Гэрлийн чийдэн ба бактери дахь цөмийн урвал

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Шинжлэх ухаанд өөрийн гэсэн хориотой сэдэв, өөрийн гэсэн хориотой байдаг. Өнөөдөр цөөхөн эрдэмтэд био талбай, хэт бага тун, усны бүтцийг судалж зүрхэлдэг …

Газар нутаг хэцүү, үүлэрхэг, бууж өгөхөд хэцүү. Энд псевдо-шинжлэх ухаанч гэдгээрээ нэр хүндээ алдах нь амархан, тэтгэлэг авах тухай ярих шаардлагагүй. Шинжлэх ухаанд нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл баримтлалаас хальж, сургаал руу халдах нь боломжгүй бөгөөд аюултай юм. Гэхдээ бусдаас ялгарахад бэлэн зоригт хүмүүсийн хичээл зүтгэл заримдаа мэдлэгт шинэ замыг нээж өгдөг.

Шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр сургаалууд хэрхэн ганхаж, аажмаар дутуу, урьдчилсан мэдлэгийн статустай болж байгааг бид нэг бус удаа ажигласан. Тиймээс энэ нь биологид нэг бус удаа байсан. Физикийн хувьд ийм байсан. Бид химийн хувьд ижил зүйлийг хардаг. Бидний нүдний өмнө "Бодисын найрлага, шинж чанар нь түүнийг үйлдвэрлэх аргаас хамаардаггүй" гэсэн сурах бичгийн үнэн нано технологийн довтолгооны дор сүйрчээ. Наноформ дахь бодис нь шинж чанараа эрс өөрчилж чаддаг болох нь тогтоогдсон - жишээлбэл, алт эрхэм металл байхаа болино.

Өнөөдөр бид олон тооны туршилтууд байгаа бөгөөд тэдгээрийн үр дүнг нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл бодлын үүднээс тайлбарлах боломжгүй гэж хэлж болно. Шинжлэх ухааны даалгавар бол тэднийг огцруулах биш, харин ухаж, үнэнд хүрэхийг оролдох явдал юм. "Энэ байж болохгүй, учир нь хэзээ ч болохгүй" гэдэг нь мэдээжийн хэрэг тохиромжтой, гэхдээ юу ч тайлбарлаж чадахгүй. Түүгээр ч барахгүй, үл ойлгогдох, тайлбарлагдаагүй туршилтууд нь шинжлэх ухаанд нэгэнт тохиолдсон шиг нээлтүүдийн дохио болж чаддаг. Ийм халуун сэдвүүдийн нэг нь шууд болон дүрслэлийн утгаараа бага энергитэй цөмийн урвал гэж нэрлэгддэг бөгөөд өнөөдөр LENR - Бага энергитэй цөмийн урвал гэж нэрлэгддэг.

Бид физик, математикийн шинжлэх ухааны докторыг хүссэн Степан Николаевич Андреев Ерөнхий физикийн хүрээлэнгээс. А. М. Прохоров РАС бидэнд асуудлын мөн чанар, Орос, Барууны лабораторид хийгдсэн зарим шинжлэх ухааны туршилтуудын талаар танилцуулж, шинжлэх ухааны сэтгүүлд нийтлэв. Туршилтууд, үр дүнг нь бид тайлбарлаж чадахгүй байна.

"E-Сat" реактор Андреа Росси

2014 оны 10-р сарын дундуур дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэг энэ мэдээнд сэтгэл догдолж байв - Болоньягийн их сургуулийн физикийн профессор Жузеппе Леви болон хамтран зохиогчдын бүтээсэн E-Сat реакторын туршилтын үр дүнгийн талаар тайлан гаргажээ. Италийн зохион бүтээгч Андреа Росси.

Сануулахад, 2011 онд А. Росси физикч Сержио Фокардитэй хамтран олон жил ажилласан инсталляцыг олон нийтэд толилуулж байсан юм. "E-Сat" (Energy Catalizer гэсэн үгийн товчлол) нэртэй реактор нь хэвийн бус хэмжээний эрчим хүч үйлдвэрлэж байв. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгүүд үе тэнгийнхний үнэлгээ хийхийг шаардсан тул сүүлийн дөрвөн жилийн хугацаанд E-Сat-ийг өөр өөр бүлэг судлаачид туршиж үзсэн.

Процессын шаардлагатай бүх параметрүүдийг бүртгэсэн хамгийн урт бөгөөд нарийвчилсан туршилтыг 2014 оны 3-р сард Жузеппе Левигийн бүлэг хийсэн бөгөөд үүнд Болонья дахь Италийн Цөмийн физикийн үндэсний хүрээлэнгийн онолын физикч Эвелин Фоски зэрэг бие даасан шинжээчид, Стокгольм дахь Хатан хааны технологийн хүрээлэнгийн физикийн профессор Ханно Эссен, дашрамд хэлэхэд Шведийн Скептикийн нийгэмлэгийн дарга асан, мөн Шведийн физикч Бо Хойстад, Роланд Петерссон, Упсала их сургуулийн Ларс Тегнер нар. Нэг грамм түлшийг цахилгаан ашиглан 1400 хэмийн температурт халааж байсан төхөөрөмж (Зураг 1) хэвийн бус хэмжээний дулаан ялгаруулдаг болохыг мэргэжилтнүүд баталжээ (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Цагаан будаа. нэг. Андреа Россигийн E-Cat реактор ажиллаж байна. Зохион бүтээгч реактор хэрхэн ажилладаг талаар тодруулдаггүй. Гэсэн хэдий ч керамик хоолойн дотор түлшний цэнэг, халаалтын элементүүд, термопар байрлуулсан нь мэдэгдэж байна. Хоолойн гадаргуу нь дулааныг илүү сайн гадагшлуулахын тулд хавиргатай байдаг.

Реактор нь 20 см урт, 2 см диаметртэй керамик хоолой байсан бөгөөд реактор дотор түлшний цэнэг, халаах элементүүд, термопар байрладаг бөгөөд үүнээс дохио нь халаалтын хяналтын нэгж рүү тэжээгддэг. Реакторыг ажиллуулах явцад халуунд халсан халуунд тэсвэртэй гурван утсаар дамжуулан 380 вольтын хүчдэл бүхий цахилгаан сүлжээнээс реакторт эрчим хүч нийлүүлсэн. Түлш нь ихэвчлэн никель нунтаг (90%) ба литийн хөнгөн цагаан гидрид LiAlH-аас бүрддэг.₄(10%). Халах үед литийн хөнгөн цагаан гидрид задарч устөрөгчийг ялгаруулж, никель шингээж, түүнтэй хамт экзотермик урвалд орж болно.

Уг тайланд 32 хоногийн турш тасралтгүй ажилласан төхөөрөмжөөс гаргаж авсан дулааны нийт хэмжээ 6 ГЖ орчим байсан гэж тайланд дурджээ. Анхан шатны тооцооллоор нунтагны энергийн агууламж, жишээлбэл, бензинээс мянга дахин их байдаг!

Элемент ба изотопын найрлагыг сайтар судалсны үр дүнд ашигласан түлш дэх лити, никель изотопуудын харьцаанд өөрчлөлт орсон болохыг шинжээчид баттай тогтоожээ. Хэрэв анхны түлш дэх литийн изотопын агууламж байгалийнхтай давхцаж байвал: ⁶Li - 7.5%, ⁷Li - 92.5%, дараа нь ашигласан түлшний агууламж ⁶Ли 92% хүртэл нэмэгдэж, агуулга ⁷Ли 8% болж буурсан. Никелийн изотопын найрлагын гажуудал ижил хүчтэй байв. Жишээлбэл, изотопын никелийн агууламж ⁶²Анхны түлшинд ердөө 4% байсан ч "үнс" дэх Ni 99% байсан. Илэрсэн изотопын найрлага дахь өөрчлөлт, хэвийн бус өндөр дулаан ялгаруулалт нь реакторт цөмийн процесс явагдсан байж болзошгүйг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч төхөөрөмжийг ажиллуулах явцад болон зогссоны дараа цөмийн урвалын цацраг идэвхт чанар нэмэгдсэн шинж тэмдэг илрээгүй.

Түлш нь тогтвортой бодисуудаас бүрддэг тул реакторт явагдаж буй процессууд нь цөмийн задралын урвал байж болохгүй. Цөмийн нэгдлийн урвалыг үгүйсгэдэг, учир нь орчин үеийн цөмийн физикийн үүднээс авч үзвэл 1400 хэмийн температур нь цөмийн Кулоны түлхэлтийн хүчийг даван туулахад маш бага байдаг. Тийм ч учраас ийм үйл явцын хувьд "хүйтэн нэгдэл" гэсэн дуулиантай нэр томъёог ашиглах нь төөрөгдүүлсэн алдаа юм.

Магадгүй, бид түлшийг бүрдүүлдэг элементүүдийн бөөмүүдийн бага энергийн хамтын хувиргалт явагддаг шинэ төрлийн урвалын илрэлүүдтэй тулгарч магадгүй юм. Ийм урвалын энерги нь нэг нуклонд 1-10 кВ-ийн дараалалтай байдаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь "ердийн" өндөр энергитэй цөмийн урвал (нэг нуклонд 1 МэВ-ээс их энерги) ба химийн урвал (энерги) хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг. атом тутамд 1 эВ дарааллаар).

Өнөөг хүртэл хэн ч тайлбарласан үзэгдлийг хангалттай тайлбарлаж чадахгүй байгаа бөгөөд олон зохиолчдын дэвшүүлсэн таамаглал нь шүүмжлэлийг тэсвэрлэдэггүй. Шинэ үзэгдлийн физик механизмыг бий болгохын тулд янз бүрийн туршилтын нөхцөлд ийм бага энергитэй цөмийн урвалын боломжит илрэлийг сайтар судалж, олж авсан өгөгдлийг нэгтгэх шаардлагатай байна. Түүгээр ч барахгүй энэ мэт тайлагдаагүй баримтууд олон жилийн турш хуримтлагдсан. Тэдгээрийн хэдхэнийг энд дурдъя.

Гянт болдын утасны цахилгаан дэлбэрэлт - 20-р зууны эхэн үе

1922 онд Чикагогийн их сургуулийн Химийн лабораторийн ажилтнууд Кларенс Ирион, Жералд Вэндт нар вакуум дахь вольфрамын утсан цахилгаан дэлбэрэлтийг судлах тухай өгүүлэл нийтлүүлсэн (GL Wendt, CE Irion.. Америкийн химийн нийгэмлэгийн сэтгүүл, 1922, 44, 1887-1894; Орос орчуулга: Өндөр температурт вольфрамыг хуваах туршилтын оролдлого).

Цахилгаан дэлбэрэлтэнд содон зүйл байхгүй. Энэ үзэгдлийг 18-р зууны төгсгөлд их ч багагүй ч илрүүлсэн боловч бид өдөр тутмын амьдралдаа богино залгааны үед гэрлийн чийдэн шатаж байгааг байнга ажигладаг (мэдээж улайсдаг чийдэн). Цахилгаан дэлбэрэхэд юу тохиолддог вэ? Хэрэв металл утсаар урсах гүйдлийн хүч их байвал метал хайлж, ууршиж эхэлдэг. Утасны гадаргуугийн ойролцоо плазм үүсдэг. Халаалт жигд бус явагддаг: утасны санамсаргүй газруудад "халуун цэгүүд" гарч ирдэг бөгөөд энэ нь илүү их дулаан ялгарч, температур дээд цэгтээ хүрч, материалын тэсрэлт үүсдэг.

Энэ түүхийн хамгийн гайхалтай зүйл бол эрдэмтэд анх гянтболдын задралыг илүү хөнгөн химийн элемент болгон туршилтаар илрүүлнэ гэж найдаж байсан явдал юм. Ирион, Вэндт нар зорилгодоо тэр үед аль хэдийн мэдэгдэж байсан дараах баримтуудад тулгуурласан.

Нэгдүгээрт, Нар болон бусад оддын цацрагийн харагдахуйц спектрт хүнд химийн элементүүдэд хамаарах оптик шугамууд байдаггүй. Хоёрдугаарт, нарны гадаргуугийн температур ойролцоогоор 6000 ° C байна. Тиймээс ийм температурт хүнд элементийн атомууд оршин тогтнох боломжгүй гэж тэд үзсэн. Гуравдугаарт, конденсаторын банкийг металл утсан дээр буулгахад цахилгаан дэлбэрэлтийн үед үүссэн плазмын температур 20,000 ° C хүрч болно.

Үүний үндсэн дээр Америкийн эрдэмтэд вольфрам гэх мэт хүнд химийн элементээр хийсэн нимгэн утсаар хүчтэй цахилгаан гүйдлийг дамжуулж нарны температуртай дүйцэхүйц температурт халаавал вольфрамын цөм нь тогтворгүй байдал ба хөнгөн элементүүдэд задардаг. Тэд маш энгийн арга хэрэгслийг ашиглан туршилтыг сайтар бэлтгэж, гайхалтай гүйцэтгэсэн.

Гянт болдын утсан цахилгааны дэлбэрэлтийг шилэн бөмбөрцөг колбонд хийж (Зураг 2), 0.1 микрофарадын багтаамжтай конденсаторыг хааж, 35 киловольтын хүчдэлээр цэнэглэв. Уг утас нь хоёр эсрэг талаас колбонд гагнагдсан хоёр бэхэлгээний вольфрамын электродын хооронд байрладаг. Нэмж дурдахад колбонд нэмэлт "спектр" электрод байсан бөгөөд энэ нь цахилгаан дэлбэрэлтийн дараа үүссэн хий дэх плазмын ялгадасыг асаахад зориулагдсан байв.

Цагаан будаа. 2. Ирион ба Вэндтийн тэсрэх бөмбөгний тасалгааны диаграмм (1922 оны туршилт)

Туршилтын зарим чухал техникийн нарийн ширийн зүйлийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Бэлтгэх явцад колбыг зууханд хийж, 300 хэмд 15 цагийн турш тасралтгүй халааж, энэ хугацаанд хийг зайлуулжээ. Колбыг халаахын зэрэгцээ вольфрамын утсаар цахилгаан гүйдэл дамжуулж, 2000 хэм хүртэл халаав. Хийг тайлсны дараа колбыг мөнгөн усны шахуургатай холбосон шилэн хоолойг шатаагчаар хайлуулж, битүүмжилсэн. Ажлын зохиогчид авч хэрэгжүүлсэн арга хэмжээ нь колбонд 12 цагийн турш үлдэгдэл хийн даралтыг маш бага байлгах боломжтой болсон гэж үзэж байна. Тиймээс 50 киловольтын өндөр хүчдэлийн хүчдэлийг хэрэглэх үед "спектр" болон бэхэлгээний электродуудын хооронд ямар ч эвдрэл байхгүй.

Ирион, Вэндт нар цахилгаан дэлбэрэлтийн хорин нэгэн туршилт хийсэн. Туршилт бүрийн үр дүнд 10 орчим¹⁹ үл мэдэгдэх хийн хэсгүүд. Спектрийн шинжилгээ нь гелий-4-ийн өвөрмөц шугамыг агуулсан болохыг харуулсан. Зохиогчид гелий нь цахилгаан дэлбэрэлтээс үүдэлтэй вольфрамын альфа задралын үр дүнд үүсдэг гэж үздэг. Альфа задралын явцад гарч буй альфа тоосонцор нь атомын цөм гэдгийг санаарай. ⁴Тэр.

Ирион, Вэндт нарын бүтээлийг хэвлэн нийтэлсэн нь тухайн үеийн шинжлэх ухааны нийгэмлэгт ихээхэн резонанс үүсгэсэн. Рутерфорд өөрөө энэ ажилд анхаарлаа хандуулсан. Туршилтанд ашигласан хүчдэл (35 кВ) нь электронууд метал дахь цөмийн урвалыг өдөөх хангалттай өндөр байсан гэдэгт тэрээр гүн эргэлзэж байгаагаа илэрхийлэв. Америкийн эрдэмтдийн үр дүнг шалгахыг хүссэн Рутерфорд туршилтаа хийж, вольфрамын байг 100 кВ-ын энергитэй электрон цацрагаар цацруулжээ. Рутерфорд гянтболдоос цөмийн урвалын ул мөр олоогүй бөгөөд энэ тухай Nature сэтгүүлд нэлээд хурц илтгэл тавьжээ. Шинжлэх ухааны нийгэмлэг Рутерфордын талд орж, Ирион, Вэндт нарын бүтээлийг алдаатай гэж хүлээн зөвшөөрч, олон жилийн турш мартагдсан.

Гянт болдын утсан цахилгаан дэлбэрэлт: 90 жилийн дараа

Ердөө 90 жилийн дараа физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор Леонид Ирбекович Урутскоевоор ахлуулсан Оросын судалгааны баг Ирион, Вендт нарын туршилтыг давтан хийх ажлыг эхлүүлжээ. Орчин үеийн туршилт, оношилгооны төхөөрөмжөөр тоноглогдсон туршилтуудыг Абхазийн домогт Сухумийн физик, технологийн хүрээлэнд хийсэн. Физикчид Ирион, Вэндт нарын удирдамжийн санааг хүндэтгэн өөрсдийн хандлагыг "HELIOS" гэж нэрлэсэн (Зураг 3). Кварцын тэсрэх камер нь угсралтын дээд хэсэгт байрладаг бөгөөд вакуум системтэй холбогдсон - турбомолекулын насос (цэнхэр өнгөтэй). Дөрвөн хар кабель нь угсралтын зүүн талд байрлах 0.1 микрофарад багтаамжтай конденсаторын цэнэглэгчээс тэсэлгээний камерт хүргэдэг. Цахилгаан дэлбэрэлтийн хувьд зайг 35-40 киловольт хүртэл цэнэглэсэн. Туршилтанд ашигласан оношилгооны төхөөрөмж (зурагт харуулаагүй) нь утсан цахилгаан дэлбэрэлтийн үед үүссэн плазмын гэрлийн спектрийн найрлага, түүнчлэн тэдгээрийн химийн болон элементийн найрлагыг судлах боломжийг олгосон. түүний задрал.

Цагаан будаа. 3. Л. И. Уруцкоевын бүлэг вакуум дахь вольфрамын утсыг дэлбэрсэн эсэхийг судалж байсан HELIOS суурилуулалт ийм харагдаж байна (2012 оны туршилт)

Урутскоевын бүлгийн туршилтууд ерэн жилийн өмнөх ажлын гол дүгнэлтийг баталжээ. Үнэхээр вольфрамын цахилгаан дэлбэрэлтийн үр дүнд гелий-4 атомын илүүдэл (10 орчим) үүссэн.¹⁶ хэсгүүд). Хэрэв вольфрамын утсыг төмрөөр сольсон бол гелий үүссэнгүй. HELIOS төхөөрөмж дээрх туршилтын явцад судлаачид Ирион, Вендт нарын туршилтаас мянга дахин бага гелийн атомыг бүртгэсэн боловч утсанд оруулсан "энергийн оролт" нь ойролцоогоор ижил байсан гэдгийг анхаарна уу. Энэ ялгаа нь юунаас болж байгааг харах л үлдлээ.

Цахилгаан дэлбэрэлтийн үед утсан материалыг дэлбэрэлтийн камерын дотоод гадаргуу руу цацав. Масс спектрометрийн шинжилгээгээр вольфрам-180 изотоп нь эдгээр хатуу үлдэгдэлд дутагдалтай байгааг харуулсан боловч анхны утсан дахь концентраци нь байгалийнхтай тохирч байв. Энэ баримт нь утсан цахилгаан дэлбэрэлтийн үед гянтболдын альфа задрал эсвэл өөр цөмийн процесс байж болзошгүйг илтгэнэ (Л. И. Урутскоев, А. А. Рухадзе, Д. В. Филиппов, А. О. Бирюков гэх мэт. Цахилгаан тэсрэлт дэх оптик цацрагийн спектрийн найрлагыг судлах. вольфрамын утас."Физикийн талаархи товч мэдээлэл FIAN", 2012, 7, 13–18).

Альфа задралыг лазераар хурдасгах

Бага энергитэй цөмийн урвалд цацраг идэвхт элементүүдийн аяндаа цөмийн хувиргалтыг хурдасгадаг зарим процессууд орно. Ерөнхий физикийн хүрээлэнгээс энэ чиглэлээр сонирхолтой үр дүн гарсан. А. М. Прохоровын нэрэмжит РАС физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор Георгий Айратович Шафеевын удирддаг лабораторид. Эрдэмтэд гайхалтай үр нөлөөг олж илрүүлжээ: уран-238-ийн альфа задрал нь харьцангуй бага оргил эрчимтэй 10 лазерын цацрагаар хурдассан.¹²–10¹³ Вт / см² (А. В. Симакин, Г. А. Шафеев, ураны давсны усан уусмал дахь нано хэсгүүдийн лазер цацрагийн нөлөөлөл нь нуклидын идэвхжилд. "Квант электроникс", 2011, 41, 7, 614–618).

Цагаан будаа. 4. Цезий-137 давсны усан уусмал дахь алтны байг лазераар цацрагаар гаргаж авсан алтны нано хэсгүүдийн бичил зураг (2011 оны туршилт)

Туршилт ийм харагдаж байв. Ураны давсны UO усан уусмалаар кюветт хийнэ₂Cl₂ 5-35 мг / мл концентрацитай алтны бай байрлуулсан бөгөөд 532 нанометр долгионы урттай, 150 пикосекунд үргэлжлэх хугацаатай, нэг цагийн турш 1 килогерц давтамжтай лазер импульсээр цацрагаар цацруулсан. Ийм нөхцөлд зорилтот гадаргуу хэсэгчлэн хайлж, түүнтэй харьцах шингэн тэр даруй буцалгана. Уурын даралт нь зорилтот гадаргуугаас нано хэмжээтэй алтны дуслыг хүрээлэн буй шингэн рүү цацаж, тэдгээр нь хөргөж, 10 нанометрийн өвөрмөц хэмжээтэй хатуу нано хэсгүүд болон хувирдаг. Энэ процессыг шингэн дэх лазер абляци гэж нэрлэдэг бөгөөд янз бүрийн металлын нано хэсгүүдийн коллоид уусмал бэлтгэх шаардлагатай үед өргөн хэрэглэгддэг.

Шафеевын туршилтанд 10¹⁵ алтны нано бөөмсийг 1 см³ шийдэл. Ийм нано бөөмсийн оптик шинж чанар нь асар том алтан хавтангийн шинж чанараас эрс ялгаатай: тэдгээр нь гэрлийг тусгадаггүй, харин түүнийг шингээдэг бөгөөд нано бөөмсийн ойролцоох гэрлийн долгионы цахилгаан соронзон орон нь 100-10,000 дахин нэмэгддэг. атом доторх үнэ цэнэ!

Эдгээр нано бөөмсийн ойролцоо орших ураны цөм болон түүний задралын бүтээгдэхүүн (тори, протактин) нь үржүүлсэн лазерын цахилгаан соронзон орны нөлөөлөлд өртсөн. Үүний үр дүнд тэдний цацраг идэвхт байдал эрс өөрчлөгдсөн. Ялангуяа торий-234-ийн гамма идэвхжил хоёр дахин нэмэгдсэн байна. (Лазер цацрагийн өмнө болон дараах дээжийн гамма идэвхийг хагас дамжуулагч гамма спектрометрээр хэмжсэн.) Тори-234 нь уран-238-ын альфа задралаас үүсдэг тул түүний гамма идэвхжил нэмэгдэж байгаа нь ураны изотопын альфа задралын хурдацтай явагдаж байгааг харуулж байна.. Уран-235-ын гамма идэвхжил нэмэгдээгүй гэдгийг анхаарна уу.

GPI RAS-ийн эрдэмтэд лазерын цацраг нь альфа задралаас гадна цацраг идэвхт изотопын бета задралыг хурдасгадаг болохыг олж мэдэв. ¹³⁷Cs нь цацраг идэвхт ялгарал, хог хаягдлын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Туршилтдаа тэд 15 наносекунд импульсийн үргэлжлэх хугацаатай, 15 килогерц давтамжтай импульсийн давтамжтай, 10-ийн оргил эрчимтэй давтагдах импульсийн горимд ажилладаг ногоон зэсийн уурын лазерыг ашигласан.⁹ Вт / см²… Лазерын цацраг нь давсны усан уусмал бүхий кюветт байрлуулсан алтны бай дээр үйлчилдэг ¹³⁷Cs, 2 мл-ийн эзэлхүүнтэй уусмал дахь агууламж нь ойролцоогоор 20 пикограмм байв.

Хоёр цагийн зорилтот цацрагийн дараа судлаачид кюветт 30 нм алтны нано бөөмс бүхий коллоид уусмал үүссэнийг тэмдэглэв (Зураг 4), цезий-137-ийн гамма идэвхжил (тиймээс уусмал дахь концентраци) багассан байна. 75%. Цезий-137-ийн хагас задралын хугацаа 30 орчим жил байна. Энэ нь хоёр цагийн туршилтаар олж авсан үйл ажиллагааны ийм бууралт нь байгалийн нөхцөлд 60 орчим жилийн дараа тохиолдох ёстой гэсэн үг юм. 60 жилийг хоёр цагт хуваахад лазерын нөлөөгөөр задралын хурд ойролцоогоор 260,000 дахин нэмэгдсэнийг бид олж мэднэ. Бета задралын хурд ийм асар их өсөлт нь цезийн уусмал бүхий кюветтийг цезий-137-ийн ердийн бета задралыг дагалдан гамма цацрагийн хүчирхэг эх үүсвэр болгон хувиргах ёстой байв. Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр ийм зүйл тохиолддоггүй. Цацрагийн хэмжилтүүд давсны уусмалын гамма идэвхжил нэмэгдэхгүй байгааг харуулсан (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Энэ баримт нь лазерын нөлөөн дор цезий-137-ийн задрал нь 662 кВ-ын энергитэй гамма квант ялгаруулах хэвийн нөхцөлд хамгийн их магадлалтай (94.6%) хувилбарын дагуу явагддаггүй, харин өөр аргаар - цацраг идэвхт бусаар явагддаг болохыг харуулж байна.. Энэ нь тогтвортой изотопын цөм үүсэх шууд бета задрал юм. ¹³⁷Хэвийн нөхцөлд тохиолдлын 5.4% -д л тохиолддог Ба.

Цезийн бета задралын урвалд яагаад ийм магадлалын дахин хуваарилалт үүсдэг нь тодорхойгүй хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч цезий-137-ийг түргэвчилсэн идэвхгүйжүүлэх нь амьд системд ч боломжтой болохыг баталсан бусад бие даасан судалгаанууд байдаг.

Сэдвийн талаар: Амьд эс дэх цөмийн реактор

Амьд систем дэх бага энергитэй цөмийн урвалууд

Хорь гаруй жилийн турш физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор Алла Александровна Корнилова Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетэд биологийн объектуудад бага энергитэй цөмийн урвалыг эрэлхийлж байна. М. В. Ломоносов. Эхний туршилтын объектууд нь Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans бактерийн өсгөвөрлөлт байв. Тэдгээрийг төмрөөр шавхагдсан боловч манганы давс MnSO агуулсан тэжээллэг орчинд байрлуулсан₄ба хүнд ус D₂O. Туршилтаар энэ систем нь төмрийн дутагдалтай изотоп үүсгэдэг болохыг харуулсан - ⁵⁷Fe (Высоцкий В. И., Корнилова А. А., Самойленко И. И., изотопуудын бага энергитэй цөмийн хувирлын үзэгдлийн туршилтын нээлт (Mn).⁵⁵Fe руу⁵⁷) өсөн нэмэгдэж буй биологийн соёл, Хүйтэн хайлуулах олон улсын 6-р бага хурлын эмхэтгэл, 1996, Япон, 2, 687–693).

Судалгааны зохиогчдын үзэж байгаагаар изотоп ⁵⁷Урвалын үр дүнд нянгийн өсөн нэмэгдэж буй эсүүдэд Fe гарч ирэв ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d нь протон ба нейтроноос бүрдэх дейтерийн атомын цөм юм). Санал болгож буй таамаглалыг дэмжсэн тодорхой аргумент бол хэрэв хүнд усыг хөнгөн усаар сольсон эсвэл манганы давсыг шим тэжээлийн бодисын найрлагаас хасвал изотоп үүсдэг. ⁵⁷Fe бактери хуримтлагдаагүй.

Микробиологийн өсгөвөрт химийн тогтвортой элементүүдийг цөмийн хувиргах боломжтой эсэхийг шалгасны дараа А. А. Корнилова урт наслалттай цацраг идэвхт изотопуудыг идэвхгүйжүүлэхэд өөрийн аргыг хэрэглэсэн (Высоцкий В. И., Корнилова А. А., Тогтвортой изотопын хувиргалт ба өсөн нэмэгдэж буй биологийн систем дэх цацраг идэвхт хаягдлыг идэвхгүйжүүлэх). Цөмийн энергийн он тоолол, 2013, 62, 626-633). Энэ удаад Корнилова түрэмгий орчинд амьдрах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд нянгийн моно соёлыг биш, харин янз бүрийн төрлийн бичил биетний супер холбоог ашиглан ажилласан. Энэ нийгэмлэгийн бүлэг бүр хамтын амьдрал, хамтын харилцан туслалцаа, харилцан хамгаалалтад хамгийн их дасан зохицсон байдаг. Үүний үр дүнд хэт ассоциаци нь цацраг туяа нэмэгдэх зэрэг хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд сайн зохицдог. Энгийн микробиологийн өсгөвөрт тэсвэрлэх ердийн дээд тун нь 30 килодад тохирч, супер холбоо нь хэд хэдэн удаа илүү их хэмжээний дарааллыг тэсвэрлэдэг бөгөөд бодисын солилцооны үйл ажиллагаа нь бараг сулраагүй байдаг.

Дээр дурдсан бичил биетний төвлөрсөн биомассыг тэнцүү хэмжээгээр, нэрмэл ус дахь цезий-137 давсны 10 мл уусмалыг шилэн кюветт хийнэ. Уусмалын анхны гамма идэвхжил нь 20,000 беккерель байв. Зарим кюветтүүдэд амин чухал элемент болох Ca, K, Na-ийн давсыг нэмж оруулсан. Хаалттай кюветтүүдийг 20 хэмийн температурт хадгалж, өндөр нарийвчлалтай детектор ашиглан гамма идэвхийг долоо хоног тутамд хэмжсэн.

Зуун өдрийн турш бичил биетэн агуулаагүй хяналтын эсэд цезий-137-ийн идэвхжил 0.6 хувиар буурсан байна. Нэмэлт калийн давс агуулсан кюветт - 1% -иар. Кальцийн давс агуулсан кюветт үйл ажиллагаа хамгийн хурдан буурчээ. Энд гамма идэвхжил 24%-иар буурсан нь цезийн хагас задралын хугацаа 12 дахин багассантай тэнцэж байна!

Зохиогчид бичил биетний амин чухал үйл ажиллагааны үр дүнд бий болсон гэж таамаглаж байсан ¹³⁷Cs руу хөрвүүлэв ¹³⁸Ба бол калийн биохимийн аналог юм. Хэрэв шим тэжээлийн орчинд кали бага байвал цезийг бари болгон хувиргах нь хурдацтай явагддаг, хэрэв их байвал хувиргах процесс хаагдана. Кальцийн үүрэг нь энгийн. Шим тэжээлийн орчинд агуулагдаж байгаа тул бичил биетний популяци хурдацтай өсч, улмаар кали эсвэл түүний биохимийн аналог барийг илүү их хэрэглэдэг, өөрөөр хэлбэл цезийг бари болгон хувиргахад хүргэдэг.

Нөхөн үржихүйн талаар юу хэлэх вэ?

Дээр дурдсан туршилтуудын давтагдах байдлын тухай асуудал нь тодорхой тодруулга шаарддаг. Энгийн байдлаараа сэтгэл татам E-Cat реакторыг дэлхий даяар олон зуун, магадгүй мянга мянган урам зоригтой зохион бүтээгчид хуулбарлаж байна. Интернетэд "хуулбарлагчид" туршлага солилцож, ололт амжилтаа харуулдаг тусгай форумууд хүртэл байдаг. Оросын зохион бүтээгч Александр Георгиевич Пархомов энэ чиглэлээр тодорхой ахиц дэвшил гаргасан. Тэрээр никель нунтаг ба литийн хөнгөн цагааны гидридын холимог дээр ажилладаг дулааны генераторыг барьж чадсан бөгөөд энэ нь илүүдэл эрчим хүчийг өгдөг (А. Г. Пархомов, Росси өндөр температурт дулааны генераторын аналогийн шинэ хувилбарын туршилтын үр дүн. "Сэтгүүл. Шинжлэх ухааны шинэ чиглэлүүд", 2015, 8, 34–39) … Гэсэн хэдий ч Россигийн туршилтаас ялгаатай нь ашигласан түлшинд изотопын найрлагын гажуудал илрээгүй.

Гянтболдын утсыг цахилгаанаар дэлбэлэх, түүнчлэн цацраг идэвхт элементүүдийн задралыг лазераар хурдасгах туршилтууд нь техникийн үүднээс хамаагүй илүү төвөгтэй бөгөөд зөвхөн шинжлэх ухааны ноцтой лабораторид хуулбарлах боломжтой юм. Үүнтэй холбогдуулан туршилтын давтагдах байдлын тухай асуултыг түүний давтагдах байдлын тухай асуултаар сольсон. Бага энергитэй цөмийн урвалын туршилтуудын хувьд ижил туршилтын нөхцөлд үр нөлөө нь байгаа эсвэл байхгүй байх нь ердийн нөхцөл юм. Баримт нь үйл явцын бүх параметрүүдийг хянах боломжгүй, түүний дотор гол нь хараахан тогтоогдоогүй байгаа бололтой. Шаардлагатай горимуудыг хайх нь бараг харалган бөгөөд олон сар, бүр жил шаардагдана. Туршилтанд оролцогчид хяналтын параметрийг эрэлхийлэх явцад тохиргооны бүдүүвч диаграммыг нэгээс олон удаа өөрчлөх шаардлагатай болсон - хангалттай давтагдах чадвартай болохын тулд "эргэх" шаардлагатай. Одоогийн байдлаар дээр дурдсан туршилтуудын давтагдах чадвар 30 орчим хувьтай байна, өөрөөр хэлбэл гурав дахь туршилт бүрт эерэг үр дүн гардаг. Уншигч өөрөө дүгнэх нь их юм уу бага юм. Нэг зүйл тодорхой байна: судалж буй үзэгдлийн зохих онолын загварыг бий болгохгүйгээр энэ параметрийг эрс сайжруулах боломжгүй юм.

Тайлбарлах оролдлого

Тогтвортой химийн элементүүдийг цөмийн хувиргах, түүнчлэн цацраг идэвхт бодисын задралыг хурдасгах боломжийг баталгаажуулсан туршилтын найдвартай үр дүнг үл харгалзан эдгээр үйл явцын физик механизм одоогоор тодорхойгүй байна.

Бага энергитэй цөмийн урвалын гол оньсого бол эерэг цэнэгтэй цөмүүд бие биедээ ойртоход түлхэлтийн хүчийг хэрхэн даван туулж, Кулоны саад гэж нэрлэгдэх явдал юм. Энэ нь ихэвчлэн цельсийн хэдэн сая градусын температурыг шаарддаг. Туршилтанд ийм температур хүрэхгүй байгаа нь тодорхой байна. Гэсэн хэдий ч түлхэлтийн хүчийг даван туулах хангалттай кинетик энергигүй бөөмс цөмийн ойролцоо хүрч, түүнтэй цөмийн урвалд орох магадлал 0 биш юм.

Туннелийн эффект гэж нэрлэгддэг энэхүү эффект нь цэвэр квант шинж чанартай бөгөөд Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын зарчимтай нягт холбоотой. Энэ зарчмын дагуу квант бөөмс (жишээлбэл, атомын цөм) координат ба импульсийн яг тодорхой утгыг нэгэн зэрэг агуулж болохгүй. Координат ба импульсийн тодорхойгүй байдлын үржвэр (яг тодорхой утгаас зайлсхийх боломжгүй санамсаргүй хазайлт) нь доороос Планкийн тогтмол h-тэй пропорциональ утгаар хязгаарлагдана. Ижил бүтээгдэхүүн нь боломжит саадыг дамжин өнгөрөх хонгилын магадлалыг тодорхойлдог: бөөмийн координат ба импульсийн тодорхойгүй байдлын үржвэр их байх тусам энэ магадлал өндөр болно.

Физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор, профессор Владимир Иванович Манко болон хамтран зохиогчдын бүтээлүүдэд квант бөөмийн зарим төлөвт (когерент корреляци гэгддэг) тодорхой бус байдлын үржвэр нь Планкийн тогтмолоос давж болохыг харуулсан. хэд хэдэн дарааллаар. Иймээс ийм төлөвт байгаа квант бөөмсийн хувьд Кулоны саадыг даван туулах магадлал нэмэгдэх болно (В. В. Додонов, В. И. Манко, Инвариантууд ба стационар бус квант системийн хувьсал. "FIAN-ийн баримт бичиг". Москва: Наука, 1987, 183-р тал, х. 286).

Хэрэв янз бүрийн химийн элементүүдийн хэд хэдэн цөм нь хоорондоо уялдаа холбоотой төлөвт орвол энэ тохиолдолд тодорхой хамтын үйл явц үүсч, тэдгээрийн хооронд протон ба нейтрон дахин хуваарилагдах болно. Ийм үйл явцын магадлал нь бөөмийн чуулгын эхний ба эцсийн төлөвүүдийн энергийн ялгаа их байх тусам бага байх болно. Чухам энэ нөхцөл байдал нь химийн болон "ердийн" цөмийн урвалын хоорондох бага энергитэй цөмийн урвалын завсрын байрлалыг тодорхойлдог бололтой.

Харилцан уялдаатай төлөвүүд хэрхэн үүсдэг вэ? Цөмүүд нэгдэж, нуклон солилцоход юу нөлөөлдөг вэ? Энэ үйл явцад аль цөм оролцож болох, аль нь болохгүй вэ? Эдгээр болон бусад олон асуултын хариулт одоогоор алга байна. Онолчид энэ хамгийн сонирхолтой асуудлыг шийдвэрлэх эхний алхмуудыг л хийж байна.

Тиймээс энэ үе шатанд бага энергитэй цөмийн урвалыг судлах гол үүрэг нь туршилт, зохион бүтээгчид байх ёстой. Энэхүү гайхалтай үзэгдлийн талаар системчилсэн туршилт, онолын судалгаа хийх, олж авсан мэдээлэлд иж бүрэн дүн шинжилгээ хийх, шинжээчдийн өргөн хэлэлцүүлэг хийх шаардлагатай байна.

Бага энергитэй цөмийн урвалын механизмыг ойлгох, эзэмших нь хямд бие даасан цахилгаан станц, цөмийн хаягдлыг ариутгах өндөр үр ашигтай технологи, химийн элементүүдийг хувиргах зэрэг олон төрлийн хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхэд тусална.