Tuumareaktsioonid lambipirnides ja bakterites

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Teaduses on omad keelatud teemad, omad tabud. Tänapäeval julgevad vähesed teadlased uurida biovälju, ülimadalaid doose, vee struktuuri …

Piirkonnad on rasked, pilvised, raske alla anda. Siin on lihtne oma mainet kaotada, olles tuntud pseudoteadlasena ja toetuse saamisest pole vaja rääkidagi. Teaduses on võimatu ja ohtlik minna kaugemale üldtunnustatud mõistetest, tungida dogmadesse. Kuid just hulljulgete jõupingutused, kes on valmis kõigist teistest erinema, sillutavad mõnikord uusi radu teadmistes.

Oleme rohkem kui korra täheldanud, kuidas teaduse arenedes hakkavad dogmad kõikuma ja omandavad järk-järgult mittetäielike eelteadmiste staatuse. Nii ja rohkem kui üks kord oli see bioloogias. Nii oli see füüsikas. Keemias näeme sama asja. Meie silme all varises nanotehnoloogia rünnaku all kokku tõde õpikust "aine koostis ja omadused ei sõltu selle tootmismeetoditest". Selgus, et nanovormis olev aine võib oma omadusi radikaalselt muuta – näiteks kuld lakkab olemast väärismetall.

Tänaseks võib tõdeda, et on päris palju katseid, mille tulemusi ei saa üldtunnustatud seisukohtade seisukohast seletada. Ja teaduse ülesanne pole neid kõrvale heita, vaid kaevata ja püüda tõeni jõuda. Positsioon “see ei saa olla, sest see ei saa kunagi olla” on muidugi mugav, aga ei seleta midagi. Veelgi enam, arusaamatud, seletamatud katsed võivad olla teaduses avastuste eelkuulutajad, nagu on juba juhtunud. Üks selliseid kuumaid teemasid otseses ja ülekantud tähenduses on nn madala energiaga tuumareaktsioonid, mida tänapäeval nimetatakse LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.

Palusime füüsika- ja matemaatikateaduste doktorit Stepan Nikolajevitš Andrejev üldfüüsika instituudist. AM Prokhorov RAS tutvustab meile probleemi olemust ning mõningaid Venemaa ja Lääne laborites läbi viidud ja teadusajakirjades avaldatud teaduslikke katseid. Katsed, mille tulemusi me veel seletada ei oska.

Reaktor "E-Сat" Andrea Rossi

2014. aasta oktoobri keskel oli maailma teadusringkond uudisest elevil – Bologna ülikooli füüsikaprofessor Giuseppe Levi ja kaasautorid avaldasid raporti E-Сat reaktori testimise tulemustest, mille lõid. Itaalia leiutaja Andrea Rossi.

Tuletame meelde, et 2011. aastal esitles A. Rossi avalikkusele installatsiooni, mille kallal ta koostöös füüsik Sergio Fokardiga aastaid töötas. Reaktor nimega "E-Сat" (lühend sõnast Energy Catalizer) tootis ebanormaalselt palju energiat. E-Сati on viimase nelja aasta jooksul katsetanud erinevad teadlaste rühmad, kuna teadusringkond on nõudnud vastastikust eksperdihinnangut.

Pikima ja üksikasjalikuma testi, mis registreeris protsessi kõik vajalikud parameetrid, viis 2014. aasta märtsis läbi Giuseppe Levi rühm, kuhu kuulusid sellised sõltumatud eksperdid nagu Evelyn Foski, teoreetiline füüsik Itaalia riiklikust tuumafüüsika instituudist Bolognas. füüsikaprofessor Hanno Essen Stockholmi Kuninglikust Tehnoloogiainstituudist ja, muide, endine Rootsi Skeptikute Seltsi esimees, samuti Rootsi füüsikud Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner Uppsala ülikoolist. Eksperdid kinnitasid, et seade (joonis 1), milles üks gramm kütust kuumutati elektri abil temperatuurini umbes 1400 °C, tootis ebatavaliselt palju soojust (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Riis. üks. Andrea Rossi E-Cat reaktor tööl. Leiutaja ei avalda, kuidas reaktor töötab. Küll aga on teada, et keraamilise toru sisse on paigutatud kütuselaeng, kütteelemendid ja termopaar. Toru pind on parema soojuse hajumise tagamiseks soonikkoes.

Reaktor oli 20 cm pikkune ja 2 cm läbimõõduga keraamiline toru, mille sees asusid kütuselaeng, kütteelemendid ja termopaar, millest signaal suunati kütte juhtploki. Toide toideti reaktorisse 380-voldise pingega elektrivõrgust kolme kuumakindla juhtme kaudu, mis reaktori töötamise ajal kuumaks kuumutati. Kütus koosnes peamiselt niklipulbrist (90%) ja liitiumalumiiniumhüdriidist LiAlH₄(10%). Kuumutamisel lagunes liitiumalumiiniumhüdriid ja vabanes vesinik, mis võis niklisse neelata ja sellega eksotermiliselt reageerida.

Aruandes oli kirjas, et seadme kogusoojus 32 päeva pideva töötamise jooksul oli umbes 6 GJ. Elementaarsed hinnangud näitavad, et pulbri energiasisaldus on üle tuhande korra suurem kui näiteks bensiinil!

Elementaar- ja isotoopkoostise hoolika analüüsi tulemusena on eksperdid usaldusväärselt kindlaks teinud, et kasutatud tuumkütuses on ilmnenud muutused liitiumi ja nikli isotoopide vahekordades. Kui liitiumi isotoopide sisaldus esialgses kütuses langes kokku loodusliku isotoopide sisaldusega: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, siis sisaldus kasutatud tuumkütuses on ⁶Li tõusis 92%-ni ja sisu ⁷Li vähenes 8%-ni. Nikli isotoopkoostise moonutused olid võrdselt tugevad. Näiteks isotoobi nikli sisaldus ⁶²Ni oli "tuhas" 99%, kuigi esialgses kütuses oli seda vaid 4%. Avastatud muutused isotoopkoostises ja anomaalselt suur soojuseraldus viitasid sellele, et reaktoris võisid aset leida tuumaprotsessid. Tuumareaktsioonidele iseloomulikke radioaktiivsuse suurenemise märke ei registreeritud aga ei seadme töötamise ajal ega pärast selle seiskamist.

Reaktoris toimuvad protsessid ei saanud olla tuuma lõhustumise reaktsioonid, kuna kütus koosnes stabiilsetest ainetest. Välistatud on ka tuumasünteesireaktsioonid, sest kaasaegse tuumafüüsika seisukohalt on temperatuur 1400 °C tühine, et ületada tuumade Coulombi tõukejõud. Seetõttu on sensatsioonilise termini "külmtuuma" kasutamine selliste protsesside kohta eksitav viga.

Tõenäoliselt seisame siin silmitsi uut tüüpi reaktsioonide ilmingutega, mille käigus toimuvad kütuse moodustavate elementide tuumade kollektiivsed madala energiaga transformatsioonid. Selliste reaktsioonide energiad on hinnanguliselt suurusjärgus 1–10 keV nukleoni kohta, see tähendab, et nad on vahepealsel positsioonil "tavaliste" suure energiaga tuumareaktsioonide (energia üle 1 MeV nukleoni kohta) ja keemiliste reaktsioonide (energiad) vahel. suurusjärgus 1 eV aatomi kohta).

Seni ei suuda keegi kirjeldatud nähtust rahuldavalt seletada ning paljude autorite püstitatud hüpoteesid ei kannata kriitikat. Uue nähtuse füüsikaliste mehhanismide väljaselgitamiseks on vaja hoolikalt uurida selliste madala energiaga tuumareaktsioonide võimalikke ilminguid erinevates katsetingimustes ja üldistada saadud andmeid. Pealegi on selliseid seletamatuid fakte aastate jooksul kogunenud märkimisväärne hulk. Siin on vaid mõned neist.

Volframtraadi elektriplahvatus – 20. sajandi algus

1922. aastal avaldasid Chicago ülikooli keemialaboratooriumi töötajad Clarence Irion ja Gerald Wendt töö volframtraadi elektrilise plahvatuse uurimise kohta vaakumis (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decomose Tungsten at High Temperatures. Journal of the American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Venekeelne tõlge: eksperimentaalsed katsed lõhestada volframi kõrgel temperatuuril).

Elektriplahvatuses pole midagi eksootilist. Seda nähtust avastati ei rohkem ega vähem 18. sajandi lõpus, kuid igapäevaelus jälgime seda pidevalt, kui lühise käigus põlevad lambid läbi (muidugi hõõglambid). Mis juhtub elektriplahvatuse korral? Kui metalltraati läbiva voolu tugevus on suur, hakkab metall sulama ja aurustuma. Plasma moodustub traadi pinna lähedal. Kuumutamine toimub ebaühtlaselt: juhtme juhuslikesse kohtadesse tekivad “kuumad kohad”, milles eraldub rohkem soojust, temperatuur saavutab tippväärtused ja toimub materjali plahvatuslik hävimine.

Selle loo kõige silmatorkavam asi on see, et teadlased eeldasid algselt eksperimentaalselt tuvastada volframi lagunemist kergemateks keemilisteks elementideks. Irion ja Wendt tuginesid oma kavatsuses järgmistele sel ajal juba teadaolevatele faktidele.

Esiteks ei esine Päikese ja teiste tähtede nähtavas kiirgusspektris rasketele keemilistele elementidele iseloomulikke optilisi jooni. Teiseks on päikese pinna temperatuur umbes 6000 ° C. Seetõttu arvasid nad, et raskete elementide aatomid ei saa sellistel temperatuuridel eksisteerida. Kolmandaks, kui kondensaatoripank tühjendatakse metalltraadile, võib elektriplahvatuse käigus tekkinud plasma temperatuur ulatuda 20 000 °C-ni.

Selle põhjal tegid Ameerika teadlased ettepaneku, et kui tugevast keemilisest elemendist (nt volframist) valmistatud õhukese juhtme kaudu lasta tugev elektrivool ja kuumutada seda Päikese temperatuuriga võrreldava temperatuurini, siis on volframi tuumad ebastabiilne olek ja lagunevad kergemateks elementideks. Nad valmistasid katse hoolikalt ette ja viisid suurepäraselt läbi, kasutades väga lihtsaid vahendeid.

Volframtraadi elektriplahvatus viidi läbi klaasist sfäärilises kolvis (joonis 2), sulgedes sellele 0,1 mikrofaradi mahuga kondensaatori, mis oli laetud 35 kilovolti pingeni. Traat asus kahe kinnitusvolframelektroodi vahel, mis olid kahest vastasküljest kolbi joodetud. Lisaks oli kolvil täiendav "spektraalne" elektrood, mis süttis pärast elektriplahvatust tekkinud gaasis plasmalahendust.

Riis. 2. Irioni ja Wendti väljalaske-lõhkeainekambri skeem (1922. aasta katse)

Märkida tuleks mõningaid katse olulisi tehnilisi üksikasju. Valmistamise ajal pandi kolb ahju, kus seda kuumutati pidevalt 300 °C juures 15 tundi ja selle aja jooksul eemaldati sellest gaas. Koos kolvi kuumutamisega juhiti läbi volframtraadi elektrivool, kuumutades seda temperatuurini 2000 ° C. Pärast degaseerimist sulatati põletiga klaastoru, mis ühendas kolbi elavhõbedapumbaga ja suleti. Töö autorid väitsid, et võetud meetmed võimaldasid hoida kolvis jääkgaaside äärmiselt madalat rõhku 12 tundi. Seetõttu ei toimunud 50 kilovoltise kõrgepinge rakendamisel "spektri" ja kinnituselektroodide vahel rikkeid.

Irion ja Wendt viisid läbi kakskümmend üks elektriplahvatuskatset. Iga katse tulemusena tekkis umbes 10¹⁹ tundmatu gaasi osakesed. Spektraalanalüüs näitas, et see sisaldas heelium-4 iseloomulikku joont. Autorid väitsid, et heelium tekib elektriplahvatuse põhjustatud volframi alfa-lagunemise tulemusena. Tuletage meelde, et alfa-lagunemise protsessis ilmuvad alfaosakesed on aatomi tuumad ⁴Ta.

Irioni ja Wendti avaldamine tekitas tol ajal teadusringkondades suurt vastukaja. Rutherford ise juhtis sellele tööle tähelepanu. Ta väljendas sügavat kahtlust, kas katses kasutatud pinge (35 kV) oli piisavalt kõrge, et elektronid saaksid metallis tuumareaktsioone esile kutsuda. Soovides kontrollida Ameerika teadlaste tulemusi, viis Rutherford läbi oma katse - ta kiiritas volframist sihtmärki 100 keV energiaga elektronkiirega. Rutherford ei leidnud volframist tuumareaktsioonide jälgi, mille kohta ta ajakirjas Nature üsna terava ettekande tegi. Teadusringkond asus Rutherfordi poolele, Irioni ja Wendti tööd tunnistati ekslikuks ja paljudeks aastateks unustusse.

Volframtraadi elektriplahvatus: 90 aastat hiljem

Vaid 90 aastat hiljem asus Venemaa uurimisrühm, mida juhtis füüsika- ja matemaatikateaduste doktor Leonid Irbekovitš Urutskjev, Irioni ja Wendti katseid kordama. Kaasaegse eksperimentaal- ja diagnostikaseadmetega varustatud katsed viidi läbi legendaarses Suhhumi füüsika- ja tehnoloogiainstituudis Abhaasias. Füüsikud andsid oma suhtumisele Irioni ja Wendti juhtidee auks nimeks "HELIOS" (joonis 3). Paigalduse ülemises osas asub kvartsist plahvatuskamber, mis on ühendatud vaakumsüsteemiga - turbomolekulaarpumbaga (sinine). Kondensaatoripatarei tühjendusseadmest mahutavusega 0,1 mikrofaradi, mis asub paigaldusest vasakul, viib lõhkekambrisse neli musta kaablit. Elektriplahvatuse puhuks laeti akut kuni 35–40 kilovolti. Katsetes kasutatud diagnostikaaparatuur (joonisel ei ole kujutatud) võimaldas uurida traadi elektriplahvatuse käigus tekkinud plasmahõõgu spektraalset koostist, aga ka traadist saadud toodete keemilist ja elementaarset koostist. selle lagunemine.

Riis. 3. Nii näeb välja installatsioon HELIOS, milles L. I. Urutskojevi rühm uuris volframtraadi plahvatust vaakumis (2012. aasta katse)

Urutskojevi rühma katsed kinnitasid üheksakümne aasta taguse töö peamist järeldust. Tõepoolest, volframi elektriplahvatuse tulemusena moodustus liigne kogus heelium-4 aatomeid (umbes 10¹⁶ osakesed). Kui volframtraat asendati rauaga, siis heeliumi ei tekkinud. Pange tähele, et HELIOS-seadmega tehtud katsetes registreerisid teadlased tuhat korda vähem heeliumi aatomeid kui Irioni ja Wendti katsetes, kuigi "energia sisend" juhtmesse oli ligikaudu sama. Mis on selle erinevuse põhjus, jääb veel näha.

Elektriplahvatuse käigus pihustati traadimaterjali plahvatuskambri sisepinnale. Massispektromeetriline analüüs näitas, et volfram-180 isotoobis oli nende tahkete jääkide puudus, kuigi selle kontsentratsioon algses traadis vastas looduslikule. See asjaolu võib viidata ka volframi või mõne muu tuumaprotsessi võimalikule alfalagunemisele juhtme elektriplahvatuse käigus (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Birjukov jt. Optilise kiirguse spektraalse koostise uurimine elektrilise plahvatuse korral volframtraat. "Füüsika lühisuhtlus FIAN", 2012, 7, 13–18).

Alfa lagunemise kiirendamine laseriga

Madala energiatarbega tuumareaktsioonid hõlmavad mõningaid protsesse, mis kiirendavad radioaktiivsete elementide spontaanseid tuumamuutusi. Üldfüüsika instituudis saadi selles vallas huvitavaid tulemusi. A. M. Prokhorov RAS laboris, mida juhib füüsika- ja matemaatikateaduste doktor Georgi Airatovich Shafeev. Teadlased avastasid üllatava efekti: uraan-238 alfalagunemist kiirendas suhteliselt madala tippintensiivsusega laserkiirgus 10¹²–10¹³ W / cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Nanoosakeste laserkiirguse mõju uraanisoola vesilahustes nukliidide aktiivsusele. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614–618).

Riis. 4. Kulla nanoosakeste mikrofoto, mis on saadud kulla sihtmärgi laserkiirgusega tseesium-137 soola vesilahuses (2011. aasta katse)

Eksperiment nägi välja selline. Uraanisoola UO vesilahusega küvetti₂Cl₂ Kontsentratsiooniga 5–35 mg / ml asetati kuldne sihtmärk, mida kiiritati laserimpulssidega, mille lainepikkus oli 532 nanomeetrit, kestus 150 pikosekundit ja kordussagedus 1 kiloherts ühe tunni jooksul. Sellistes tingimustes sihtpind osaliselt sulab ja sellega kokkupuutuv vedelik keeb koheselt. Aururõhu abil pihustatakse nanosuurused kullapiisad sihtpinnalt ümbritsevasse vedelikku, kus need jahtuvad ja muutuvad tahketeks nanoosakesteks, mille iseloomulik suurus on 10 nanomeetrit. Seda protsessi nimetatakse laserablatsiooniks vedelikus ja seda kasutatakse laialdaselt, kui on vaja valmistada mitmesuguste metallide nanoosakeste kolloidseid lahuseid.

Šafejevi katsetes 10¹⁵ kulla nanoosakesed 1 cm³ lahendus. Selliste nanoosakeste optilised omadused erinevad radikaalselt massiivse kuldplaadi omadustest: nad ei peegelda valgust, vaid neelavad seda ning valguslaine elektromagnetväli nanoosakeste läheduses võib võimendada 100–10 000 korda ja jõuda. aatomisisesed väärtused!

Nende nanoosakeste lähedale sattunud uraani ja selle lagunemissaaduste (toorium, protaktiinium) tuumad puutusid kokku mitmekordselt võimendatud laserelektromagnetväljadega. Selle tulemusena on nende radioaktiivsus märgatavalt muutunud. Eelkõige on toorium-234 gammaaktiivsus kahekordistunud. (Proovide gammaaktiivsust enne ja pärast laserkiirgust mõõdeti pooljuht-gamma-spektromeetriga.) Kuna toorium-234 tekib uraan-238 alfalagunemisest, näitab selle gammaaktiivsuse suurenemine selle uraani isotoobi kiirenenud alfalagunemist.. Pange tähele, et uraan-235 gamma aktiivsus ei suurenenud.

GPI RAS-i teadlased on avastanud, et laserkiirgus võib kiirendada mitte ainult alfa-, vaid ka radioaktiivse isotoobi beeta-lagunemist. ¹³⁷Cs on radioaktiivsete heitmete ja jäätmete üks peamisi komponente. Oma katsetes kasutasid nad rohelist vase auru laserit, mis töötas korduva impulsi režiimis impulsi kestusega 15 nanosekundit, impulsi kordussagedusega 15 kilohertsi ja tippintensiivsusega 10⁹ W / cm²… Laserkiirgus mõjus soola vesilahusega küvetti asetatud kullast sihtmärgile ¹³⁷Cs, mille sisaldus 2 ml mahuga lahuses oli ligikaudu 20 pikogrammi.

Pärast kahetunnist sihtmärgi kiiritamist registreerisid teadlased, et küvetis moodustus 30 nm kulla nanoosakestega kolloidlahus (joonis 4) ja tseesium-137 gamma aktiivsus (ja seega ka selle kontsentratsioon lahuses) vähenes võrra. 75%. Tseesium-137 poolväärtusaeg on umbes 30 aastat. See tähendab, et selline aktiivsuse langus, mis saadi kahetunnise katsega, peaks looduslikes tingimustes toimuma umbes 60 aasta pärast. Jagades 60 aastat kahe tunniga, leiame, et laseriga kokkupuute ajal suurenes lagunemiskiirus umbes 260 000 korda. Selline hiiglaslik beeta-lagunemiskiiruse tõus oleks pidanud muutma tseesiumilahusega küveti võimsaks gammakiirguse allikaks, mis kaasneb tseesium-137 tavapärase beetalagunemisega. Tegelikkuses seda aga ei juhtu. Kiirgusmõõtmised näitasid, et soolalahuse gammaaktiivsus ei suurene (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

See asjaolu viitab sellele, et laseri toimel ei toimu tseesium-137 lagunemine tavatingimustes kõige tõenäolisema (94,6%) stsenaariumi kohaselt gammakvanti emissiooniga energiaga 662 keV, vaid erineval viisil - mittekiirguslikult.. See on arvatavasti otsene beeta-lagunemine stabiilse isotoobi tuuma moodustumisega ¹³⁷Ba, mis tavatingimustes realiseerub vaid 5,4% juhtudest.

Miks tseesiumi beeta-lagunemise reaktsioonis selline tõenäosuste ümberjaotumine toimub, on siiani ebaselge. Siiski on ka teisi sõltumatuid uuringuid, mis kinnitavad, et tseesium-137 kiirendatud deaktiveerimine on võimalik isegi elussüsteemides.

Teemal: Tuumareaktor elusrakus

Madala energiaga tuumareaktsioonid elussüsteemides

Rohkem kui kakskümmend aastat on füüsika- ja matemaatikateaduste doktor Alla Aleksandrovna Kornilova tegelenud madala energiaga tuumareaktsioonide otsimisega bioloogilistes objektides Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonnas. M. V. Lomonosov. Esimeste katsete objektid olid bakterite Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans kultuurid. Need pandi toitainekeskkonda, mis oli rauasisaldusega vaesestatud, kuid sisaldas mangaanisoola MnSO₄ja raske vesi D₂O. Katsed on näidanud, et see süsteem tekitas puuduliku raua isotoobi - ⁵⁷Fe (Võsotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., isotoopide (Mn) madala energiatarbega tuumatransmutatsiooni fenomeni eksperimentaalne avastus⁵⁵kuni Fe⁵⁷) kasvavates bioloogilistes kultuurides, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Jaapan, 2, 687–693).

Uuringu autorite sõnul on isotoop ⁵⁷Fe ilmus reaktsiooni tulemusena kasvavatesse bakterirakkudesse ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d on deuteeriumi aatomi tuum, mis koosneb prootonist ja neutronist). Kindlaks argumendiks pakutud hüpoteesi kasuks on asjaolu, et kui raske vesi asendada kerge veega või jätta mangaanisool toitainekeskkonna koostisest välja, siis isotoop ⁵⁷Fe bakterid ei kogunenud.

Olles veendunud, et mikrobioloogilistes kultuurides on stabiilsete keemiliste elementide tuumatransformatsioonid võimalikud, rakendas AA Kornilova oma meetodit pikaealiste radioaktiivsete isotoopide deaktiveerimiseks (Võsotskii VI, Kornilova AA, Stabiilsete isotoopide transmutatsioon ja radioaktiivsete jäätmete deaktiveerimine kasvavates bioloogilistes süsteemides Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626–633). Seekord töötas Kornilova mitte bakterite monokultuuride, vaid erinevat tüüpi mikroorganismide superassotsiatsiooniga, et suurendada nende ellujäämist agressiivses keskkonnas. Iga selle kogukonna rühm on maksimaalselt kohandatud ühiseks eluks, kollektiivseks vastastikuseks abiks ja vastastikuseks kaitseks. Selle tulemusena kohandub superassotsiatsioon hästi erinevate keskkonnatingimustega, sealhulgas suurenenud kiirgusega. Tüüpiline maksimaalne doos, mida tavalised mikrobioloogilised kultuurid taluvad, vastab 30 kiloradile ja superassotsiatsioonid taluvad mitu suurusjärku rohkem ning nende metaboolne aktiivsus peaaegu ei nõrgene.

Klaasküvettidesse asetati võrdsed kogused eelnimetatud mikroorganismide kontsentreeritud biomassi ja 10 ml tseesium-137 soola lahust destilleeritud vees. Lahuse esialgne gammaaktiivsus oli 20 000 bekerelli. Mõnesse küvetti lisati täiendavalt elutähtsate mikroelementide Ca, K ja Na sooli. Suletud küvette hoiti temperatuuril 20 °C ja nende gammaaktiivsust mõõdeti iga seitsme päeva järel ülitäpse detektori abil.

Sajapäevase katse jooksul kontrollrakus, mis ei sisaldanud mikroorganisme, vähenes tseesium-137 aktiivsus 0,6%. Küvetis, mis sisaldab lisaks kaaliumisoola - 1% võrra. Aktiivsus langes kõige kiiremini küvetis, mis sisaldas lisaks kaltsiumisoola. Siin on gamma aktiivsus vähenenud 24%, mis võrdub tseesiumi poolestusaja 12-kordse vähenemisega!

Autorid oletasid, et mikroorganismide elulise aktiivsuse tulemusena ¹³⁷Cs teisendatakse ¹³⁸Ba on kaaliumi biokeemiline analoog. Kui toitekeskkonnas on vähe kaaliumi, toimub tseesiumi muundumine baariumiks kiirendatud kiirusega, kui seda on palju, siis muundumisprotsess on blokeeritud. Kaltsiumi roll on lihtne. Tänu selle esinemisele toitekeskkonnas kasvab mikroorganismide populatsioon kiiresti ja tarbib seetõttu rohkem kaaliumi või selle biokeemilist analoogi - baariumi, see tähendab, et see tõukab tseesiumi muutumist baariumiks.

Aga reprodutseeritavus?

Eespool kirjeldatud katsete reprodutseeritavuse küsimus nõuab mõningast selgitust. E-Cat Reactorit, mis võlub oma lihtsusega, kopeerivad sajad, kui mitte tuhanded entusiastlikud leiutajad üle maailma. Internetis on isegi spetsiaalsed foorumid, kus "replikaatorid" vahetavad kogemusi ja demonstreerivad oma saavutusi. Vene leiutaja Aleksandr Georgievich Parkhomov on selles suunas mõningaid edusamme teinud. Tal õnnestus konstrueerida niklipulbri ja liitiumalumiiniumhüdriidi segul töötav soojusgeneraator, mis annab liigse energiakoguse (AG Parkhomov, Kõrgtemperatuurse soojusgeneraatori Rossi analoogi uue versiooni katsetulemused. "Ajakiri teaduse esilekerkivatest suundadest", 2015, 8, 34–39) … Erinevalt Rossi katsetest aga kasutatud tuumkütuses isotoopkoostise moonutusi ei leitud.

Volframjuhtmete elektrilise plahvatuse, aga ka radioaktiivsete elementide lagunemise laserkiirenduse katsed on tehnilisest seisukohast palju keerulisemad ja neid saab korrata ainult tõsistes teaduslaborites. Sellega seoses asendatakse katse korratavuse küsimus selle korratavuse küsimusega. Madala energiatarbega tuumareaktsioonide katsete puhul on tüüpiline olukord, kus samades katsetingimustes on efekt kas olemas või mitte. Fakt on see, et kõiki protsessi parameetreid, sealhulgas ilmselt peamist, mida pole veel tuvastatud, pole võimalik kontrollida. Vajalike režiimide otsimine on peaaegu pime ja võtab mitu kuud ja isegi aastaid. Katsetajad on juhtparameetri otsimise käigus pidanud seadistuse skemaatilist skeemi muutma rohkem kui üks kord – “nupp”, mida tuleb rahuldava korratavuse saavutamiseks “keerata”. Hetkel on ülalkirjeldatud katsetes korratavus ca 30%, ehk igas kolmandas katses saadakse positiivne tulemus. Seda on lugeja hinnangul palju või vähe. Üks on selge: ilma uuritud nähtuste adekvaatse teoreetilise mudeli loomiseta on ebatõenäoline, et seda parameetrit oleks võimalik radikaalselt parandada.

Tõlgendamise katse

Vaatamata veenvatele katsetulemustele, mis kinnitavad stabiilsete keemiliste elementide tuumatransformatsiooni võimalust ja kiirendavad radioaktiivsete ainete lagunemist, on nende protsesside füüsikalised mehhanismid endiselt teadmata.

Madala energiaga tuumareaktsioonide peamine mõistatus seisneb selles, kuidas positiivselt laetud tuumad üksteisele lähenedes ületavad tõukejõude ehk nn Coulombi barjääri. Selleks on tavaliselt vaja miljonites Celsiuse kraadides temperatuure. On ilmne, et vaadeldavates katsetes selliseid temperatuure ei saavutata. Sellegipoolest on nullist erinev tõenäosus, et osake, millel pole tõukejõudude ületamiseks piisavat kineetilist energiat, satub sellest hoolimata tuuma lähedusse ja astub sellega tuumareaktsiooni.

See efekt, mida nimetatakse tunneliefektiks, on puhtalt kvanti iseloomuga ja on tihedalt seotud Heisenbergi määramatuse printsiibiga. Selle põhimõtte kohaselt ei saa kvantosakesel (näiteks aatomi tuumal) olla korraga täpselt määratud koordinaadi ja impulsi väärtusi. Koordinaadi ja impulsi määramatuste (vältimatud juhuslikud kõrvalekalded täpsest väärtusest) korrutis on altpoolt piiratud Plancki konstandiga h võrdelise väärtusega. Sama korrutis määrab tunneldamise tõenäosuse läbi potentsiaalse barjääri: mida suurem on osakese koordinaadi ja impulsi määramatuste korrutis, seda suurem on see tõenäosus.

Füüsikaliste ja matemaatikateaduste doktori, professor Vladimir Ivanovitš Manko ja kaasautorite töödes on näidatud, et kvantosakeste teatud olekutes (nn koherentsed korrelatsiooniseisundid) võib määramatuste korrutis ületada Plancki konstanti. mitme suurusjärgu võrra. Järelikult suureneb sellistes olekutes olevate kvantosakeste puhul Coulombi barjääri ületamise tõenäosus (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Mittestatsionaarsete kvantsüsteemide invariandid ja evolutsioon. "FIANi toimetised". Moskva: Nauka, 1987, v. 183, lk. 286).

Kui mitu erinevate keemiliste elementide tuuma satuvad samaaegselt koherentsesse korrelatsiooniolekusse, võib sel juhul toimuda teatud kollektiivne protsess, mis viib prootonite ja neutronite ümberjaotumiseni nende vahel. Sellise protsessi tõenäosus on seda suurem, mida väiksem on erinevus tuumade ansambli alg- ja lõppseisundi energia vahel. Ilmselt määrab see asjaolu madala energiaga tuumareaktsioonide vahepealse positsiooni keemiliste ja "tavaliste" tuumareaktsioonide vahel.

Kuidas moodustuvad koherentsed korrelatsiooniseisundid? Mis paneb tuumad ansambliteks ühinema ja nukleoneid vahetama? Millised tuumad saavad selles protsessis osaleda ja millised mitte? Neile ja paljudele teistele küsimustele pole veel vastuseid. Teoreetikud astuvad alles esimesi samme selle kõige huvitavama probleemi lahendamise suunas.

Seetõttu peaks praeguses etapis madala energiatarbega tuumareaktsioonide uurimisel põhiroll kuuluma eksperimenteerijatele ja leiutajatele. Vaja on selle hämmastava nähtuse süsteemseid eksperimentaalseid ja teoreetilisi uuringuid, saadud andmete põhjalikku analüüsi ja laiaulatuslikku ekspertide arutelu.

Madala energiatarbega tuumareaktsioonide mehhanismide mõistmine ja valdamine aitab meil lahendada mitmesuguseid rakendusprobleeme - odavate autonoomsete elektrijaamade loomine, ülitõhusad tehnoloogiad tuumajäätmete puhastamiseks ja keemiliste elementide muundamine.