna potasiamu kidogo katika kati ya virutubisho, basi mabadiliko ya cesium katika bariamu hutokea kwa kasi ya kasi; ikiwa kuna mengi, basi mchakato wa mabadiliko umezuiwa. Jukumu la kalsiamu ni rahisi. Kutokana na uwepo wake katika kati ya virutubisho, idadi ya microorganisms inakua kwa kasi na, kwa hiyo, hutumia potasiamu zaidi au analog yake ya biochemical - bariamu, yaani, inasukuma mabadiliko ya cesium ndani ya bariamu.

Vipi kuhusu kuzaliana?

Swali la kuzaliana kwa majaribio yaliyoelezwa hapo juu linahitaji ufafanuzi fulani. E-Cat Reactor, inayovutia kwa urahisi wake, inaigwa na mamia, ikiwa sio maelfu, ya wavumbuzi wachangamfu kote ulimwenguni. Kuna hata vikao maalum kwenye mtandao ambapo "waigaji" hubadilishana uzoefu na kuonyesha mafanikio yao. Mvumbuzi wa Kirusi Alexander Georgievich Parkhomov amefanya maendeleo katika mwelekeo huu. Alifanikiwa kujenga jenereta ya joto inayotumia mchanganyiko wa unga wa nikeli na hidridi ya alumini ya lithiamu, ambayo hutoa kiasi cha ziada cha nishati (AG Parkhomov, Matokeo ya mtihani wa toleo jipya la analog ya jenereta ya joto ya juu ya Rossi. ya mwelekeo unaoibukia wa sayansi", 2015, 8, 34–39) … Walakini, tofauti na majaribio ya Rossi, hakuna upotoshaji wa muundo wa isotopiki ulipatikana kwenye mafuta yaliyotumika.

Majaribio ya mlipuko wa umeme wa waya za tungsten, na vile vile juu ya kuongeza kasi ya laser ya kuoza kwa vitu vya mionzi, ni ngumu zaidi kutoka kwa mtazamo wa kiufundi na inaweza kutolewa tena katika maabara kubwa ya kisayansi. Katika suala hili, swali la kuzaliana kwa jaribio linabadilishwa na swali la kurudia kwake. Kwa majaribio ya athari za nyuklia zenye nishati kidogo, hali ya kawaida ni wakati, chini ya hali sawa za majaribio, athari iko au la. Ukweli ni kwamba haiwezekani kudhibiti vigezo vyote vya mchakato, ikiwa ni pamoja na, inaonekana, moja kuu, ambayo bado haijatambuliwa. Utafutaji wa njia zinazohitajika ni karibu kipofu na huchukua miezi mingi na hata miaka. Wajaribio wamelazimika kubadilisha mchoro wa mpangilio wa usanidi zaidi ya mara moja katika mchakato wa kutafuta kigezo cha kudhibiti - "knob" ambayo inahitaji "kugeuzwa" ili kufikia marudio ya kuridhisha. Kwa sasa, kurudia katika majaribio yaliyoelezwa hapo juu ni karibu 30%, yaani, matokeo mazuri yanapatikana katika kila jaribio la tatu. Ni mengi au kidogo, kwa msomaji kuhukumu. Jambo moja ni wazi: bila kuunda mfano wa kutosha wa kinadharia wa matukio yaliyojifunza, hakuna uwezekano kwamba itawezekana kuboresha kwa kiasi kikubwa parameter hii.

Jaribio la kutafsiri

Licha ya matokeo ya majaribio ya kushawishi kuthibitisha uwezekano wa mabadiliko ya nyuklia ya vipengele vya kemikali imara, pamoja na kuongeza kasi ya kuoza kwa vitu vyenye mionzi, taratibu za kimwili za taratibu hizi bado hazijulikani.

Siri kuu ya athari za nyuklia zenye nishati kidogo ni jinsi viini vilivyo na chaji chanya hushinda nguvu za kuchukiza zinapokaribiana, kinachojulikana kama kizuizi cha Coulomb. Hii kawaida huhitaji halijoto katika mamilioni ya nyuzi joto. Ni dhahiri kwamba joto kama hilo halifikiwi katika majaribio yaliyozingatiwa. Walakini, kuna uwezekano usio na maana kwamba chembe ambayo haina nishati ya kinetic ya kutosha kushinda nguvu za kuchukiza itaishia karibu na kiini na kuingia kwenye mmenyuko wa nyuklia nayo.

Athari hii, inayoitwa athari ya handaki, ni ya kiasi tu na inahusiana kwa karibu na kanuni ya kutokuwa na uhakika ya Heisenberg. Kulingana na kanuni hii, chembe ya quantum (kwa mfano, kiini cha atomi) haiwezi kuwa na maadili maalum ya kuratibu na kasi kwa wakati mmoja. Bidhaa ya kutokuwa na uhakika (mkengeuko usioepukika wa nasibu kutoka kwa thamani kamili) ya kuratibu na kasi inapakana kutoka chini na thamani sawia na h isiyobadilika ya Planck. Bidhaa hiyo hiyo huamua uwezekano wa kukanyaga kupitia kizuizi kinachowezekana: kadiri bidhaa ya kutokuwa na uhakika wa uratibu na kasi ya chembe inavyoongezeka, ndivyo uwezekano huu unavyoongezeka.

Katika kazi za Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati, Profesa Vladimir Ivanovich Manko na waandishi wenzake, inaonyeshwa kuwa katika majimbo fulani ya chembe ya quantum (kinachojulikana kama majimbo yanayohusiana), bidhaa ya kutokuwa na uhakika inaweza kuzidi kiwango cha Planck. kwa amri kadhaa za ukubwa. Kwa hiyo, kwa chembe za quantum katika majimbo hayo, uwezekano wa kushinda kizuizi cha Coulomb utaongezeka (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariants na mageuzi ya mifumo ya quantum isiyo ya kawaida. "Kesi za FIAN". Moscow: Nauka, 1987, v. 183, p. 286).

Ikiwa nuclei kadhaa za vipengele tofauti vya kemikali hujikuta katika hali iliyounganishwa iliyounganishwa wakati huo huo, basi katika kesi hii mchakato fulani wa pamoja unaweza kutokea, na kusababisha ugawaji wa protoni na neutroni kati yao. Uwezekano wa mchakato kama huo utakuwa mkubwa zaidi, tofauti ndogo kati ya nguvu za majimbo ya awali na ya mwisho ya mkusanyiko wa nuclei. Ni hali hii, inaonekana, ambayo huamua nafasi ya kati ya athari za nyuklia za chini ya nishati kati ya athari za kemikali na "kawaida" za nyuklia.

Je, majimbo madhubuti yanayohusiana yanaundwaje? Ni nini hufanya nuclei kuungana katika ensembles na kubadilishana nucleons? Ni cores gani zinaweza na ambazo haziwezi kushiriki katika mchakato huu? Bado hakuna majibu kwa maswali haya na mengine mengi. Wananadharia wanachukua hatua za kwanza tu kuelekea kutatua tatizo hili la kuvutia zaidi.

Kwa hiyo, katika hatua hii, jukumu kuu katika utafiti wa athari za nyuklia za chini-nishati zinapaswa kuwa za majaribio na wavumbuzi. Kuna haja ya masomo ya kimfumo ya majaribio na kinadharia ya jambo hili la kushangaza, uchambuzi wa kina wa data iliyopatikana, na mjadala mpana wa kitaalamu.

Kuelewa na kusimamia taratibu za athari za nyuklia za nishati ya chini kutatusaidia katika kutatua matatizo mbalimbali yanayotumika - uundaji wa mitambo ya bei nafuu ya uhuru, teknolojia ya ufanisi wa juu ya uchafuzi wa taka za nyuklia na mabadiliko ya vipengele vya kemikali.