Jedrske reakcije v žarnicah in bakterijah

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Znanost ima svoje prepovedane teme, svoje tabuje. Danes si le malo znanstvenikov upa preučevati biopolja, ultra-nizke doze, strukturo vode …

Območja so težka, oblačna, težko popuščajo. Tukaj je enostavno izgubiti ugled, ker ste znani kot psevdoznanstvenik, in o prejemu štipendije ni treba govoriti. V znanosti je nemogoče in nevarno preseči splošno sprejete koncepte, posegati v dogme. Toda prizadevanja drznikov, ki so pripravljeni biti drugačni od vseh drugih, včasih utirajo nove poti v znanju.

Več kot enkrat smo opazili, kako se dogme z razvojem znanosti začnejo zamahati in postopoma pridobivati status nepopolnega, predhodnega znanja. Torej, in večkrat je bilo v biologiji. Tako je bilo v fiziki. Enako vidimo v kemiji. Pred našimi očmi se je pod navalom nanotehnologije sesula resnica iz učbenika »sestava in lastnosti snovi niso odvisne od metod njene proizvodnje«. Izkazalo se je, da lahko snov v nanoformi korenito spremeni svoje lastnosti - na primer zlato bo prenehalo biti plemenita kovina.

Danes lahko trdimo, da obstaja kar nekaj poskusov, katerih rezultatov ni mogoče razložiti s stališča splošno sprejetih pogledov. In naloga znanosti ni, da jih zavrže, ampak kopati in poskušati priti do resnice. Stališče »to ne more biti, ker nikoli ne more biti« je seveda priročno, vendar ne more ničesar pojasniti. Poleg tega so lahko nerazumljivi, nepojasnjeni eksperimenti znanilci odkritij v znanosti, kot se je že zgodilo. Ena od tako vročih tem v dobesednem in prenesenem pomenu so tako imenovane nizkoenergijske jedrske reakcije, ki se danes imenujejo LENR – Low-Energy Nuclear Reaction.

Prosili smo za doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti Stepan Nikolajevič Andreevz Inštituta za splošno fiziko. AM Prokhorov RAS, da nas seznani z bistvom problema in z nekaterimi znanstvenimi poskusi, ki so bili izvedeni v ruskih in zahodnih laboratorijih in objavljeni v znanstvenih revijah. Eksperimenti, katerih rezultatov še ne moremo pojasniti.

Reaktor "E-Сat" Andrea Rossi

Sredi oktobra 2014 je bila svetovna znanstvena skupnost navdušena nad novico - poročilo je objavil Giuseppe Levi, profesor fizike na Univerzi v Bologni, in soavtorji o rezultatih testiranja reaktorja E-Сat, ki ga je ustvaril italijanski izumitelj Andrea Rossi.

Spomnimo, da je A. Rossi leta 2011 javnosti predstavil instalacijo, na kateri je dolga leta delal v sodelovanju s fizikom Sergiom Fokardijem. Reaktor, imenovan "E-Сat" (okrajšava za Energy Catalizer), je proizvajal nenormalno količino energije. E-Сat so v zadnjih štirih letih testirale različne skupine raziskovalcev, ko je znanstvena skupnost zahtevala strokovni pregled.

Najdaljši in najbolj podroben test, ki je zabeležil vse potrebne parametre procesa, je marca 2014 izvedla skupina Giuseppeja Levija, ki je vključevala neodvisne strokovnjake, kot je Evelyn Foski, teoretična fizika z italijanskega nacionalnega inštituta za jedrsko fiziko v Bologni, profesor fizike Hanno Essen s Kraljevega tehnološkega inštituta v Stockholmu in, mimogrede, nekdanji predsednik švedskega društva skeptikov, pa tudi švedski fiziki Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner z univerze Uppsala. Strokovnjaki so potrdili, da je naprava (slika 1), v kateri je bil en gram goriva segret na temperaturo okoli 1400 °C z uporabo električne energije, proizvedla nenormalno količino toplote (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

riž. eno. Reaktor E-Cat Andrea Rossija na delu. Izumitelj ne razkrije, kako deluje reaktor. Znano pa je, da so v keramično cev nameščeni naboj za gorivo, grelni elementi in termoelement. Površina cevi je rebrasta za boljše odvajanje toplote.

Reaktor je bil keramična cev dolžine 20 cm in premera 2 cm. V notranjosti reaktorja so bili naboj za gorivo, grelni elementi in termoelement, iz katerega se je signal dovajal v krmilno enoto za ogrevanje. Napajanje se je v reaktor napajalo iz električnega omrežja z napetostjo 380 voltov preko treh toplotno odpornih žic, ki so se med delovanjem reaktorja segrevale rdeče. Gorivo je bilo sestavljeno predvsem iz niklja v prahu (90 %) in litijevega aluminijevega hidrida LiAlH₄(10 %). Pri segrevanju se je litijev aluminijev hidrid razkrojil in sprostil vodik, ki bi ga nikelj lahko absorbiral in z njim prestopil v eksotermno reakcijo.

Poročilo navaja, da je bila skupna toplota, ki jo je naprava ustvarila v 32 dneh neprekinjenega delovanja, približno 6 GJ. Elementarne ocene kažejo, da je energijska vsebnost prahu več kot tisočkrat višja od energijske vrednosti na primer bencina!

Kot rezultat natančnih analiz elementarne in izotopske sestave so strokovnjaki zanesljivo ugotovili, da so se v izrabljenem gorivu pojavile spremembe v razmerjih izotopov litija in niklja. Če je vsebnost litijevih izotopov v začetnem gorivu sovpadala z naravnim: ⁶Li - 7,5 % ⁷Li - 92,5%, potem je vsebnost v izrabljenem gorivu ⁶Li se je povečal na 92 %, vsebnost pa ⁷Li se je zmanjšal na 8 %. Popačenja izotopske sestave niklja so bila enako močna. Na primer vsebnost izotopa niklja ⁶²Ni v "pepelu" je bilo 99 %, čeprav je bilo v začetnem gorivu le 4 %. Zaznane spremembe v izotopski sestavi in nenormalno visoko toplotno sproščanje so pokazale, da bi lahko v reaktorju potekali jedrski procesi. Vendar pa ni bilo zabeleženih znakov povečane radioaktivnosti, značilne za jedrske reakcije, niti med delovanjem naprave niti po njeni zaustavitvi.

Procesi, ki potekajo v reaktorju, niso mogli biti reakcije jedrske cepitve, saj je bilo gorivo sestavljeno iz stabilnih snovi. Izključene so tudi reakcije jedrske fuzije, saj je z vidika sodobne jedrske fizike temperatura 1400 ° C zanemarljiva za premagovanje sil Coulombovega odbijanja jeder. Zato je uporaba senzacionalnega izraza "hladna fuzija" za takšne procese zavajajoča napaka.

Verjetno se tu soočamo z manifestacijami nove vrste reakcij, v katerih potekajo kolektivne nizkoenergijske transformacije jeder elementov, ki sestavljajo gorivo. Ocenjuje se, da so energije takšnih reakcij reda 1–10 keV na nukleon, kar pomeni, da zasedajo vmesni položaj med »navadnimi« visokoenergetskimi jedrskimi reakcijami (energije nad 1 MeV na nukleon) in kemičnimi reakcijami (energije reda 1 eV na atom).

Opisanega pojava doslej nihče ne zna zadovoljivo razložiti, hipoteze, ki jih postavljajo številni avtorji, pa ne zdržijo kritik. Za vzpostavitev fizikalnih mehanizmov novega pojava je treba natančno preučiti možne manifestacije tako nizkoenergijskih jedrskih reakcij v različnih eksperimentalnih okoljih in pridobljene podatke posplošiti. Poleg tega se je z leti nabralo veliko takšnih nepojasnjenih dejstev. Tukaj je le nekaj izmed njih.

Električna eksplozija volframove žice - začetek 20. stoletja

Leta 1922 sta uslužbenca Kemijskega laboratorija Univerze v Chicagu Clarence Irion in Gerald Wendt objavila članek o študiji električne eksplozije volframove žice v vakuumu (GL Wendt, CE Irion, Eksperimentalni poskusi razgradnje volframa pri visokih temperaturah. Journal of the American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Ruski prevod: Eksperimentalni poskusi cepitve volframa pri visokih temperaturah).

V električni eksploziji ni nič eksotičnega. Ta pojav so odkrili ne več ne manj konec 18. stoletja, v vsakdanjem življenju pa ga nenehno opazujemo, ko ob kratkem stiku pregorijo žarnice (seveda žarnice z žarilno nitko). Kaj se zgodi pri električni eksploziji? Če je moč toka, ki teče skozi kovinsko žico, velika, se kovina začne taliti in izhlapevati. Blizu površine žice nastane plazma. Ogrevanje poteka neenakomerno: na naključnih mestih žice se pojavijo "vroče točke", v katerih se sprosti več toplote, temperatura doseže najvišje vrednosti in pride do eksplozivnega uničenja materiala.

Najbolj presenetljiva stvar v tej zgodbi je, da so znanstveniki prvotno pričakovali, da bodo eksperimentalno odkrili razgradnjo volframa na lažje kemične elemente. Irion in Wendt sta se pri svojem namenu oprla na naslednja dejstva, ki so bila že takrat znana.

Prvič, v vidnem spektru sevanja Sonca in drugih zvezd ni značilnih optičnih črt, ki bi pripadale težkim kemičnim elementom. Drugič, temperatura sončne površine je približno 6000 ° C. Zato so sklepali, da atomi težkih elementov pri takih temperaturah ne morejo obstajati. Tretjič, ko se kondenzatorska banka izprazni na kovinsko žico, lahko temperatura plazme, ki nastane med električno eksplozijo, doseže 20.000 ° C.

Na podlagi tega so ameriški znanstveniki predlagali, da če se močan električni tok spelje skozi tanko žico iz težkega kemičnega elementa, kot je volfram, in segrejemo na temperature, primerljive s temperaturo Sonca, bodo volframova jedra v nestabilno stanje in razpade na lažje elemente. Poskus so skrbno pripravili in sijajno izvedli z uporabo zelo preprostih sredstev.

Električna eksplozija volframove žice je bila izvedena v stekleni sferični bučki (slika 2), ki je na njej zaprla kondenzator s kapaciteto 0,1 mikrofarada, napolnjen na napetost 35 kilovoltov. Žica je bila nameščena med dvema pritrdilnima volframomama elektrodama, spajkanima v bučko z dveh nasprotnih strani. Poleg tega je bučka imela dodatno "spektralno" elektrodo, ki je služila za vžig plazemskega razelektritve v plinu, ki je nastal po električni eksploziji.

riž. 2. Diagram razelektritveno-eksplozivne komore Irion in Wendt (poskus iz leta 1922)

Opozoriti je treba na nekatere pomembne tehnične podrobnosti poskusa. Med pripravo smo bučko postavili v pečico, kjer so jo 15 ur neprekinjeno segrevali pri 300 °C in v tem času iz nje odvajali plin. Skupaj s segrevanjem bučke je skozi volframovo žico prešel električni tok, ki se je segreval na temperaturo 2000 ° C. Po razplinjevanju smo stekleno cev, ki povezuje bučko z živosrebrno črpalko, stopili z gorilnikom in zapečatili. Avtorji dela so trdili, da so sprejeti ukrepi omogočili vzdrževanje izjemno nizkega tlaka preostalih plinov v bučki 12 ur. Zato, ko je bila uporabljena visokonapetostna napetost 50 kilovoltov, ni prišlo do razpada med "spektralno" in pritrdilno elektrodo.

Irion in Wendt sta izvedla enaindvajset poskusov električne eksplozije. Kot rezultat vsakega poskusa, približno 10¹⁹ delci neznanega plina. Spektralna analiza je pokazala, da vsebuje značilno linijo helija-4. Avtorji so predlagali, da helij nastane kot posledica alfa razpada volframa, ki ga povzroči električna eksplozija. Spomnimo se, da so alfa delci, ki se pojavijo v procesu alfa razpada, jedra atoma ⁴on.

Objava Iriona in Wendta je v takratni znanstveni skupnosti povzročila velik odmev. Na to delo je opozoril sam Rutherford. Izrazil je globok dvom, da je bila napetost, uporabljena v poskusu (35 kV), dovolj visoka, da lahko elektroni sprožijo jedrske reakcije v kovini. Ker je želel preveriti rezultate ameriških znanstvenikov, je Rutherford izvedel svoj poskus - obseval je volframovo tarčo z elektronskim žarkom z energijo 100 keV. Rutherford v volframu ni našel nobenih sledi jedrskih reakcij, o čemer je v reviji Nature podal precej ostro poročilo. Znanstvena skupnost se je postavila na Rutherfordovo stran, delo Iriona in Wendta je bilo priznano kot zmotno in pozabljeno dolga leta.

Električna eksplozija volframove žice: 90 let pozneje

Le 90 let pozneje se je ruska raziskovalna skupina pod vodstvom Leonida Irbekoviča Urutskojeva, doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti, lotila ponovitve Irionovih in Wendtovih poskusov. Poskusi, opremljeni s sodobno eksperimentalno in diagnostično opremo, so bili izvedeni na legendarnem inštitutu za fiziko in tehnologijo Sukhumi v Abhaziji. Fiziki so svoj odnos poimenovali "HELIOS" v čast vodilni ideji Iriona in Wendta (slika 3). Kremenčeva eksplozijska komora se nahaja v zgornjem delu inštalacije in je povezana z vakuumskim sistemom - turbomolekularno črpalko (obarvana modro). Štirje črni kabli vodijo do blastne komore iz praznjenja kondenzatorske banke z zmogljivostjo 0,1 mikrofarada, ki se nahaja levo od instalacije. Za električno eksplozijo se je baterija napolnila do 35–40 kilovoltov. Diagnostična oprema, uporabljena v poskusih (ni prikazana na sliki), je omogočila preučevanje spektralne sestave sijaja plazme, ki je nastal ob električni eksploziji žice, ter kemično in elementarno sestavo produktov. njegovo propadanje.

riž. 3. Takole je videti instalacija HELIOS, v kateri je skupina L. I. Urutskojeva raziskovala eksplozijo volframove žice v vakuumu (poskus 2012)

Poskusi skupine Urutskoyev so potrdili glavni zaključek dela pred devetdesetimi leti. Dejansko je kot posledica električne eksplozije volframa nastala presežna količina atomov helija-4 (približno 10¹⁶ delci). Če je volframova žica zamenjana z železno, potem helij ni nastal. Upoštevajte, da so raziskovalci v poskusih na napravi HELIOS zabeležili tisočkrat manj atomov helija kot v poskusih Iriona in Wendta, čeprav je bil "energetski vnos" v žico približno enak. Kaj je razlog za to razliko, bo treba še videti.

Med električno eksplozijo je bil žični material razpršen na notranjo površino eksplozijske komore. Masna spektrometrična analiza je pokazala, da izotopu volfram-180 primanjkuje teh trdnih ostankov, čeprav je njegova koncentracija v prvotni žici ustrezala naravni. To dejstvo lahko kaže tudi na možen alfa razpad volframa ali drug jedrski proces med električno eksplozijo žice (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov itd. Študija spektralne sestave optičnega sevanja pri električni eksploziji volframova žica "Kratka sporočila o fiziki FIAN", 2012, 7, 13–18).

Pospeševanje alfa razpada z laserjem

Nizkoenergijske jedrske reakcije vključujejo nekatere procese, ki pospešujejo spontane jedrske transformacije radioaktivnih elementov. Zanimive rezultate na tem področju so dobili na Inštitutu za splošno fiziko. A. M. Prokhorov RAS v laboratoriju, ki ga vodi Georgij Airatovič Shafeev, doktor fizikalnih in matematičnih znanosti. Znanstveniki so odkrili presenetljiv učinek: alfa razpad urana-238 je pospešilo lasersko sevanje z relativno nizko najvišjo intenzivnostjo 10¹²–10¹³ Š/cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Vpliv laserskega obsevanja nanodelcev v vodnih raztopinah uranove soli na aktivnost nuklidov. "Kvantna elektronika", 2011, 41, 7, 614–618).

riž. 4. Mikrofotografija zlatih nanodelcev, pridobljenih z laserskim obsevanjem zlate tarče v vodni raztopini soli cezija-137 (poskus 2011)

Takole je izgledal poskus. V kiveto z vodno raztopino uranove soli UO₂Cl₂ S koncentracijo 5–35 mg/ml je bila postavljena zlata tarča, ki je bila obsevana z laserskimi impulzi z valovno dolžino 532 nanometrov, trajanjem 150 pikosekund in hitrostjo ponavljanja 1 kilohertz eno uro. V takih pogojih se ciljna površina delno stopi, tekočina v stiku z njo pa takoj zavre. Parni tlak razprši nano velike zlate kapljice s ciljne površine v okoliško tekočino, kjer se ohladijo in spremenijo v trdne nanodelce z značilno velikostjo 10 nanometrov. Ta postopek se imenuje laserska ablacija v tekočini in se pogosto uporablja, ko je potrebno pripraviti koloidne raztopine nanodelcev različnih kovin.

V Shafejevih poskusih, 10¹⁵ zlati nanodelci v 1 cm³ rešitev. Optične lastnosti takšnih nanodelcev se bistveno razlikujejo od lastnosti masivne zlate plošče: ne odbijajo svetlobe, ampak jo absorbirajo, elektromagnetno polje svetlobnega vala v bližini nanodelcev pa se lahko poveča za faktor 100–10.000 in doseže znotraj-atomske vrednosti!

Jedra urana in produktov njegovega razpada (torij, protaktinij), ki so se naključno znašla v bližini teh nanodelcev, so bila izpostavljena večkrat ojačanim laserskim elektromagnetnim poljem. Posledično se je njihova radioaktivnost izrazito spremenila. Zlasti gama aktivnost torija-234 se je podvojila. (Gama aktivnost vzorcev pred in po laserskem obsevanju je bila izmerjena s polprevodniškim gama spektrometrom.) Ker torij-234 nastane pri alfa razpadu urana-238, povečanje njegove aktivnosti gama kaže na pospešen alfa razpad tega izotopa urana.. Upoštevajte, da se gama aktivnost urana-235 ni povečala.

Znanstveniki iz GPI RAS so odkrili, da lahko lasersko sevanje pospeši ne le alfa razpad, ampak tudi beta razpad radioaktivnega izotopa ¹³⁷Cs je ena glavnih sestavin radioaktivnih emisij in odpadkov. V svojih poskusih so uporabili laser z zeleno bakreno paro, ki deluje v ponavljajočem impulznem načinu s trajanjem impulza 15 nanosekund, hitrostjo ponovitve impulza 15 kilohercev in največjo intenzivnostjo 10⁹ Š/cm²… Lasersko sevanje je delovalo na zlato tarčo, nameščeno v kiveto z vodno raztopino soli ¹³⁷Cs, katerega vsebnost v raztopini s prostornino 2 ml je bila približno 20 pikogramov.

Po dveh urah tarčnega obsevanja so raziskovalci zabeležili, da je v kiveti nastala koloidna raztopina s 30 nm zlatimi nanodelci (slika 4), gama aktivnost cezija-137 (in s tem tudi njegova koncentracija v raztopini) pa se je zmanjšala za 75 %. Razpolovna doba cezija-137 je približno 30 let. To pomeni, da naj bi do takšnega zmanjšanja aktivnosti, ki smo ga dobili v dvournem poskusu, v naravnih razmerah prišlo čez približno 60 let. Če 60 let delimo z dvema uri, ugotovimo, da se je stopnja razpada med izpostavljenostjo laserju povečala za približno 260.000-krat. Tako velikansko povečanje stopnje beta razpada bi moralo kiveto z raztopino cezija spremeniti v močan vir gama sevanja, ki spremlja običajni beta razpad cezija-137. Vendar se v resnici to ne zgodi. Meritve sevanja so pokazale, da se gama aktivnost raztopine soli ne poveča (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced cesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

To dejstvo nakazuje, da pri laserskem delovanju razpad cezija-137 ne poteka po najbolj verjetnem (94,6%) scenariju v normalnih pogojih z emisijo gama kvanta z energijo 662 keV, ampak na drugačen način - nesevalni. To je verjetno neposreden beta razpad s tvorbo jedra stabilnega izotopa ¹³⁷Ba, ki se v normalnih pogojih uresniči le v 5,4 % primerov.

Zakaj pride do takšne prerazporeditve verjetnosti v reakciji beta razpada cezija, še vedno ni jasno. Vendar pa obstajajo tudi druge neodvisne študije, ki potrjujejo, da je pospešena deaktivacija cezija-137 možna tudi v živih sistemih.

Na temo: Jedrski reaktor v živi celici

Nizkoenergijske jedrske reakcije v živih sistemih

Doktorica fizikalnih in matematičnih znanosti Alla Aleksandrovna Kornilova se že več kot dvajset let ukvarja z iskanjem nizkoenergijskih jedrskih reakcij v bioloških objektih na Fakulteti za fiziko Moskovske državne univerze. M. V. Lomonosov. Predmet prvih poskusov so bile kulture bakterij Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Postavili so jih v hranilni medij, osiromašen z železom, vendar je vseboval manganovo sol MnSO₄in težka voda D₂O. Poskusi so pokazali, da je ta sistem proizvedel pomanjkljiv izotop železa - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Eksperimentalno odkritje fenomena nizkoenergijske jedrske transmutacije izotopov (Mn⁵⁵do Fe⁵⁷) v rastočih bioloških kulturah, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japonska, 2, 687–693).

Po mnenju avtorjev študije je izotop ⁵⁷Fe se je pojavil v rastočih bakterijskih celicah kot posledica reakcije ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d je jedro atoma devterija, sestavljeno iz protona in nevtrona). Določen argument v prid predlagani hipotezi je dejstvo, da če težko vodo nadomestimo z lahko vodo ali izključimo manganovo sol iz sestave hranilnega medija, potem izotop ⁵⁷Fe bakterije se niso kopičile.

Ko se je prepričala, da so v mikrobioloških kulturah možne jedrske transformacije stabilnih kemičnih elementov, je AA Kornilova uporabila svojo metodo za deaktivacijo dolgoživih radioaktivnih izotopov (Vysotskii VI, Kornilova AA, Transmutacija stabilnih izotopov in deaktivacija radioaktivnih odpadkov v rastočih bioloških sistemih Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Kornilova tokrat ni delala z monokulturami bakterij, temveč s superzdruževanjem različnih vrst mikroorganizmov, da bi povečala njihovo preživetje v agresivnih okoljih. Vsaka skupina te skupnosti je maksimalno prilagojena skupnemu življenju, kolektivni medsebojni pomoči in medsebojni zaščiti. Posledično se superasociacija dobro prilagaja različnim okoljskim razmeram, vključno s povečanim sevanjem. Tipična največja doza, ki jo prenesejo običajne mikrobiološke kulture, ustreza 30 kiloradom, superasociacije pa prenesejo nekaj vrst velikosti več in njihova presnovna aktivnost skoraj ni oslabljena.

V steklene kivete smo dali enake količine koncentrirane biomase omenjenih mikroorganizmov in 10 ml raztopine cezijeve-137 soli v destilirani vodi. Začetna gama aktivnost raztopine je bila 20.000 bekerelov. V nekatere kivete so bile dodatno dodane soli vitalnih elementov v sledovih Ca, K in Na. Zaprte kivete smo hranili pri 20 °C, njihovo gama aktivnost pa smo merili vsakih sedem dni z uporabo zelo natančnega detektorja.

Za sto dni poskusa v kontrolni celici, ki ni vsebovala mikroorganizmov, se je aktivnost cezija-137 zmanjšala za 0,6 %. V kiveti, ki dodatno vsebuje kalijevo sol - za 1%. Najhitreje je aktivnost upadla v kiveti, ki je dodatno vsebovala kalcijevo sol. Tu se je aktivnost gama zmanjšala za 24 %, kar je enako 12-kratnemu zmanjšanju razpolovne dobe cezija!

Avtorji domnevajo, da je to posledica vitalne aktivnosti mikroorganizmov ¹³⁷Cs se pretvori v ¹³⁸Ba je biokemični analog kalija. Če je v hranilnem mediju malo kalija, se pretvorba cezija v barij odvija pospešeno, če je veliko, je proces pretvorbe blokiran. Vloga kalcija je preprosta. Zaradi njegove prisotnosti v hranilnem mediju populacija mikroorganizmov hitro raste in zato zaužije več kalija ali njegovega biokemičnega analoga - barija, torej potisne transformacijo cezija v barij.

Kaj pa ponovljivost?

Vprašanje ponovljivosti zgoraj opisanih poskusov zahteva nekaj pojasnil. Reaktor E-Cat, ki očara s svojo preprostostjo, posnema na stotine, če ne na tisoče navdušenih izumiteljev po vsem svetu. Na internetu obstajajo celo posebni forumi, kjer si »replikatorji« izmenjujejo izkušnje in prikazujejo svoje dosežke. Ruski izumitelj Aleksander Georgijevič Parhomov je v tej smeri naredil nekaj napredka. Uspelo mu je konstruirati toplotni generator, ki deluje na mešanici nikljevega prahu in litijevega aluminijevega hidrida, ki zagotavlja presežno količino energije (AG Parhomov, Rezultati testa nove različice analoga visokotemperaturnega toplotnega generatorja Rossi. "Journal nastajajočih smeri znanosti", 2015, 8, 34–39) … Vendar pa za razliko od Rossijevih poskusov v izrabljenem gorivu niso odkrili popačenj izotopske sestave.

Poskusi o električni eksploziji volframovih žic, pa tudi o laserskem pospeševanju razpada radioaktivnih elementov, so s tehničnega vidika veliko bolj zapleteni in jih je mogoče reproducirati le v resnih znanstvenih laboratorijih. V zvezi s tem se vprašanje ponovljivosti poskusa nadomesti z vprašanjem njegove ponovljivosti. Za poskuse nizkoenergijskih jedrskih reakcij je tipična situacija, ko je pri enakih eksperimentalnih pogojih učinek prisoten ali ne. Dejstvo je, da ni mogoče nadzorovati vseh parametrov procesa, vključno z očitno glavnim, ki še ni bil identificiran. Iskanje potrebnih načinov je skoraj slepo in traja več mesecev in celo let. Eksperimentatorji so morali v procesu iskanja krmilnega parametra večkrat spremeniti shematski diagram nastavitve - "gumb", ki ga je treba "obrniti", da bi dosegli zadovoljivo ponovljivost. Trenutno je ponovljivost zgoraj opisanih poskusov približno 30-odstotna, to pomeni, da je pozitiven rezultat dosežen v vsakem tretjem poskusu. Je veliko ali malo, presodi bralec. Eno je jasno: brez ustvarjanja ustreznega teoretičnega modela preučenih pojavov je malo verjetno, da bo ta parameter mogoče radikalno izboljšati.

Poskus interpretacije

Kljub prepričljivim eksperimentalnim rezultatom, ki potrjujejo možnost jedrskih transformacij stabilnih kemičnih elementov, pa tudi pospeševanju razpada radioaktivnih snovi, fizikalni mehanizmi teh procesov še vedno niso znani.

Glavna skrivnost nizkoenergijskih jedrskih reakcij je, kako pozitivno nabita jedra premagajo odbojne sile, ko se približajo drug drugemu, tako imenovano Coulombovo pregrado. To običajno zahteva temperature v milijonih stopinj Celzija. Očitno je, da takšne temperature v obravnavanih poskusih niso dosežene. Kljub temu obstaja verjetnost, ki ni ničelna, da bo delec, ki nima dovolj kinetične energije za premagovanje odbojnih sil, kljub temu končal blizu jedra in z njim stopil v jedrsko reakcijo.

Ta učinek, imenovan tunelski učinek, je čisto kvantne narave in je tesno povezan s Heisenbergovim načelom negotovosti. Po tem načelu kvantni delec (na primer jedro atoma) ne more imeti hkrati točno določenih vrednosti koordinat in gibalne količine. Produkt negotovosti (neizogibnih naključnih odstopanj od natančne vrednosti) koordinate in zagona je od spodaj omejen z vrednostjo, sorazmerno s Planckovo konstanto h. Isti produkt določa verjetnost tuneliranja skozi potencialno pregrado: večji kot je produkt negotovosti koordinate in gibalne količine delca, večja je ta verjetnost.

V delih doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti, profesorja Vladimirja Ivanoviča Manka in soavtorjev, je prikazano, da lahko v določenih stanjih kvantnega delca (tako imenovana koherentna korelirana stanja) produkt negotovosti preseže Planckovo konstanto. za več vrstnih redov velikosti. Posledično se bo za kvantne delce v takih stanjih povečala verjetnost premagovanja Coulombove pregrade (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariante in evolucija nestacionarnih kvantnih sistemov. "Zbornik FIAN". Moskva: Nauka, 1987, t. 183, str. 286).

Če se več jeder različnih kemičnih elementov hkrati znajde v koherentnem koreliranem stanju, potem lahko v tem primeru pride do določenega kolektivnega procesa, ki vodi do prerazporeditve protonov in nevtronov med njimi. Verjetnost takšnega procesa bo večja, čim manjša je razlika med energijami začetnega in končnega stanja ansambla jeder. Ta okoliščina očitno določa vmesni položaj nizkoenergijskih jedrskih reakcij med kemičnimi in "navadnimi" jedrskimi reakcijami.

Kako nastanejo koherentna korelirana stanja? Zakaj se jedra združujejo v ansamble in izmenjujejo nukleone? Katera jedra lahko in katera ne morejo sodelovati v tem procesu? Na ta in mnoga druga vprašanja še ni odgovorov. Teoretiki delajo šele prve korake k rešitvi tega najbolj zanimivega problema.

Zato bi morala na tej stopnji glavna vloga pri preučevanju nizkoenergijskih jedrskih reakcij pripadati eksperimentatorjem in izumiteljem. Potrebne so sistemske eksperimentalne in teoretične študije tega neverjetnega pojava, celovita analiza pridobljenih podatkov in široka strokovna razprava.

Razumevanje in obvladovanje mehanizmov nizkoenergijskih jedrskih reakcij nam bo pomagalo pri reševanju najrazličnejših aplikativnih problemov - ustvarjanja poceni avtonomnih elektrarn, visoko učinkovitih tehnologij za dekontaminacijo jedrskih odpadkov in transformacije kemičnih elementov.