Verbotene Transformationen von Elementen

Verbotene Transformationen von Elementen

Stepan Nikolaevich Andreev
"Chemie und Leben" №8, 2015

Künstler S. Tyunin

Die Wissenschaft hat ihre eigenen verbotenen Themen, ihre eigenen Tabus. Heute würden nur wenige Wissenschaftler es wagen, die Biofelder, extrem niedrige Dosen, die Struktur von Wasser zu untersuchen … Die Bereiche sind komplex, trüb, schwer zu geben. Es ist leicht, hier Ihren Ruf zu verlieren, weil Sie ein falscher Wissenschaftler sind, und Sie müssen nicht über ein Stipendium sprechen. In der Wissenschaft ist es unmöglich und gefährlich, über die allgemein akzeptierten Konzepte hinauszugehen und in Dogmen einzudringen. Aber es sind genau die Anstrengungen der tapferen Seelen, die bereit sind, sich von allen anderen zu unterscheiden und manchmal neue Wege in der Erkenntnis zu beschreiten.

Wir haben wiederholt beobachtet, wie Dogmen mit der Entwicklung der Wissenschaft ins Wanken geraten und allmählich den Status eines unvollständigen Vorwissens erlangen. So war es mehr als einmal in der Biologie. So war es in der Physik. Wir sehen das Gleiche in der Chemie. Vor unseren Augen brach die Wahrheit aus dem Lehrbuch "Die Zusammensetzung und Eigenschaften eines Stoffes hängen nicht von den Methoden seiner Herstellung ab" unter dem Ansturm der Nanotechnologie zusammen. Es stellte sich heraus, dass die Substanz in der Nanoform die Eigenschaften drastisch verändern kann – zum Beispiel wird Gold kein Edelmetall mehr sein.

Heute können wir feststellen, dass es eine ganze Reihe von Experimenten gibt,die Ergebnisse davon können nicht vom Standpunkt allgemein akzeptierter Ansichten erklärt werden. Und die Aufgabe der Wissenschaft ist nicht, sie zu entlassen, sondern zu graben und zu versuchen, zur Wahrheit zu gelangen. Die Position "das kann nicht sein, weil es nie geben kann" ist natürlich bequem, kann aber nichts erklären. Darüber hinaus können unverständliche, unerklärliche Experimente Vorboten für Entdeckungen in der Wissenschaft sein, wie es bereits geschehen ist. Eine dieser heißen, im direkten und im übertragenen Sinne, sind die so genannten niederenergetischen Kernreaktionen, die heute LENR – Low-Energy Nuclear Reaction genannt werden.

Wir haben den Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften gefragt Stepan Nikolaevich Andreev vom Institut für Allgemeine Physik. A. M. Prochorow von der Russischen Akademie der Wissenschaften, um uns mit dem Wesen des Problems vertraut zu machen, und mit einigen wissenschaftlichen Experimenten, die in russischen und westlichen Laboratorien durchgeführt und in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht wurden. Experimente, deren Ergebnisse wir noch nicht erklären können.

E-Cat-Reaktor Andrea Rossi

Mitte Oktober 2014 wurde die weltweite wissenschaftliche Gemeinschaft von den Nachrichten bewegt – ein Bericht wurde von Giuseppe Levi, einem Professor für Physik an der Universität von Bologna, veröffentlicht und Mitautoren der Ergebnisse der Tests des E-Cat-Reaktors, der vom italienischen Erfinder Andrea Rossi geschaffen wurde.

Daran erinnern, dass im Jahr 2011 A.Rossi präsentierte der Öffentlichkeit die Installation, an der er viele Jahre in Zusammenarbeit mit dem Physiker Sergio Focardi gearbeitet hat. Der Reaktor, der "E-Сat" (abgekürzt engl. Energy Catalizer) genannt wird, produzierte eine anomale Energiemenge. In den vergangenen vier Jahren wurde E-Сat von verschiedenen Forschergruppen getestet, da die wissenschaftliche Gemeinschaft auf unabhängiger Expertise bestand.

Der längste und ausführlichste Test, der alle notwendigen Parameter des Prozesses erfasst, wurde im März 2014 von einer Gruppe von Giuseppe Levy durchgeführt, zu der so unabhängige Experten wie Evelyn Foschi, ein theoretischer Physiker des italienischen Nationalen Instituts für Kernphysik in Bologna, ein Physikprofessor Hanno Essen aus Korolevsky gehörten Stockholm Institute of Technology und übrigens der ehemalige Vorsitzende der Schwedischen Gesellschaft der Skeptiker, sowie die schwedischen Physiker Bo Heustad, Roland Petersson, Lars Tegner von der Universität Uppsala. Experten bestätigten, dass das Gerät (Bild 1), in dem ein Gramm Kraftstoff mit Hilfe von Elektrizität auf eine Temperatur von etwa 1.400 ° C erhitzt wurde, eine anomale Wärmemenge produzierte (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Abb. 1. Reaktor "E-Cat" Andrea Rossi bei der Arbeit. Der Erfinder offenbart nicht, wie der Reaktor angeordnet ist. Es ist jedoch bekannt, dass eine Brennstoffladung, Heizelemente und ein Thermoelement innerhalb des Keramikrohrs angeordnet sind. Die Oberfläche des Rohres ist gerippt, so dass die Wärme besser abgeführt werden kann ")" Abb. 1. Reaktor "E-Cat" Andrea Rossi bei der Arbeit. Der Erfinder offenbart nicht, wie der Reaktor angeordnet ist. Es ist jedoch bekannt, dass eine Brennstoffladung, Heizelemente und ein Thermoelement innerhalb des Keramikrohrs angeordnet sind. Die Oberfläche des Rohres ist gerippt, damit die Wärme besser abgeleitet wird. "Border = 0> Abb. 1. Reaktor "E-Cat" Andrea Rossi bei der Arbeit. Der Erfinder offenbart nicht, wie der Reaktor angeordnet ist. Es ist jedoch bekannt, dass eine Brennstoffladung, Heizelemente und ein Thermoelement innerhalb des Keramikrohrs angeordnet sind. Die Oberfläche der Röhre ist gerippt, um besser zu heizen.

Der Reaktor war ein 20 cm langes Keramikrohr mit einem Durchmesser von 2 cm, in dem sich die Brennstoffladung, die Heizelemente und das Thermoelement befanden, deren Signal der Heizungssteuereinheit zugeführt wurde. Strom zum Reaktor wurde von einem elektrischen Netzwerk mit einer Spannung von 380 Volt durch drei wärmebeständige Drähte geliefert, die sich während des Betriebs des Reaktors rot aufwärmen. Der Brennstoff bestand hauptsächlich aus Nickelpulver (90%) und Lithiumaluminiumhydrid LiAlH4 (10%).Beim Erhitzen zersetzte sich Lithiumaluminiumhydrid und setzte Wasserstoff frei, der von Nickel absorbiert werden und eine exotherme Reaktion eingehen konnte.

Der Bericht berichtete, dass die Gesamtmenge an Wärme, die von der Vorrichtung über 32 Tage kontinuierlichen Betriebs freigesetzt wurde, ungefähr 6 GJ betrug. Elementare Schätzungen zeigen, dass die Energieintensität des Pulvers mehr als tausend Mal höher ist als die Energieintensität von beispielsweise Benzin!

Durch sorgfältige Analysen der Element- und Isotopenzusammensetzung haben die Experten zuverlässig festgestellt, dass sich Veränderungen im Verhältnis von Lithium- und Nickelisotopen im abgebrannten Brennstoff ergeben haben. Wenn im Ausgangsbrennstoff der Gehalt an Lithiumisotopen mit dem natürlichen übereinstimmt: 6Li – 7,5% 7Li – 92,5%, dann der Gehalt an abgebrannten Brennelementen 6Li stieg auf 92% und der Inhalt 7Li sank auf 8%. Ebenso stark waren die Verzerrungen der Isotopenzusammensetzung für Nickel. Zum Beispiel der Gehalt an Nickel-Isotop 62Ni in der "Asche" war 99%, obwohl es nur 4% in dem anfänglichen Brennstoff war. Die festgestellten Veränderungen in der Isotopenzusammensetzung und die abnormal hohe Wärmefreisetzung zeigten, dass möglicherweise nukleare Prozesse im Reaktor stattgefunden haben. Es wurden jedoch weder während des Betriebs der Vorrichtung noch nach ihrer Abschaltung Anzeichen für eine erhöhte Radioaktivität der Kernreaktionen festgestellt.

Die im Reaktor ablaufenden Prozesse könnten keine Kernspaltungsreaktionen sein, da der Brennstoff aus stabilen Substanzen besteht. Kernfusionsreaktionen sind ebenfalls ausgeschlossen, da aus der Sicht der modernen Kernphysik die Temperatur von 1400 ° C vernachlässigbar ist, um die Kräfte der Coulomb-Abstoßung von Kernen zu überwinden. Deshalb ist die Verwendung des gefeierten Begriffs "kalte Fusion" für solche Prozesse ein irreführender Fehler.

Wahrscheinlich sind wir hier mit Manifestationen einer neuen Art von Reaktionen konfrontiert, bei denen kollektive Niedrigenergietransformationen der Kerne der Elemente, aus denen der Brennstoff besteht, auftreten. Die Abschätzung der Energien solcher Reaktionen ergibt einen Wert in der Größenordnung von 1-10 keV pro Nukleon, dh sie nehmen eine mittlere Position zwischen "gewöhnlichen" hochenergetischen Kernreaktionen (Energien größer als 1 MeV pro Nukleon) und chemischen Reaktionen (Energien in der Größenordnung von 1 eV pro Atom) ein.

Bis jetzt kann niemand das beschriebene Phänomen zufriedenstellend erklären, und die Hypothesen, die von vielen Autoren aufgestellt wurden, halten einer genauen Prüfung nicht stand. Um die physikalischen Mechanismen eines neuen Phänomens zu bestimmen, ist es notwendig, die möglichen Manifestationen solcher niederenergetischen Kernreaktionen in verschiedenen experimentellen Einstellungen sorgfältig zu untersuchen und die erhaltenen Daten zusammenzufassen.Darüber hinaus haben sich solche unerklärten Fakten über viele Jahre hinweg beträchtlich angesammelt. Hier sind einige von ihnen.

Die elektrische Explosion von Wolframdraht – der Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts

Im Jahr 1922 veröffentlichten Clarence Ayrion und Gerald Wendt vom Chemielabor der University of Chicago eine Studie über die Untersuchung der elektrischen Explosion eines Wolframdrahtes im Vakuum (G. L. Wendt, C. E. Irion, Experimentelle Versuche, Wolfram bei hohen Temperaturen zu zersetzen. Zeitschrift der American Chemical Society1922, 44, 1887-1894; Russische Übersetzung: Experimentelle Versuche, Wolfram bei hohen Temperaturen zu spalten).

Es gibt nichts Exotisches in einer elektrischen Explosion. Dieses Phänomen wurde am Ende des 18. Jahrhunderts entdeckt, und im täglichen Leben beobachten wir es ständig, wenn elektrische Lampen während eines Kurzschlusses ausbrennen (natürlich Glühbirnen). Was passiert bei einer elektrischen Explosion? Wenn der durch den Metalldraht fließende Strom groß ist, beginnt das Metall zu schmelzen und zu verdampfen. Plasma wird nahe der Oberfläche des Drahtes gebildet. Die Erwärmung ist ungleichmäßig: "Hot Spots" treten an zufälligen Stellen des Drahtes auf, in denen mehr Wärme erzeugt wird, die Temperatur Spitzenwerte erreicht und eine explosive Zerstörung des Materials auftritt.

Das Bemerkenswerteste in dieser Geschichte ist, dass die Wissenschaftler ursprünglich gehofft hatten, die Zersetzung von Wolfram zu leichteren chemischen Elementen experimentell nachzuweisen. In ihrer Absicht stützten sich Ayrion und Wendt auf die folgenden Tatsachen, die damals schon bekannt waren.

Erstens gibt es im sichtbaren Strahlungsspektrum der Sonne und anderer Sterne keine charakteristischen optischen Linien, die zu schweren chemischen Elementen gehören. Zweitens ist die Temperatur der Sonnenoberfläche etwa 6000 ° C. Deshalb, so die Forscher, können Atome schwerer Elemente bei solchen Temperaturen nicht existieren. Drittens kann, wenn eine Kondensatorbatterie auf einen Metalldraht entladen wird, die Temperatur des durch eine elektrische Explosion erzeugten Plasmas 20.000 ° C erreichen.

Auf dieser Grundlage haben amerikanische Wissenschaftler vorgeschlagen, dass, wenn ein dünner elektrischer Draht, der aus einem schweren chemischen Element wie Wolfram besteht, einen starken elektrischen Strom durchlässt und ihn auf Temperaturen ähnlich der der Sonne erhitzt, die Wolframkerne instabil werden und sich in leichtere Elemente zersetzen. Sie haben ein Experiment mit sehr einfachen Mitteln sorgfältig vorbereitet und glänzend durchgeführt.

Die elektrische Explosion des Wolframdrahtes wurde in einem kugelförmigen Glaskolben (Fig. 2) durchgeführt, wobei ein Kondensator von 0,1 Mikrofarad, der mit 35 Kilovolt geladen war, verschlossen wurde. Der Draht befand sich zwischen zwei Montagewolframelektroden, die von zwei gegenüberliegenden Seiten in den Kolben eingelötet waren. Zusätzlich hatte der Kolben eine zusätzliche "Spektral" -Elektrode, die dazu diente, eine Plasmaentladung in einem nach einer elektrischen Explosion gebildeten Gas zu zünden.

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Abb. 2 Schema der Entladungssprengkammer von Irion und Wendt (Versuch von 1922)

Einige wichtige technische Details des Experiments sollten beachtet werden. Während seiner Herstellung wurde der Kolben in einen Ofen gestellt, wo er 15 Stunden lang kontinuierlich auf 300ºC erhitzt wurde und während dieser ganzen Zeit wurde Gas daraus abgepumpt. Zusammen mit der Erhitzung des Kolbens wurde ein elektrischer Strom durch den Wolframdraht geleitet und auf eine Temperatur von 2000 ° C erhitzt. Nach dem Entgasen wurde die Glasröhre, die den Kolben mit der Quecksilberpumpe verband, unter Verwendung eines Brenners geschmolzen und verschlossen. Die Autoren des Papiers behaupteten, dass die ergriffenen Maßnahmen es erlaubten, den extrem niedrigen Druck der Restgase in dem Kolben für 12 Stunden aufrecht zu erhalten.Beim Anlegen einer hohen Spannung von 50 Kilovolt zwischen den "Spektral-" und den Fixierelektroden gab es daher keinen Durchbruch.

Irion und Wendt führten einundzwanzig Experimente mit einer elektrischen Explosion durch. Als Ergebnis jedes Experiments in dem Kolben gebildet etwa 1019 Teilchen unbekannten Gases. Spektralanalyse zeigte, dass die charakteristische Helium-4-Linie vorhanden war. Die Autoren schlugen vor, dass Helium als Folge des durch elektrische Explosion induzierten Alpha-Zerfalls von Wolfram gebildet wird. Erinnern wir uns, dass die Alpha-Teilchen, die im Prozess des Alpha-Zerfalls auftreten, die Kerne eines Atoms sind 4Er.

Die Veröffentlichung von Ayrion und Wendt verursachte eine große Resonanz in der damaligen wissenschaftlichen Gemeinschaft. Rutherford selbst machte auf diese Arbeit aufmerksam. Er äußerte tiefe Zweifel, dass die im Experiment verwendete Spannung (35 kV) groß genug ist, damit Elektronen Kernreaktionen im Metall induzieren können. Um die Ergebnisse amerikanischer Wissenschaftler zu verifizieren, führte Rutherford sein Experiment durch – bestrahlte ein Wolfram-Target mit einem Elektronenstrahl mit einer Energie von 100 Kiloelektronenvolt. Rutherford fand keine Spur von Kernreaktionen in Wolfram, die in einer ziemlich scharfen Form eine kurze Nachricht in der Zeitschrift machten Natur. Die wissenschaftliche Gemeinschaft trat an die Seite von Rutherford, das Werk von Ayrion und Wendt wurde für viele Jahre als fehlerhaft und vergessen erkannt.

Wolframdraht elektrische Explosion: 90 Jahre später

Nur 90 Jahre später übernahm das russische Forscherteam unter der Leitung von Leonid Irbekovich Urutskoev, Doktor der physikalisch-mathematischen Wissenschaften, die Wiederholung der Experimente von Ayron und Wendt. Am legendären Sukhumi-Institut für Physik und Technologie in Abchasien wurden Experimente mit moderner experimenteller und diagnostischer Ausrüstung durchgeführt. Die Physiker nannten ihre Installation "HELIOS" zu Ehren des Leitgedankens von Ayron und Wendt (Abb. 3). Die Quarzstrahlkammer befindet sich im oberen Teil der Anlage und ist mit einem Vakuumsystem verbunden – einer Turbomolekularpumpe (blau markiert). Vier schwarze Kabel werden von einem Entlader einer Kondensatorbatterie mit einer Kapazität von 0,1 Mikrofarad, die sich links von der Installation befindet, in die Strahlkammer gezogen. Zur elektrischen Explosion wurde die Batterie auf 35-40 Kilovolt aufgeladen. Die in den Experimenten verwendete Diagnoseausrüstung (in der Figur nicht gezeigt) ermöglichte es, die spektrale Zusammensetzung des Plasma-Glühens, das während der elektrischen Explosion des Drahtes gebildet wurde, sowie die chemische und elementare Zusammensetzung seiner Zersetzungsprodukte zu untersuchen.

Abb. 3 Dies ist die Installation "HELIOS", in der die Gruppe L. I.Urutskoeva untersuchte die Explosion eines Wolframdrahtes im Vakuum (Experiment von 2012) "border = 0>

Abb. 3 So sieht die Installation "HELIOS" aus, in der die Gruppe von L.I. Urutskoeva die Explosion eines Wolframdrahtes im Vakuum untersucht hat (Experiment von 2012)

Die Experimentgruppe Urutskoeva hat die Hauptschlussfolgerung der Arbeit vor neunzig Jahren bestätigt. In der Tat, als Ergebnis einer elektrischen Explosion von Wolfram, wurde eine übermäßige Menge an Helium-4-Atomen gebildet (etwa 1016 Partikel). Wenn der Wolframdraht durch Eisen ersetzt wurde, wurde kein Helium gebildet. Beachten Sie, dass die Forscher bei den Experimenten zur "HELIOS" -Installation tausendmal weniger Heliumatome aufzeichneten als in den Experimenten von Ayron und Wendt, obwohl der "Energieeintrag" in den Draht ungefähr gleich war. Was ist der Grund für diesen Unterschied – es bleibt abzuwarten.

Während der elektrischen Explosion wurde das Drahtmaterial auf die innere Oberfläche der Explosionskammer gesprüht. Die Massenspektrometrieanalyse zeigte, dass in diesen festen Rückständen ein Mangel des Isotops von Wolfram-180 vorlag, obwohl seine Konzentration in dem Anfangsdraht der natürlichen entsprach. Diese Tatsache kann auch auf einen möglichen Alpha-Zerfall von Wolfram oder einem anderen nuklearen Prozess hinweisen.während der elektrischen Explosion von Draht (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov et al. Untersuchung der spektralen Zusammensetzung von optischer Strahlung in einer elektrischen Explosion eines Wolframdrahts. "Kurze Mitteilungen über Physik von LPI, 2012 , 7, 13-18).

Beschleunigung des Alpha-Zerfalls mit einem Laser

Einige Prozesse, die spontane Kerntransformationen radioaktiver Elemente beschleunigen, können auch auf niederenergetische Kernreaktionen zurückgeführt werden. Interessante Ergebnisse in diesem Bereich wurden am Institut für Allgemeine Physik erhalten. A. M. Prokhorov RAS in dem Labor von Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften Georgy Airatovich Shafeev geleitet. Wissenschaftler haben einen erstaunlichen Effekt entdeckt: Der Alpha-Zerfall von Uran-238 wurde unter der Einwirkung von Laserstrahlung mit einer relativ geringen Peak-Intensität beschleunigt12-1013 W / cm2 (A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Effekt der Laserbestrahlung von Nanopartikeln in wässrigen Lösungen von Uransalzen auf die Aktivität von Nukliden. Quantum Electronics, 2011, 41, 7, 614-618).

Abb. 4 Mikroskopische Aufnahme von Goldnanopartikeln, die durch Laserbestrahlung eines Goldtargets in einer wässrigen Lösung eines Cäsium-137-Salzes erhalten wurden (Experiment 2011) ') Abb. 4 Mikrophotographie von Goldnanopartikeln, erhalten durch Laserbestrahlung eines Goldtargets in einer wässrigen Lösung von Cäsium-137-Salz (Experiment von 2011) "border = 0> Abb. 4 Mikroskopische Aufnahme von Goldnanopartikeln, erhalten durch Laserbestrahlung eines Goldtargets in einer wässrigen Lösung eines Cäsium-137-Salzes (Experiment 2011)

So sah das Experiment aus. In einer Küvette mit einer wässrigen Lösung von Uransalz UO2Cl2 mit einer Konzentration von 5-35 mg / ml wurde ein Goldtarget angeordnet, das mit Laserpulsen mit einer Wellenlänge von 532 Nanometer, einer Dauer von 150 Pikosekunden, einer Wiederholungsrate von 1 Kilohertz für eine Stunde bestrahlt wurde. Unter solchen Bedingungen wird die Zieloberfläche teilweise geschmolzen und die mit ihr in Kontakt stehende Flüssigkeit kocht sofort. Der Dampfdruck spritzt nanoskalige Goldtröpfchen von der Oberfläche des Targets in die umgebende Flüssigkeit, wo sie abgekühlt und in feste Nanopartikel mit einer charakteristischen Größe von 10 Nanometern umgewandelt werden. Dieser Prozess wird als Laserablation in einer Flüssigkeit bezeichnet und findet breite Anwendung, wenn kolloidale Lösungen von Nanopartikeln verschiedener Metalle hergestellt werden sollen.

In den Experimenten von Shafeev, in einer Stunde Bestrahlung eines Goldtargets, 1015 Gold-Nanopartikel in 1 cm3 Lösung. Die optischen Eigenschaften solcher Nanopartikel unterscheiden sich radikal von den Eigenschaften einer massiven Goldplatte: Sie reflektieren kein Licht, sondern absorbieren es, und das elektromagnetische Feld der Lichtwelle in der Nähe der Nanopartikel kann 100-10.000 Mal verstärkt werden und intraarumale Werte erreichen!

Die Kerne von Uran und seinen Zerfallsprodukten (Thorium, Protactinus), die in der Nähe dieser Nanopartikel erschienen, wurden mehrfach verstärkten elektromagnetischen Laserfeldern ausgesetzt. Ihre Radioaktivität hat sich dadurch merklich verändert. Insbesondere verdoppelte sich die Gamma-Aktivität von Thorium-234. (Die Gamma- Aktivität der Proben vor und nach der Laserbestrahlung wurde mit einem Halbleiter-Gammaspektrometer gemessen.) Da Thorium-234 aus dem Alpha-Zerfall von Uran-238 resultiert, zeigt eine Zunahme seiner Gamma-Aktivität eine Beschleunigung des Alpha-Zerfalls dieses Uranisotops an. Beachten Sie, dass die Gamma-Aktivität von Uran-235 nicht zugenommen hat.

Wissenschaftler der IOF RAS entdeckten, dass Laserstrahlung nicht nur den Alpha-Zerfall, sondern auch den Beta-Zerfall eines radioaktiven Isotops beschleunigen kann. 137Cs ist einer der Hauptbestandteile radioaktiver Emissionen und Abfälle. In ihren Experimenten verwendeten sie einen grünen Kupferdampflaser, der im gepulst-periodischen Modus mit einer Pulsdauer von 15 Nanosekunden, einer Pulswiederholrate von 15 Kilohertz und einer Peakintensität von 10 arbeitete9 W / cm2. Die Laserstrahlung beeinflusste ein in einer Küvette angeordnetes Goldtarget mit einer wässrigen Salzlösung. 137Cs, dessen Gehalt in einer Lösung mit einem Volumen von 2 ml ungefähr 20 Picogramm betrug.

Nach zweistündiger Bestrahlung des Targets stellten die Forscher fest, dass in der Küvette eine kolloidale Lösung mit Goldnanopartikeln mit einer Größe von 30 nm (Abb. 4) gebildet wurde und die Cäsium-137-Gamma-Aktivität (und damit die Konzentration in der Lösung) um 75% abnahm. Die Halbwertszeit von Cäsium-137 beträgt etwa 30 Jahre. Dies bedeutet, dass eine solche Abnahme der Aktivität, die in einem zweistündigen Experiment erhalten wurde, unter natürlichen Bedingungen in etwa 60 Jahren auftreten sollte. Wir haben 60 Jahre in zwei Stunden geteilt und finden heraus, dass sich die Zerfallsrate beim Laseraufprall um etwa 260.000 Mal erhöht hat. Solch ein gigantischer Anstieg der Rate des Beta-Zerfalls würde eine Zelle mit einer Lösung von Cäsium in die stärkste Gammastrahlungsquelle verwandeln, die den üblichen Beta-Zerfall von Cäsium-137 begleitet. In der Realität passiert dies jedoch nicht. Strahlungsmessungen haben gezeigt, dass die Gamma-Aktivität der Salzlösung nicht zunimmt (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laserinduzierter Cäsium-137-Zerfall. Quantenelektronik, 2014, 44 , 8, 791-792).

Diese Tatsache legt nahe, dass der Zerfall von Cäsium-137 unter Laser-Exposition nicht dem wahrscheinlichsten Szenario (94.6%) unter normalen Bedingungen mit der Emission eines Gamma-Quants mit einer Energie von 662 keV folgt, aber nach einem anderen ist es nicht-strahlend.Dies ist vermutlich ein direkter Beta-Zerfall mit der Bildung eines stabilen Isotopenkerns 137Ba, das unter normalen Bedingungen nur in 5,4% der Fälle realisiert wird.

Warum eine solche Umverteilung von Wahrscheinlichkeiten in der Reaktion von Beta-Zerfall von Cäsium auftritt, ist noch unklar. Nichtsdestoweniger gibt es andere unabhängige Studien, die bestätigen, dass eine beschleunigte Dekontamination von Cäsium-137 sogar in lebenden Systemen möglich ist.

Niedrigenergie-Kernreaktionen in lebenden Systemen

Alla Alexandrowna Kornilowa, Doktorin der physikalisch-mathematischen Wissenschaften an der Fakultät für Physik der Moskauer Staatlichen Universität, ist seit über zwanzig Jahren auf der Suche nach niederenergetischen Kernreaktionen in biologischen Objekten. M. V. Lomonossow. Die Objekte der ersten Experimente waren die Bakterienkultur Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Sie wurden in ein Nährmedium gegeben, das an Eisen abgereichert war, aber das Salz von Mangan MnSO enthielt4 und schweres Wasser D2O. Experimente haben gezeigt, dass in diesem System ein defizientes Isotop von Eisen produziert wurde – 57Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Experimentelle Entdeckung der Isotope (Mn55 zu Fe57) in wachsenden biologischen Kulturen, Proceedings der 6. Internationalen Konferenz zur kalten Fusion, 1996, Japan, 2, 687-693).

Nach den Autoren der Studie, das Isotop 57Fe erschien in den wachsenden Bakterienzellen als ein Ergebnis der Reaktion. 55Mn + d = 57Fe (d ist der Kern des Deuteriumatoms, bestehend aus einem Proton und einem Neutron). Ein definitives Argument für die vorgeschlagene Hypothese ist die Tatsache, dass, wenn schweres Wasser durch leichtes Wasser ersetzt wird oder Mangansalz aus der Zusammensetzung des Nährmediums ausgeschlossen wird, dann das Isotop 57Fe-Bakterien sammelten sich nicht an.

Um sicherzustellen, dass nukleare Transformationen stabiler chemischer Elemente in mikrobiologischen Kulturen möglich sind, wandte A. A. Kornilova ihre Methode zur Deaktivierung langlebiger radioaktiver Isotope an (Vysotskii V.I., Kornilova A.A., Transmutation stabiler Isotope und Desaktivierung). Annalen der Kernenergie, 2013, 62, 626-633). Dieses Mal arbeitete Kornilowa nicht mit Monokulturen von Bakterien, sondern mit einer übermäßigen Assoziation von Mikroorganismen verschiedener Art, um ihr Überleben in korrosiven Umgebungen zu verbessern. Jede Gruppe dieser Gemeinschaft ist maximal geeignet für gemeinsame Aktivitäten, kollektive gegenseitige Hilfe und gegenseitigen Schutz. Infolgedessen ist Superassoziation gut an eine große Vielzahl von Umweltbedingungen einschließlich erhöhter Strahlung angepasst. Eine typische maximale Dosis, die durch herkömmliche mikrobiologische Kulturen aufrechterhalten wird, entspricht 30 Kilorad, und die Superassoziation wird um mehrere Größenordnungen aufrechterhalten, und ihre metabolische Aktivität wird fast nicht beeinträchtigt.

Gleiche Mengen an konzentrierter Biomasse der oben erwähnten Mikroorganismen und 10 ml einer Lösung von Cäsium-137-Salz in destilliertem Wasser wurden in Glasküvetten gegeben. Die anfängliche Gammaaktivität der Lösung betrug 20.000 Becquerel. Zu einigen Zellen wurden zusätzlich Salze der lebenswichtigen Spurenelemente Ca, K und Na hinzugefügt. Geschlossene Küvetten wurden bei 20ºC gehalten und ihre Gammaaktivität wurde alle sieben Tage mit einem Hochpräzisionsdetektor gemessen.

Für einhundert Tage des Experiments verringerte sich in der Kontrollzelle, die keine Mikroorganismen enthielt, die Aktivität von Cäsium-137 um 0,6%. In einem Graben zusätzlich mit einem Kaliumsalz, um 1%. Die schnellste Aktivität fiel in eine Küvette, die zusätzlich ein Salz von Calcium enthielt. Hier nahm die Gammaaktivität um 24% ab, was einer 12-fachen Halbwertszeit von Cäsium entspricht!

Die Autoren vermuteten dies als Folge der Aktivität von Mikroorganismen 137Cs wird konvertiert in 138Ba ist ein biochemisches Analogon von Kalium. Wenn Kalium in dem Nährmedium niedrig ist, dann erfolgt die Umwandlung von Cäsium in Barium schnell, wenn viel der Transformationsprozess blockiert ist. Was die Rolle von Kalzium betrifft, ist es einfach. Aufgrund ihrer Anwesenheit im Nährmedium wächst die Population von Mikroorganismen schnell und daherverbraucht mehr Kalium oder sein biochemisches Gegenstück – Barium, das heißt, es treibt die Umwandlung von Cäsium in Barium voran.

Und was ist mit Reproduzierbarkeit?

Die Frage nach der Reproduzierbarkeit der oben beschriebenen Experimente erfordert eine Erklärung. Der "E-Cat" -Reaktor versucht mit seiner Einfachheit Hunderte, wenn nicht Tausende von enthusiastischen Erfindern auf der ganzen Welt zu reproduzieren. Es gibt sogar spezielle Foren im Internet, in denen "Replikatoren" Erfahrungen austauschen und ihre Leistungen demonstrieren. Gewisse Erfolge in dieser Richtung hat der russische Erfinder Alexander Georgiewitsch Parkhomov erreicht. Er schaffte es, einen Wärmegenerator zu konstruieren, der mit einer Mischung aus Nickelpulver und Lithiumaluminiumhydrid arbeitet, die eine überschüssige Menge an Energie liefert (A.G. . Im Gegensatz zu den Experimenten in Russland konnte jedoch keine Verzerrung der Isotopenzusammensetzung im abgebrannten Brennstoff festgestellt werden.

Experimente zur elektrischen Explosion von Wolframdrähten sowie zur Laserbeschleunigung des Zerfalls radioaktiver Elemente sind technisch viel schwieriger und nur in seriösen wissenschaftlichen Laboratorien reproduzierbar.In diesem Zusammenhang steht die Frage nach ihrer Wiederholbarkeit an die Stelle der Frage nach der Reproduzierbarkeit eines Experiments. Für Experimente mit niederenergetischen Kernreaktionen ist eine typische Situation dann gegeben, wenn der Effekt unter identischen experimentellen Bedingungen entweder vorhanden ist oder nicht. Tatsache ist, dass es nicht möglich ist, alle Parameter des Prozesses zu kontrollieren, einschließlich des offensichtlich noch nicht identifizierten Hauptparameters. Die Suche nach den gewünschten Modi ist fast blind und dauert viele Monate und sogar Jahre. Experimentatoren mussten oft das schematische Diagramm der Installation ändern, um nach einem Kontrollparameter zu suchen – jenem "Griff", der "verdreht" werden muss, um eine zufriedenstellende Wiederholbarkeit zu erreichen. Derzeit beträgt die Wiederholbarkeit in den oben beschriebenen Experimenten etwa 30%, dh in jedem dritten Experiment wird ein positives Ergebnis erhalten. Mache viel oder wenig, beurteile den Leser. Eines ist klar: Ohne ein adäquates theoretisches Modell der untersuchten Phänomene zu erstellen, ist es unwahrscheinlich, dass dieser Parameter drastisch verbessert werden kann.

Versuch zu interpretieren

Trotz überzeugender experimenteller Ergebnisse bestätigt sich die Möglichkeit nuklearer Transformationen stabiler chemischer VerbindungenElemente, sowie den Zerfall radioaktiver Substanzen beschleunigen, sind die physikalischen Mechanismen dieser Prozesse noch nicht bekannt.

Das Hauptgeheimnis der niederenergetischen Kernreaktionen – als positiv geladene Kerne, beim Annähern überwinden sie abstoßende Kräfte, die sogenannte Coulomb-Barriere. Normalerweise sind Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erforderlich. Es ist offensichtlich, dass solche Temperaturen in den betrachteten Experimenten nicht erreicht werden. Nichtsdestoweniger gibt es eine von Null verschiedene Wahrscheinlichkeit, dass ein Teilchen, das nicht genügend kinetische Energie hat, um die abstoßenden Kräfte zu überwinden, immer noch in der Nähe des Kerns ist und in eine Kernreaktion mit ihm eintritt.

Dieser als Tunneleffekt bezeichnete Effekt ist rein quantenmechanisch und eng mit der Heisenbergschen Unschärferelation verbunden. Nach diesem Prinzip kann ein Quantenteilchen (zum Beispiel der Kern eines Atoms) nicht genau spezifizierte Koordinaten- und Impulswerte gleichzeitig haben. Das Produkt der Unsicherheiten (nicht entfernbare zufällige Abweichungen vom exakten Wert) der Koordinate und des Impulses wird von unten durch einen Wert begrenzt, der proportional zur Planck'schen Konstante h ist.Das gleiche Produkt bestimmt die Wahrscheinlichkeit des Tunnelns durch die Potentialbarriere: Je größer das Produkt der Unsicherheiten der Koordinate und des Impulses des Teilchens ist, desto höher ist diese Wahrscheinlichkeit.

In den Arbeiten des Doktors der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, Professor Vladimir Ivanovich Manko und Co-Autoren, wird gezeigt, dass in bestimmten Zuständen eines Quantenteilchens (die sogenannten kohärenten korrelierten Zustände) das Produkt der Unsicherheiten die Planck-Konstante um mehrere Größenordnungen überschreiten kann. Folglich wird für Quantenteilchen in solchen Zuständen die Wahrscheinlichkeit der Überwindung der Coulomb-Barriere steigen (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invarianten und Evolution von nichtstationären Quantensystemen. Trudy FIAN. Moskau: Nauka, 1987, v. 183, p. 286).

Wenn mehrere Kerne verschiedener chemischer Elemente gleichzeitig in einem kohärenten korrelierten Zustand sind, kann in diesem Fall ein gewisser kollektiver Prozess stattfinden, der zur Neuverteilung von Protonen und Neutronen zwischen ihnen führt. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Prozesses wird um so größer sein, je geringer der Unterschied in den Energien der Anfangs- und Endzustände eines Kerngenres ist.Es ist dieser Umstand, der offenbar die Zwischenposition der niederenergetischen Kernreaktionen zwischen chemischen und "gewöhnlichen" Kernreaktionen bestimmt.

Wie entstehen kohärente korrelierte Zustände? Was verbindet die Kerne in Ensembles und tauscht Nukleonen aus? Welche Kerne können und welche können nicht an diesem Prozess teilnehmen? Auf diese und viele andere Fragen gibt es keine Antworten. Theoretiker machen nur die ersten Schritte, um dieses interessante Problem zu lösen.

Daher sollte in diesem Stadium die Hauptrolle bei der Erforschung niederenergetischer Kernreaktionen den Experimentatoren und Erfindern zukommen. Das System erfordert experimentelle und theoretische Studien dieses erstaunlichen Phänomens, eine umfassende Analyse der erhaltenen Daten und eine breite Experten Diskussion.

Das Verständnis und die Beherrschung der Mechanismen niederenergetischer Kernreaktionen wird uns dabei helfen, eine Vielzahl von angewandten Problemen zu lösen – kostengünstige autonome Kraftwerke, hocheffiziente Technologien zur Deaktivierung nuklearer Abfälle und die Umwandlung chemischer Elemente zu schaffen.

Siehe auch:
G. V.Erlich "Reproduzierbare Nicht-Reproduzierbarkeit".


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