А.В.Косарев, д.т.н., профессор,
Оренбург
В статье рассмотрены новые
явления ядерной физики, связанные с процессом кавитации, с эффектом
наводороженной поверхности и биологической трансмутацией ядер. Показано во-первых, что холодный ядерный
синтез (ХЯС) и холодная трансмутация ядер (ХТЯ) принципиально различные явления
ядерной физики. Во-вторых, предпринята попытка объяснения этих новых явлений
исходя из устоявшихся положений тепло- и ядерной физики и биологии.
Ключевые слова: ХЯС, ХТЯ, биотрансмутация, кавитация, электронный
захват, наводороженные поверхности, нейтроноподобные объекты, ядерная физика.
Введение
Новые физические явления ядерной
физики связанные с гидродинамической и акустической кавитацией, эффектом Росси,
биотрансмутацией ядер с переменным успехом изучаются и обсуждаются на
протяжении как минимум трёх последних десятилетий. Хотя стали появляться
исследования и публикации относящие зарождение этих идей ещё к 19-му и даже
18-му векам. [7]. Первый взрыв интереса возник после исследований и публикаций
Флейшмана и Понса, затем Росси и Фоккарди.
Однако трудная воспроизводимость,
а вернее даже не воспроизводимость заявленных экспериментов привели к спаду
интереса к теме. К тому же в научной среде была высокой уверенность в скором
осуществлении управляемого термоядерного синтеза. Здесь в отличие от новых
явлений всё выглядело понятным и реализуемым. Тема новых явлений не получила
признания в широкой научной среде и держалась лишь на энтузиазме небольшой
группы подвижников.
Интерес вновь стал возрастать после работ Пархомова А.Г. по
воспроизведению реактора Росси. При этом реактор Пархомова был очень прост [24]
и, самое главное, Пархомов А.Г. не
скрывал своих достижений и рассказывал о них в мельчайших подробностях, что
свойственно великим исследователям-бессребреникам. Последняя
модель реактора Пархомова А.Г. непрерывно отработала семь месяцев. Это уже
заявка на опытно - промышленный образец. Появились удачные эксперименты
японских исследователей с наводороженными никелевыми наноплёнками. Вновь
привлекли пристальное внимание, вышибающие мозги физиков-ядерщиков, работы
Корниловой А.А. по биологической трансмутации ядер и успешному воспроизведению
её экспериментов по дезактивации ядерных отходов в Японии и Корее. Опубликованы
успешные работы Сахно Т.В. и Курашова В.М. по биотрансмутации. Теперь даже
ядерщики ортодоксы, не могут отмахнуться от новых явлений, особенно на фоне
плачевных результатов по реализации управляемого термояда. Как заявила Корнилова
А.А.: “Столетие новых прорывных технологий открыто”.
Параллельно развивались
исследования загадочных явлений «сверхединичности», наблюдаемых в процессах
гидродинамической и акустической кавитации. Подробно они перечислены в статье
Урпина К.В. [32] и в [11].
Главная задача данной статьи
показать, что новые явления ядерной физики (ХЯС и ХТЯ) давно и настойчиво
напоминающие о себе, не противоречат устоям ядерной физики, а напротив,
существенно её дополняют и укрепляют. Особенно технологически.
1. Экспериментальные
данные по новым явлениям
Рассмотрим главным образом
эксперименты Пархомова А.Г. с использованием наводороженных поверхностей,
эксперименты Корниловой А.А. по биологической трансмутации ядер и технологии
вихревых теплогенераторов Урпина К.В. Эти эксперименты и технологии воспроизводимы,
прозрачны и убедительны по своим результатам. И главное позволяют делать
однозначные теоретические выводы не выходящие за рамки имеющихся знаний ядерной
физики, биологии и теплофизики. Отметим и другие, интересные в плане темы
статьи, экспериментальные данные.
1.1. Эксперименты
Пархомова А.Г.
Эксперименты Пархомова А.Г.
являются продолжением опытов Пантелли, Фоккарди, Росси с никель наводороженными
поверхностями. В качестве прототипа своей установки Пархомов А.Г. выбрал
реактор Е-Сат А. Росси. Установка Пархомова А.Г. отличается простотой,
изображена на Рис. 1. В качестве рабочего агента применён наводороженный
никелевый порошок. У А. Росси применяются наводороженные наноструктуры никеля,
изображены на Рис. 3. ниже по тексту.
Рис.1. Реактор А.Г.
Пархомова (упрощенный вариант экспериментальной установки Е-Сат Росси). Рисунок
взят из [24].
Для запуска реактора и активации
реакций трансмутации осуществляется подогрев наводороженного порошка никеля до
1200 ºС. При таких температурах в активной зоне появлялось избыточное
тепловыделение. В опытах Пархомову А.Г. удалось в 2,5 раза превысить выходную
энергию над затраченной. Но что особенно важно и интересно, ассортимент
элементов после работы реактора стал значительно больше чем перед началом
работы, т.е. возникло много новых элементов. [20, 21]. Это самое убедительное свидетельство ядерного
характера реакций. Как уже отмечалось, на сегодня Пархомову А.Г. удалось
добиться стабильной работы реактора в течении 7-ми месяцев. Аналогичные
результаты по трансмутации новых элементов наблюдаются в экспериментах А. Росси
и у других экспериментаторов. [10].
1.2. Эксперименты
Корниловой А.А.
Эксперименты Корниловой А.А. по
биологической трансмутации ядер в условиях растущих микробиологических структур
[6, 7] вызвали изначально особое недоумение и неприятие физиков-ядерщиков. Эти
эксперименты противоречат устоявшимся положениям ядерной физики о том, что
области ядерных взаимодействий свойственны столь большие силы, на уровне
которых учитывать влияние сил макроскопического уровня биологической природы
бессмысленно. В этом главная причина не восприятия экспериментов физиками -
ядерщиками. У Корниловой А.А. трансмутация новых элементов наблюдается в среде
микроорганизмов со слабыми даже по химическим меркам связями и культуры во
время эксперимента выращивались в термостате при температуре +32ºС. Но факты
трансмутации новых элементов твёрдо и убедительно зарегистрированы Корниловой
А.А. инструментально. Подобные
результаты зарегистрированы и другими исследователями. [16].
1.3. Эксперименты с
кавитирующей жидкостью
Проявления сверхединичности в
явлениях гидродинамической и акустической кавитации сегодня стали убедительными
фактами практики. В [32] Урпиным К.В. представлен значительный перечень
организаций, в которых проводились эксперименты по сверхединичности вихревых
теплогенераторов, имена авторов, достигнутые результаты по сверхединичности.
Значения коэффициента сверхединичности в указанных экспериментах изменяются от 1,2 до 13,4. Преобладающим диапазоном
является значение от 1,5 до 2,0. В серийно производимых на предприятии Урпина
К.В. теплогенераторах коэффициент сверхединичности порядка 1,5. Теплогенераторы
эксплуатируются на предприятиях в России и поставляются за рубеж. В частности в
Корею и Японию. В [11] представлена информация по акустической кавитации и
наблюдаемой сверхединичности. В [11, 32] отмечается, что исследователями
Фоминским Л. П. (для условий гидродинамической кавитации) и Талейарханом Р.
(для условий акустической кавитации) экспериментально регистрировалось
нейтронное излучение, свидетельствующее о течении реакции синтеза. Климов А.И.
в [10] сообщил об экспериментах Альбертини. Последний, облучая растворы солей
ультразвуком на частоте 20 кГц, наблюдал нейтронное излучение и трансмутацию
элементов.
1.4. О странном
излучении
Перечисленные выше процессы,
связаны с нейтронным излучением, с трансмутацией новых элементов, что
свидетельствует о их ядерном характере. В тоже время в отличие от известных
ядерных процессов, они обладают той особенностью, что сопровождающие их
излучения чрезвычайно слабы. Но тем не менее они регистрируются. “Другим
неизученным и удивительным физическим явлением, которое освещалось несколькими
докладчиками на этой конференции, стало описание так называемого «странного
излучения», сопровождающего LENR-реакции в различных типах реакторов и
фиксируемого в виде треков на поверхности разных материалов (пленка, стекло,
слюда, поликарбонат или DVD-диски, алюминиевая фольга)”. [31]. Отмечаются большие
размеры некоторых частиц “странных” излучений.
В завершение раздела особо
необходимо отметить, что фиксируемые в экспериментах мощности энерговыделения и
набор вторичных элементов убедительно свидетельствуют о ядерной природе
явлений.
2. Обзор гипотез
В научных средствах информации
циркулируют различные данные по количеству гипотез, моделей, механизмов,
претендующих на объяснение, теперь уже много численных экспериментальных
данных. Наиболее внушительные цифры озвучил Ратис Ю.Л., который насчитал не
менее 100 гипотез и механизмов. [26].
Остановимся на наиболее известных
авторах, работающих сегодня в освещаемой в статье области. Они предлагают к
рассмотрению новые для традиционной ядерной физики объекты, механизмы и
состояния.
- Климов А.И.
Представления и их эволюцию по
новым явлениям ядерной физики проследим у Климова А.И. по его выступлению на
семинаре РУДН 31.10.19г. [10]. Это очень
информационно насыщенный доклад по последним тенденциям в области ХЯС и ХТЯ.
Климов А.И. является убеждённым и
последовательным сторонником идеи нейтроноподобной частицы, т.е. нейтральной
частицы малых размеров и атомной конфигурацией. Отправной точкой была идея
Милса о гидрино. С помощью гидрино Климов А.И. объяснял эксперименты А. Росси и
Пархомова А.Г. в никель-водородных реакторах. Но вот в докладе, на который мы
ссылаемся [10], Климов А.И. как бы открещивается от наводороженных поверхностей
и видит перспективу в плазменных реакторах с водородом и гидроксильными
группами в качестве рабочего агента. При этом работы А. Росси он назвал
«туфтой». Негативное отношение к реактору Росси настораживает. Ведь есть
убедительные и основополагающие эксперименты Пархомова А.Г. и Корниловой А.А. Разворот
исследователей ХЯС и ХТЯ в сторону плазмы автору данной статьи видится ошибочным.
И дело не только в негативном опыте токамаков. Вспомним очень популярную в
середине прошлого века идею магнитогидродинамических (МГД) генераторов. Они
сулили резкое повышение КПД. Было защищено множество диссертаций, написаны
тонны статей. Но в практику идея так и не вышла. А причина всё в той же плазме
с её непредсказуемым поведением. Причём в каналах МГД генераторов температура
плазмы была значительно меньше 5000 °К, что упоминает Климов А.И. в своём
докладе. Да и в докладе Климов А.И. говорит о мгновенном прожигании стенок.
Возможно
есть перспектива для импульсных режимов накачки энергии. И всё-таки, по мнению
автора данной статьи, более перспективными видятся технологии наводороженных
поверхностей, в том числе биологическая трансмутация и технологии с кавитацией
(гидродинамической и акустической) жидкости. Необходимо отметить постоянное
привлечение Климовым А.И. внимания исследователей к коллективному характеру
явлений ХЯС и ХТЯ. Правда здесь он скорее повторяет идеи Видома-Ларсена о
коллективных осцилляциях кластеров изотопов водорода на поверхности гидридов
металлов. Теории не получившей признания. И тем не менее именно коллективный,
массовый характер электронного захвата на наводороженных поверхностях и
возникновения высокоэнергетичных частиц в процессе кавитации позволяют получить
явления ХЯС и ХТЯ.
- Высоцкий В.И.
Представления Высоцкого В.И. были
мною достаточно подробно рассмотрены в [15]. На этом можно было бы закончить,
но в разделе «форум» на статью поступило вот такое едкое замечание: "Когерентное
корелированное состояние не относится к совокупности частиц, в которой, по его
мнению (мнению Косарева А.В., прим.
автора), все частицы должны отдать
энергию одной!!!
Это полное непонимание! Совет автору -
учите квантовую механику!
В таком состоянии имеет место корреляция разных
состояний ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ЧАСТИЦЫ в совокупности квантовых уровней
многоуровневого суперпозиционного состояния. Именно сложение
(конструктивная интерференция) формирует гигантские флуктуации энергии, которые
могут достигать десятков и сотен КэВ".
Не
могу утверждать, что это замечание Высоцкого В.И., замечание анонимное. Мой ответ: "Терминологически круто. Но как одна
и та же частица может находится сразу на всей «совокупности квантовых уровней многоуровневого суперпозиционного
состояния». Частица, обладающая той или иной энергией, может занимать
только один из разрешённых уровней. Остальные уровни энергетически пусты. Что
бы частица перешла на другой уровень ей необходимо или получить энергию извне
или самой испустить энергию. Но как возможная, но нулевая энергия пустых
уровней «формирует гигантские флуктуации
энергии, которые могут достигать десятков и сотен КэВ». Тут уж ничего не
остаётся как прятаться за принцип неопределённости. И потом у Высоцкого В.И.
механизм двоякий и соответственно противоречивый. То он пишет о гигантских
флуктуациях энергии, что сродни термояду, то у него в условиях холодной среды
«имеет место интерференционное подавление действия кулоновского рассеяния»".
Со стороны анонима ответа не последовало. До идей Высоцкого В.И. я не доучусь.
- Ратис Ю.Л.
При знакомстве с работами Ратиса
Ю.Л. впечатляет научный кругозор автора. Тем не менее и он является
последователем ошибочных представлений о нейтроноподобных объектах. Ратис Ю.Л.
сам называет гипотезу об экзоатоме "нейтроний", который представляет
собой виртуальную нейтрон-нейтринную пару, экстравагантной. Но природа далека
от экстравагантности, особенно вблизи своего фундамента. А элементарные частицы
и их взаимодействия близки к основанию. Идея "нейтрония", в
частности, исходит из того, что нейтрино существует. Но нейтрино введён в
физику как экспериментальная разность энергий между нейтроном и между энергией
частиц его распада - протоном и электроном. Да, физики из теоретических
соображений наделили нейтрино помимо энергии и массой и спином, свойственными
частицам. Однако эти свойства столь же реальны, что и "нейтроний"
Ратиса Ю.Л. Нейтрино самая неуловимая частица, которую уже много десятилетий
экспериментаторы пытаются “взять крепко за шкирку”. Не удаётся. А у Ратиса Ю.Л.
в укор экспериментаторам нейтрино сам взял да и приклеился к нейтрону,
образовав экстравагантный экзоатом.
- Зайцев Ф.С.
Суть идеи Зайцева Ф.С. и его
единомышленников состоит в том, что возможно образование электрона с
уменьшенным эффективным радиусом под воздействием внешнего потенциала. Так как
согласно корпускулярно-волнового дуализма электрон есть частица-волна, то при
резонансе в сверх сильных полях частота электрона возрастает и его
эффективный радиус, аналог
комптоновского радиуса, уменьшается. Далее по Зайцеву Ф.С.: “При соединении
электрона с уменьшенным радиусом с протоном возникнет нейтроноподобный объект,
который уже может подходить близко к ядру, внедряясь в него с образование
изотопа или теряя электрон с образованием нового химического элемента,
расположенного ближе к концу таблицы Менделеева – синтез”. Внешний потенциал,
вызывающий резонансную накачку электрона видится авторами в возникновении
двойных границ в дефектах кристаллической решётки.
Когда один из оппонентов указал
на то, что энергия и частота электрона увеличиваются только при увеличении
скорости движения электрона, чего нет в условиях предлагаемой гипотезы, то
Зайцев Ф.С. сослался на то, что это только гипотеза. От себя добавлю, что в
условиях резонанса увеличивается не частота, а амплитуда.
Что удивительно, Зайцев Ф.С. один
из самых известных на сегодня физиков-теоретиков в стране, упоминает в докладе
о электронном - захвате, называет его известным процессом. То есть Зайцев Ф.С.
видит такую возможность ядерных превращений, но по каким - то причинам не
развивает эту общеизвестную возможность, а увлёкся резонансными механизмами. При
этом Зайцев Ф.С. не последователен. Вначале он говорит о захвате протоном
электрона с образованием нейтрона. Заряд ядра снижается на единицу и возникает
новый химический элемент. И тут же он называет, образовавшийся при электронном
захвате нейтрон, нейтроноподобным объектом, т.к. электрон может захватываться с
разных орбит с разными радиусами. Отсюда нейтроноподобный объект может обладать
различными радиусами. Но это не что иное как атом водорода. По Зайцеву
получается, что в результате электронного захвата в ядре образуется не нейтрон,
а атом водорода.
- Черепанов А.И.
Черепанов А.И. пожалуй
единственный последовательный сторонник объяснения экспериментов по холодной
трансмутации ядер на основе электронного захвата. Явления хорошо известного в
ядерной физике и открывающего давно изученные возможности для ядерных
превращений в условиях никель-водородных реакторов. К недостаткам его позиции
нужно отнести чрезмерную настойчивость в увязке явлений ХТЯ с теорией эфира.
Это только запутывает и без того сложную ситуацию вокруг понимания явления ХТЯ.
Понятно желание физика объяснить явление с более глубоких предпосылок. Но в
сложившейся ситуации с ХТЯ гораздо важнее истолкование экспериментов Пархомова
А.Г. и Корниловой А.А. в понятных и общепринятых рамках. Это необходимо для
реализации технологий исключительной важности, о которых говорят эксперименты.
- Зателепин В.Н., Баранов Д.С.
Авторы придерживаются мнения, что
в никель-водородных реакторах ядерные процессы хоть
и идут с повышенной интенсивностью по сравнению с фоном, но видимо являются
сопутствующими процессами. Авторы развивают идею Барута - Вижье о новой
возможной структуре атома. Главный вывод из их представлений: “Таким образом – «избыточное» тепловыделение в
никель-водородных генераторах – электромагнитный процесс”. [2 и 3].
Для меня остались открытыми
вопросы. Откуда же в никель-водородных реакторах берутся в значительном
количестве изотопы и элементы, которых в реакторе до его запуска не было? Если
тёмный водород способен из-за малых размеров, сопоставимых с размером ядра, и
электрической нейтральности проникать в ядро и вызывать ядерные превращения в
никель-водородных реакторах, то это уже во-первых, не близкий к фоновому
сопутствующий процесс и во-вторых, почему он не вызывает такие же превращения
вокруг нас? По утверждению авторов короний (тёмный водород) присутствует вокруг
в огромном количестве, что они доказывают (по их утверждению) экспериментально.
Если его много вокруг и он очень реакционное вещество, то как с этим
сосуществует живая природа? [3].
Все идеи нейтроноподобных
объектов, начиная с идеи мюонного атома, сводятся к наделению неких объектов
свойствами нейтрона.
Я ни в коем-случае не возражаю
против права каждого автора предлагать свои варианты решения той или иной
научной проблемы. Борьба альтернатив - путь к новому. Но не нужно забывать
(особенно кадрам высшей научной квалификации) об научной методологии,
эмпирически формировавшейся столетиями. Одним из важнейших положений этой
методологии является уважительное отношение к достижениям предшественников и
опора на уже достигнутые знания. Что я и делаю.
3. ХЯС и ХТЯ исходя
из устоявшихся положений ядерной физики
Как видно из обзора гипотез в
этой области знаний не сформировалось до сих пор хоть сколько-нибудь единого
теоретического подхода. Я изначально опирался на существующие устоявшиеся
положения ядерной физики и пытаюсь объяснить новые явления в теоретических
рамках существующих знаний о ядре. Хотя полной теории ядра не существует, но в
основе теории ядра лежит огромный объём экспериментальных знаний. Я и сделал
упор на этом. Более чем за сто лет экспериментальная ядерная физика выявила
только два канала проникновения вещественной
частицы в зону сильного взаимодействия, ведущее к превращению ядер. Первый, это
преодоление кулоновского барьера для заряженных частиц и второй, для
нейтрального нейтрона вход в ядро всегда открыт. Нужно только в него попасть.
Если речь идёт о холодной трансмутации ядер, при которой энергии взаимодействия
недостаточны для преодоления кулоновского барьера, то остаётся только
нейтронный канал.
По этим проблемам мною опубликованы три статьи в журнале
"Атомная стратегия". [13, 14, 15]. В указанных работах я пытаюсь
показать, что ХЯС и ХТЯ являются новыми явлениям ядерной физики только
относительно. Они известны и изучены ядерной физикой давно, но проявились в
новых и неожиданных физических условиях кавитации и наводороженных
поверхностей. Последовательное развитие технологий и экспериментальной техники
привели к возникновению благоприятных условий для проявления ХЯС и ХТЯ, что и
стали наблюдать практики и экспериментаторы. При кавитации условия благоприятны
для преодоления кулоновского барьера, а в условиях наводороженных поверхностей
для интенсификации электронного захвата. Проблема неприятия ХЯС и ХТЯ физиками
- ядерщиками корнями уходит в устоявшиеся методики. Как отмечает проф. Зайцев [8],
главным методом экспериментальной ядерной физики были опыты по соударению
быстрых частиц с мишенями. Это сформировало и теорию и представления физиков-ядерщиков. Отсюда их нежелание копаться в практически не воспроизводимых
экспериментах, далёких от устоявшейся методологии, и пытаться понять явления.
Как известно, два канала
проникновения вещественной частицы в зону сильного взаимодействия порождают три
вида ядерных превращений. Это ядерный синтез для лёгких ядер, ядерное деление
для тяжёлых ядер и радиационный распад, свойственный ядрам всех элементов.
Отсюда, когда производится анализ экспериментов по новым явлениям ядерной
физики (ХЯС и ХТЯ) необходимо чётко разделять реакции синтеза лёгких элементов
(ХЯС) от реакций трансмутации, связанных с искусственной радиоактивностью и
распадом (ХТЯ). Первые определяются физикой преодоления кулоновского барьера,
вторые нейтронной физикой. Холодный ядерный синтез (ХЯС) и холодная
трансмутация ядер (ХТЯ) принципиально различные явления ядерной физики.
Сложность анализа экспериментов по ХЯС и ХТЯ связана ещё с таким моментом.
Реакции одного типа порождают вследствие своего течения, реакции другого типа.
Например, реакция ХЯС, как и положено реакции синтеза, протекает с выделением
нейтронов. Выделившиеся нейтроны захватываются окружающими ядрами и это
приводит к реакциям ХТЯ. Последние могут вызвать цепочку превращений, в том
числе не исключены и реакции деления. Отсюда и многообразие проявлений в том
числе “странных” излучений.
Теперь вкратце напомним физику
явлений ХЯС, ХТЯ и биологической трансмутации в представлении автора. Покажем,
что в них нет ничего нового для устоявшихся положений ядерной физики. Вся
новизна в новых физических условиях проявления уже известных явлений.
3.1. ХЯС
К настоящему времени
экспериментально установлены два загадочных эффекта в условиях кавитирующей
жидкости. Это эффект «сверхединичности» [32] при гидродинамической кавитации и
эффект сонолюминесценции при акустической кавитации [11]. Были высказаны
предположения о связи этих эффектов с холодным ядерным синтезом. [11]. Главная
причина неприятия идеи холодного ядерного синтеза кроется в кажущемся противоречии
с принятыми положениями ядерной физики и термоядерного синтеза. Ядерная физика
для осуществления реакции синтеза лёгких ядер требует выполнения двух условий:
наличие у лёгкого ядра энергии достаточной для преодоления кулоновского барьера
и плотности обеспечивающей вероятность попадания высокоэнергетичного лёгкого
ядра в сечение сил ядерного взаимодействия. Идея термоядерного синтеза была
очевидной для преодоления кулоновского барьера отталкивания и достаточно быстро
воплотилась при создании водородной бомбы. Однако проблема управляемого
термоядерного синтеза не решена до сих пор. Проблема упирается в неустойчивость
плазмы.
3.1.1. Холодный ядерный синтез в физических
условиях кавитации
При холодном ядерном синтезе
лёгким ядрам так же нужна соответствующая величина кинетической энергии, т.к.
потенциальный барьер кулоновских сил никуда не делся и его необходимо
преодолеть для сближения ядер на расстояния, на которых действует сильное
взаимодействие. Холодная среда на первый взгляд с очевидностью не может
обеспечить лёгкие ядра подобной энергией. Это и стало причиной неприятия
термоядерщиками, а вслед за ними и всей официальной наукой самого понятия
холодный ядерный синтез. Однако это только на первый взгляд. Теплофизика [9,
18, 19] подсказывает возможность осуществления ядерного синтеза и в условиях
относительно холодной среды, при этом не противореча требованиям ядерной
физики. Рассмотрим график функции Максвелловского распределения по энергиям (скоростям)
частиц многомолекулярной системы, изображённый на рисунке - 2. Функция распределения
частиц изображена для разных температур.
Рис. 2. Распределение Максвелла по энергиям
частиц (Рисунок взят из Интернет
поисковика)
Из графика на рисунке 2 видно,
что всегда в равновесной термодинамической системе имеется вероятность
нахождения частиц обладающих большой скоростью и соответственно кинетической
энергией. На графике Ea -
кинетическая энергия активации ядерного синтеза, необходимая частице (ядру) для
преодоления кулоновского барьера.
Частицы, обладающие энергией Ea ≥10кэВ, способны
преодолеть кулоновский барьер. Из графика (Рис. 2) так же видно, что с ростом
температуры системы график распределения вытягивается вправо, в сторону больших
скоростей (энергий). Количество частиц системы обладающих большой скоростью и
соответственно кинетической энергией растёт с ростом температуры и находятся
они в хвосте Максвелловского распределения.
Отсюда следует основная идея
механизма холодного ядерного синтеза. В
системе большого числа свободных частиц всегда имеются, с отличной от нуля
вероятностью, высокоэнергетичные частицы способные преодолеть кулоновский
барьер и инициировать реакцию ядерного синтеза.
Эта идея снимает противоречие между холодным ядерным
синтезом и термоядерным синтезом. Выполнение
обоих условий ядерной физики для инициации и течения реакций синтеза оказались
выполнимыми в физических условиях кавитирующей жидкости, в условиях
гидродинамической и акустической кавитации. При кавитации резко повышается
температура свободных частиц в кавитационном пузырьке и следовательно число
частиц с Ea ≥10кэВ.
Плотность воды обеспечивает высокую плотность ядер мишеней
для быстрых частиц. В качестве быстрых ядер в кавитирующей жидкости выступают
ядра водорода (протоны). В качестве ядер - мишеней могут выступать ядра
водорода и ядра кислорода. Однако ядерная физика исключает реакцию синтеза
протон - протон в земных условиях. Отсюда принципиально возможной реакцией
холодного синтеза будет реакция протон - ядро кислорода.
В докладе [10] Климов А.И. рассказывает
об экспериментах на своём плазменном реакторе с водородом и гидроксильными
группами в качестве рабочего агента. Вкратце сообщает об экспериментах
Альбертини с ультразвуком в 20 кГц в водных растворах. Именно на этих частотах наблюдается
акустическая кавитация в воде. При этом Альбертини наблюдал нейтронное
излучение и трансмутацию элементов. Эти факты позволяют квалифицировать
результаты экспериментов Климова А.И. и Альбертини как следствие реакций
холодного ядерного синтеза.
Таким образом холодный ядерный синтез не
противоречит термоядерному синтезу. Здесь так же необходимо преодоление
кулоновского барьера отталкивания положительно заряженных лёгких ядер для их
сближения на радиус действия ядерных сил. Разница заключается в способах
обеспечения инициации ядерной реакции синтеза.
Более подробно физика ХЯС, согласующаяся
с признанными положениями ядерной физики изложена в [13].
3.2. ХТЯ
Эксперименты по холодной трансмутации
новых элементов проводились при низких температурах. У Пархомова А.Г. при 1200
ºС, у группы японских исследователей производилось повышения температуры
рабочей среды реактора до 200-300 ºС. У Корниловой А.А. трансмутация новых
элементов достигалась при температуре 32 ºС. Отсутствовали и условия
концентрации части совокупной энергии системы у немногих частиц. Экзотические
механизмы мы выше рассмотрели и отметили их понятное неприятие научной
общественностью. Из сказанного следует, что в данных физических условиях ХЯС не
возможен и остаётся только нейтронный канал для ядерных превращений, для ХТЯ.
Отсюда становится понятным стремление некоторых теоретиков к моделированию
нейтроноподобных объектов и механизмов их образования.
Рис. 3. Наводороженные
наноструктуры никеля в реакторе А. Росси. (Рисунок взят из [25]).
Все успешные эксперименты по ХТЯ
показывают, что самым важным для
проявления НЭЯР является наводороженность поверхности нано структур,
запускающая процесс образования ультрахолодных нейтронов в процессе
электронного захвата. Один из оппонентов заметил мне, что наводороженность
наблюдается не только на поверхности, но и в среде кристаллической решётки. Но
во-первых, как верно отметил автор [25]: “Известно, что концентрация Н2 в
поверхностном слое превышает примерно в 10 раз концентрацию Н2 в
глубине образца. Из этого можно сделать вывод, что все процессы НЭЯР происходят
в поверхностном слое и площадь поверхности играет определяющую роль в
интенсификации процессов НЭЯР”. Во-вторых, в [14] мною сделано обоснование
повышения эффективности электронного захвата в условиях отрицательного
поверхностного потенциала. Поверхностный заряд нано плёнки никеля упорядочивает
движение орбитального электрона атома водорода. Орбитальный электрон может
двигаться только в плоскостях параллельных нано плёнке и совершать
колебательные движения плоскости орбиты возле срединного значения, что
увеличивает вероятность электронного захвата протоном. И в-третьих, во всех
успешных экспериментах по ХТЯ создавались условия большой удельной поверхности
на единицу массы наводораживаемого агента. Пархомов А.Г использовал микро
порошок, японские исследователи нано плёнки, а А. Росси использовал
наноструктуры с развитой поверхностью. Наноструктуры А. Росси изображены на
Рис.3.
Образовавшийся в процессе
электронного захвата нейтрон является ультрахолодным, так как протон,
являющийся главным носителем кинетической энергии нейтрона, был в связанном
состоянии с поверхностью и обладал ничтожной кинетической энергией. После
преобразования атома водорода в нейтрон в процессе электронного захвата,
последний теряет электромагнитную связь с поверхностью никеля и получает
возможность вступать в НЭЯР. Начинает работать нейтронная физика. Происходит
практически полный захват нейтронов по закону 1/v и далее трансмутация изотопов и
трансмутация элементов с выделением энергии, вызванная бета распадом.
Более подробно физика ХТЯ, согласующаяся
с признанными положениями ядерной физики изложена в [14].
3.2.1. Биологическая трансмутация ядер
В последнее время появляется всё
больше материалов по трансмутации ядер в биологических системах. Это
эксперименты с реакциями в микробиологических культурах с соответствующей водно
- солевой питательной средой. Путь к успеху был трудным и долгим. Например,
Корнилова А.А. в своих интервью говорит об успешных опытах проведённых ещё в
90-е годы. Сейчас активно заявляют о своих экспериментах по биотрансмутации
ядер Курашов В.М. и Сахно Т.В.
Анализ данных изложенных в
работах Корниловой А.А., Курашова В.М., Сахно Т.В. [6], [7], [16] и сравнение их с данными
изложенными в работах Пархомова А.Г. [20], [21] показывает схожий результат по
трансмутации новых элементов, что в свою очередь указывает на единую физику
процессов ядерных превращений. Схожесть результатов наводит на мысль, что биофизические
условия клеточных мембран создают те же физические условия для интенсификации
электронного захвата, что и физические условия наводороженных неорганических
поверхностей.
Для объяснения феномена
биологической трансмутации в условиях растущей биологической культуры Высоцким
В.И. выдвинута гипотеза когерентно кореллированного состояния в потенциальной
яме в момент её деформирования, которое возникает в растущей биологической
структуре. На ней мы останавливались выше и показали её надуманность, чем и
вызвано неприятие гипотезы научной общественностью. Объяснение биологической
трансмутации данное Курашовым В.М. и Сахно Т.В. в [16] не страдает особыми
научными изысками как у Высоцкого В.И. Но как физику - ядерщику понять: «Электрон, захваченный бактериями при бета-минус
распаде, бактерии переносят в ядра
(выделено мной) бета-плюс радиоактивных изотопов элементов (в случае их наличия
в среде)».
Попытаемся
примирить стороны. Покажем, что эти эксперименты не противоречат
устоявшимся положениям ядерной физики и физика биотрансмутации соответствует
физике наводороженных неорганических поверхностей.
В связи с этим возникает вопрос,
а возможно ли существование наводороженных поверхностей в биологических
организмах, таких же как, например, на поверхности неорганического никеля?
Ответы видятся положительными. В биологических организмах существуют огромные
поверхности, идеально приспособленные к наводораживанию. Это биологические
мембраны. Биологические мембраны формируются в водной среде методом само сборки
из фосфолипидных молекул. Фосфолипидная молекула изображена на Рис. 4 слева.
Рисунок взят из [28], где обозначен под номером 3.18. Молекула фосфолипида
состоит, как видно на рисунке, из полярной (гидрофильной) головки и двух
гидрофобных углеводородных хвостов. В силу этих свойств фосфолипидные молекулы
в водной среде образуют билипидные мембраны как изображено на Рис. 4 справа.
Рисунок взят из [28], где обозначен под номером 5.15в. Мембрана своими
полярными гидрофильными головками обращена к водной среде и между головками
мембраны и молекулами воды возникают гидратационные силы связи. По поверхности
биологической мембраны молекулы воды (а стало быть и атомы водорода)
расположены непрерывным слоем и относительно упорядоченно.
Рис. 4. Схема билипидного слоя биологической
мембраны
“Сохранение слоя воды 10-30
ангстрем около наружной полярной поверхности препятствует сближению мембран и
их непосредственному контакту. Для удаления такого слоя воды необходимо
нарушить его состояние и затратить энергию, что собственно и лежит в основе
проявления гидратационных сил”. [27]. Из приведённой выдержки следует, что по
наружной поверхности биологической мембраны располагается слой воды толщиной в
1-2 молекулы. Молекулы воды в слоях расположены регулярным образом благодаря
взаимодействию регулярно расположенных полярных головок липидов и полярных
молекул воды. При этом однослойные (двухслойные) водяные плёнки на поверхности
мембран достаточно прочные. Для их нарушения необходимо затратить энергию.
Таким образом с каждой липидной головкой соединён атом водорода, что и
обеспечивает наводороженность поверхности биологической мембраны. Причём
наводороженность возникает по обеим сторонам мембраны (см. Рис. 4 справа).
Более подробно физика
биологической трансмутации ядер, согласующаяся с признанными положениями
ядерной физики и биологии, изложена в [15].
4. Трудности на пути признания
Трудности с восприятием и
признанием достижений исследователей холодного ядерного синтеза (ХЯС) и
холодной трансмутации ядер (ХТЯ) связаны не только с отсутствием должного
финансирования и соответственно надлежащего оснащения исследовательских
лабораторий. Не только с нагромождениями теоретической экзотики. К числу трудностей относится в числе прочих и не
устоявшаяся терминология и путаница в использовании терминов. Так авторы [6, 7]
описывая одно и тоже явление, называют его то синтез ядер, то трансмутация
ядер. Широко применяется термин низко энергетические ядерные реакции (НЭЯР - LENR).
Пархомов А.Г. предпочитает говорить о низкопороговых реакциях.
Для начала необходимо чётко
разделить холодный ядерный синтез (ХЯС), от холодной трансмутации ядер (ХТЯ).
ХЯС наблюдается в условиях кавитирующей жидкости (воды). Физика холодного
ядерного синтеза та же, что и термоядерного синтеза - это необходимость
преодоления кулоновского барьера. Разница в создании условий благоприятствующих
течению реакции. При течении реакций ХЯС среда остаётся холодной в сравнении со
средой плазмы термоядерных реакций. Физика холодной трансмутации ядер (ХТЯ)
связана с электронным захватом и последующего бета-распада. Здесь речь вообще
не идёт о температуре как параметре физического явления. Нейтрону для
проникновения в ядро безразлична температура среды. Трансмутация ядер,
вследствие захвата нейтрона, названа холодной по причине путаницы ХЯС и ХТЯ.
Было бы правомерным назвать холодную трансмутацию ядер (ХТЯ) нейтронной
трансмутацией ядер (НТЯ). Понятие нейтронной трансмутации ядер (НТЯ) не вызовет
отторжения даже у самых ортодоксальных физиков-ядерщиков. В тоже время понятие
холодной трансмутации ядер (ХТЯ) имеет в рассматриваемом явлении преимущество в
сравнении с понятием нейтронной трансмутации ядер (НТЯ). НТЯ - общее понятие
ядерной физики, а ХТЯ связывает нейтронную трансмутацию со специфическими
физическими условиями наводороженной поверхности. Так уже устоялось.
Если верно предположение о
нейтронной физике ХТЯ, то в ядерных реакциях деления традиционных реакторов,
как и в реакторах А.Росси, Пархомова А.Г., Корниловой А.А. и других, должно
образовываться много новых элементов, которых не было до пуска реактора. И
которые возникают не вследствие самих реакций деления. Выделяющиеся в
традиционных реакторах нейтроны в активной зоне частично захватываются
материалами корпуса ТВЭЛов и материалом сборок. Большой процент нейтронов
выходит за пределы активной зоны и захватывается материалами окружающими
активную зону. Во всех этих материалах должны протекать цепочки трансмутации
новых элементов. Так некоторые реакции трансмутации нейтронами хорошо известны
и широко используются в практике. Это реакция захвата нейтрона ураном-238. После двух последовательных бета распадов
уран-238 превращается в плутоний -239.
Другая реакция - трансмутации
тория приводит к образованию урана - 233. Если физико-химический анализ
выбывших из эксплуатации материалов покажет результаты аналогичные тем, что
получены в реакторах А.Росси, Пархомова А.Г., Корниловой А.А., то это будет
свидетельствовать о нейтронном характере ХТЯ и их соответствия устоявшимся
положениям ядерной физики.
При таком подходе к физике новых
явлений и исходя из принятых положений и экспериментальных знаний в ядерной
физике, в качестве “странных” излучений могут фиксироваться как фотонные
излучения разных частот (в том числе рентгеновские и гамма излучения) так и
излучения вещественных частиц. Из вещественных частиц возможно излучение
электронов, позитронов и нейтрино, нейтронов и альфа частиц. Нельзя исключить и
возможные случаи деления ядер, сопровождающееся в том числе и большими
осколками. При захвате осколками электронов образуются ионы, имеющие уже
атомные размеры. Возможно в этом природа больших размеров некоторых частиц
“странных” излучений. Необходимы тщательные инструментальные измерения. Слабая
интенсивность этих излучений при ХТЯ связана видимо с малой энергией холодных
(ультрахолодных) нейтронов. Ультрахолодные нейтроны входя в зону сильного
взаимодействия, вовлекаются в коллективное движение адронов, не сильно возмущая
существующее динамическое равновесие и практически не внося энергию
возбуждения. Отсюда и слабая (качественная и количественная) реакция ядра для
достижения нового состояния динамического равновесия. При ХЯС в условиях
кавитации слабая интенсивность излучений связана со слабой интенсивностью
реакций синтеза и с интенсивным поглощением излучений в массе воды.
Новые физические явления ядерной
физики, вскрытые экспериментаторами, не противоречат устоям ядерной физики, а
дополняют её, открывают новую страницу. Если работать и объяснять, теперь уже неоспоримо доказанные
экспериментаторами новые факты с опорой на известные положения ядерной физики,
то даже у ортодоксальных физиков-ядерщиков отпадут сомнения и аргументы против.
Хочу обратить внимание читателя, что при
изложении видения механизмов ХТЯ и ХЯС мною применяются общеизвестные положения
тепло- и ядерной физики и биологии. Не предложено ни одного объекта, механизма
или состояния, которые были бы новыми для читателя. Я лишь акцентирую внимание
на том, что уровень развития сегодняшних технологий привёл к формированию и
проявлению физических условий, при которых резко возросла эффективность электронного
захвата и вероятность преодоления кулоновского барьера. Как неоднократно
заявляла Корнилова А.А.: “Время подошло”.
Выводы.
1. Никаких нейтроноподобных
частиц в явлении холодной трансмутации ядер не существует. Есть классический
нейтрон, образовавшийся в процессе электронного захвата.
2. Сложность теоретических
трактовок экспериментов по новым явлениям заключается в том, что процесс ХЯС
может и сопровождается процессом ХТЯ.
3. Сейчас главная задача
исследователей - интенсификация процессов электронного захвата на
наводороженной поверхности и выхода высокоэнергетичных частиц в условиях
кавитации (гидродинамической и акустической) в целях увеличения коэффициента
сверхединичности.
Литература:
[1]. Антонов В.Ф. Биофизика.
/Антонов В.Ф. Черныш А.М., Пасечник В.И., Вознесенский С.А., Козлова Е.К. / -
М.: “Владос”, 2003г., 288с.
[2]. Баранов Д.С., Зателепин В.Н. Доклад «Синтез нейтроноподобных частиц (темный водород) в
водородной среде». Научно – техническое совещание "Развитие исследований
по «Холодному синтезу» в России". Москва, 25 мая 2019 г.
https://www.youtube.com/watch?v=wDaSc-LJn_Q
[3]. Д.С. Баранов, В.Н. Зателепин, Дальнодействие в процессах теплообмена
// «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.25816, 22.10.2019
Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001g/00164162.htm
[4]. Бекман И.Н. Атомная и
ядерная физика: радиоактивность и ионизирующее излучение. – М.: “ЮРАЙТ”,
2016г., 398с.
[5]. Вихман Э. Берклиевский курс
физики. Том 4. Квантовая физика. – М.:“Наука”,1977г.
[6]. Высоцкий В.И., Корнилова
А.А. Ядерный синтез и трансмутация изотопов в биологических системах. – М.:
“МИР”, 2003г., 161с.
[7]. Высоцкий В.И., Корнилова
А.А. Ядерные реакции и трансмутация изотопов в биологических системах
(предыстория, текущее состояние, перспективы). // ЖФНН №17-18(5), С. 34 - 42,
2017г.
[8]. Зайцев Ф.С., Чижов В.А.,
Бычков В.Л. Изучение физических механизмов низкотемпературной трансформации
нуклидов. Доклад Зайцева Ф.С. на научном семинаре РУДН. 27.12.2018г. Режим доступа:
https://lenr.su/wp-content/uploads/2017/09/ZaitsevFS_RUDN_Svoi-stva-NTN.pdf
[9]. Кикоин А.К., Кикоин
И.К. Молекулярная физика. – М: Наука, 1976, 480с.
[10]. Климов А.И. Доклад на семинаре в РУДН "Холодный ядерный
синтез и шаровая молния". 31.10.2019г.
[11]. Колтовой Н.А.
Книга 12. Часть 4. Холодный ядерный синтез. Кавитация. Сонолюминесценция. Режим доступа: https://koltovoi.nethouse.ru
[12]. Косарев А.В. Динамика
эволюции неравновесных диссипативных сред. Издание второе, переработанное и
дополненное. - Из-во: LAP LAMBERT Academic Publishing,
г. Саарбрюккен, Германия, 2013г., 354с.
[13]. Косарев А.В. Холодный ядерный синтез в рамках тепло- и
ядерной физики.
Режим доступа: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8749
[14]. Косарев А.В. Эффект Росси -
искусственная радиоактивность. Режим доступа:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8778
[15]. Косарев А.В. Явление трансмутации в биологических
системах.
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8839
[16]. Курашов В.М., Сахно Т.В.
Патент RU №2563511 на
изобретение “Микробиологический способ трансмутации химических элементов и
превращения изотопов химических элементов”. Бюл. №26 от 20.09.2015г.,
Роспатент. Приоритет от 15.05.2014г.
[17]. Маклаков А. Биотрансмутация
урана - открытие и следствия. Режим доступа:
https://congeniator.com/biotransmutacija/
[18]. Морс Ф. Теплофизика. – М.:
“Наука”, 1968г., 416с.
[19]. Ноздрёв В.Ф., Сенкевич А.А. Курс статистической
физики.- М.: “Высшая школа”, 1969г.,
288с
[20]. Пархомов А.Г. Холодная
трансмутация ядер: странные результаты и попытки их объяснения. // ЖФНН №1, С.
71 - 76, 2013г.
[21]. Пархомов А.Г., Алабин
К.А., Андреев С.Н., Забавин С.Н., Соболев А.Г., Тимербулатов Т.Р. Анализ
изменений изотопного и элементного состава в высокотемпературных
никель-водородных реакторах. - Доклад на 24-й Российской конференции по
холодной трансмутации ядер и шаровой молнии РКХТЯиШМ-24 (17-24.09.2017г.,
Сочи-Дагомыс, "Олимпийский"). Режим
доступа: https://www.youtube.com/watch?v=DAnAp4m5LRI
[22]. Поляков В.И. О природе вещей, а также о E-cat, находках и перспективах.
Режим доступа: http://www.proatom.ru/modules.php?file=article&name=News&sid=5756
[23]. Просвирнов А.А. Великая октябрьская энергетическая
революция, о необходимости которой так долго говорили «отщепенцы» от науки,
свершилась.
Режим доступа: https://maxpark.com/user/1021654716/content/3225895
[24]. Просвирнов А.А. Программа исследований
низкоэнергетических ядерных реакций.
Режим доступа: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5781&mode=thread&order=0&thold=0
[25]. Просвирнов А.А. Эволюция никель - водородных
теплогенераторов.
Режим доступа: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=7403
[26]. Ратис Ю.Л. О возможности
существования долгоживущего экзоатома "нейтроний". // ЖФНН №2(1), С. 27 - 42, 2013г.
[27]. Рубин А.Б. Биофизика
(биофизика клеточных процессов). Том 2. – М.: “Наука”, 2004г., 469с.
[28]. Тейлор Д. и др. Биология. / Тейлор Д.,
Грин Н., Стаут У. /Пер. с англ. Ю.Л. Амченкова, М.Г. Дуниной и др.). – М.:
“Мир”. Том 1, 2001г., 454с.
[29].
Трубников Б.А. Теория плазмы. – М.: “Энергоиздат”, 1996г., 464с.
[30]. Узиков В.А. Промышленная энергоустановка на
низкопороговых ядерных реакциях - реальность. Режим доступа: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8330
[31]. Узиков В.А. Про необъяснимые атомные процессы.
Режим доступа: https://cont.ws/@kamenski/1110172
[32]. Урпин
К.В. О возможности создания «сверхединичных» теплогенераторов. Режим
доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0023/001a/00231090.htm
[33].
Черепанов А.И. о
кавитационной (гидроволновой) технологии и механизме ХТЯ на основе эфира. РУДН,
31.10.2019. Режим
доступа:
https://www.youtube.com/watch?v=AVxqL9NNsZI
[34]. Широков Ю.М., Юдин Н.П.
Ядерная физика. – М.: “Наука”, 1972г., 672с.
[35].
Физика микромира. М-я энциклопедия. [Гл. ред. Д.В. Ширков]. - М.:
"Советская энциклопедия", 1980г. - 528с.
[36]. Физический
энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983г. – 945с.
P.S. Практически после каждой опубликованной статьи оппоненты
призывают меня учить ядерную физику, ввиду непрофильного образования и отсюда
полной неосведомлённости. Хотя на моей специальности и читали курс «Атомные
электростанции», понятно, что это не курс «Ядерной физики» физфака. И я
действительно следую их призывам и учусь. Но вот, что странно. Создаётся
впечатление, что и многие физики-теоретики не видят в новых явлениях не то что
ядерной физики, а физики вообще. Отсюда и странные подобия объектов, механизмов
и состояний. Как следствие их соответствующее восприятие. Мною же, при всей
моей неосведомлённости, новые явления квалифицированы как давно известные, но
мощно проявившиеся в новых (особых) физических
условиях.
