Сайт Александра Зеленина
Навигация по подразделам главы:
[9.1] - [9.2] - [9.3] - [9.4] - [9.5] - [9.6] - [9.7]
9.2. Откуда взялась гипотеза
Идея нейтронизации взята из астрофизики. Астрофизика – это такой раздел физики, где самые фантастические гипотезы и теории не подвергаются отторжению научной общественностью. Например, там мирно существует «Теория большого взрыва», которая принципиально абсурдна, ибо недоказуема и является лишь экстравагантной гипотезой.
По представлениям астрофизики на заключительных стадиях эволюции звёзд плотность вещества сильно возрастает и электронный газ становится вырожденным. Энергия вырожденных электронов достигает такой величины, что они уже могут преодолевать энергетический барьер и захватываться атомными ядрами. Начинают идти процессы т.н. обратного бета-распада, посредством которых протоны превращаются внутри атомных ядер в нейтроны. Именно этот процесс множественного захвата электронов атомными ядрами, сопровождающийся излучением нейтрино, называют нейтронизацией. Более подробно см. здесь.
Реакция захвата электронов атомными ядрами (A, Z) (А - массовое число, Z - порядковый номер элемента) имеет вид:
(A,Z)+e− → (A,Z-1) + ν (9.1)
Нейтронизация звезд в астрофизике рассматривается как процесс необратимый. Дело в том, что плотность звезд растет не сама по себе, а под действием сил гравитации, которые при нейтронизации звезды только растут. Поэтому процесс распада сверхплотного нейтронизированного вещества на атомы не рассматривается.
В нашем случае, то есть в реакторах LENR, силы сжатия действуют кратковременно и обратный процесс – процесс распада - неизбежен.
Самое интересное для нашей гипотезы – это получить представление об условиях, которые необходимы для нейтронизации. Что об этом думает астрофизика?
Влияние температуры на процесс нейтронизации считается несущественным. Основное условие для начала нейтронизации – высокое давление и плотность (табл. 9.1).
Таблица 9.1 – Условия нейтронизации
Как видно из таблицы 9.1 для начала нейтронизации требуются огромные давления.
В [23] Пархомов предложил гипотезу, которую мы частично рассмотрели в гл. 8. По этой гипотезе реакция нейтронизации выглядит так:
(A1,Z1)+(A2,Z2)+e−+ῠ → (A3,Z3)+(A4,Z4) (9.2)
Сравнивая (9.1) и (9.2) заметим, что нейтрино в астрофизике испускается при нейтронизации, а по гипотезе Пархомова наоборот, поглощается. Другое отличие в том, что в астрофизике для обратного бета-распада требуются высокие плотности, а по гипотезе Пархомова реакция происходит без каких-либо особых причин, но только с ультрахолодными нейтрино, которые имеют «имеют длину волны де-Бройля около 5 мкм, значительно превышающую межатомные расстояния, которых в Космосе очень много». (Примечание. Последняя цитата составлена из разных предложений в [23]).
Важное следствие переноса нейтрино в левую часть в [23] представлено так: «Отметим, что в процессе обратных бета процессов, в отличие от прямых, не происходит потеря энергии, уносимой испускаемыми нейтрино. Отметим также, что в случае взаимодействия с ядрами электронов нет проблемы «кулоновского барьера».
Если задуматься над приведенными положениями гипотезы Пархомова, то можно прийти к выводу, что это невозможно. Дело в том, что ультрахолодные нейтрино, по существующим взглядам, есть везде, их много и они пронизывают весь Космос, включая любое вещество. Для того, чтобы приходила реакция (9.2), не нужен ни никель, ни водород. Нейтрино должны поглощаться повсюду и весь наш мир должен непрерывно менять элементный состав. В этих условиях невозможна жизнь. В электропечи при выплавке алюминия кроме алюминия должно получаться большое количество примесей, полученных из алюминия.
Жизненный опыт подсказывает, что трансмутацию получить сложно, она не носит повсеместного характера. И даже повторить уже проделанный успешный эксперимент по трансмутации крайне сложно.
Кроме этого, неясно, как могут два атома в (9.2) взаимодействовать между собой, если один из них захватил электрон. Если такое событие – захват электрона – случилось с одним из атомов (кроме водорода 1Н), то наиболее вероятно, что этот атом «выплюнет» электрон и нейтрино обратно, либо останется изотопом из предыдущей клетки таблицы Менделеева, если он устойчив. В последнем случае получившееся ядро должно «принять меры» для соблюдения закона сохранения импульса, например, родив фотон.
Вернемся к таблице 9.1 и вычислим межатомные расстояния для водорода при плотности начала нейтронизации, равной 1.22·107 г/см3 (1.22·1010 кг/м3). Затем сравним с размером атома в нормальных условиях.
Масса атома водорода 1.67·10‑27 кг. Исходя из массы водорода и плотности начала нейтронизации получим, что нейтронизация начинается при концентрации водорода 7.3·1036 атомов/м3. Межатомные расстояния в данном сжатом состоянии равны 5.1·10-13 м.
В нормальных условиях диаметр атома водорода 106·10-12 м. Нейтронизация, как получено выше, наступает расстоянии при 5.1·10-13 м. Это в 207 раз меньше, чем диаметр атома водорода в нормальных условиях.
Полученное число (207) в некотором роде сюрприз. Мюонный катализ, известные ядерные реакции в холодном водороде при наличии мюонов, происходит именно на таком расстоянии. Поэтому можно сделать вывод, что при расстоянии 5.1·10-13 м в водороде происходит все, что угодно: и захват электронов, и слияние ядер. Давление и температура для протекания реакций не важны. Важно только расстояние между атомами, которое может быть получено любым подходящим способом.
Скорость протекания реакции при мюонном катализе довольно большая. При средней жизни мюона 2,2 мкс он успевает способствовать сотне реакций, т.е. время одной реакции не более 20 нс, включая «перескок» мюона на другую молекулу. Считается, что время ядерной реакции после образования мезомолекул DDμ, DTμ и TTμ не превышает 1 нс. Практически это означает, что при сближении пары или группы атомов водорода на расстояние 5.1·10-13 м они мгновенно прореагируют.
Возникает вопрос: является ли расстояние 5.1·10-13 м порогом, при превышении которого реакции прекращаются? Думается, что нет. Экспериментально установлено, что атомы водорода на расстоянии 74·10-12 м в молекуле H2 не реагируют между собой иначе, как при огромных температурах около 30 млн. градусов. Также установлено, что на расстоянии 5.1·10-13 м реакция происходит практически мгновенно даже в холодном состоянии. Можно предположить, что при увеличении расстояния от 5.1·10-13 м до 74·10‑12 м скорость реакции уменьшается, но не обрывается сразу, а также можно добавить предположение, что снижение скорости реагирования можно компенсировать ростом температуры. Зависимость может выглядеть так, как показано на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Возможная зависимость расстояния между атомами водорода, при
котором происходит практически мгновенная реакция слияния, от температуры.
График получен заданием двух точек: первой и последней и выбором
логарифмического масштаба.
Превышение расстояния между атомами на небольшую величину (выше линии графика на рис 9.1) не может запретить реакцию синтеза. Должна снижаться её вероятность и должно увеличиваться время протекания реакции.
Ориентировочно, при температуре 1000 С водород будет активно реагировать на расстоянии 2 пм, т.е. в четыре раза дальше, чем расстояние при мюонном катализе.
После приведенных выше рассуждений возникает ощущение, что представления Холмлида о сверхплотном водороде в чем-то пересекаются с рассуждениями в этой главе. В обзорной статье «Ultradense protium p(0) and deuterium D(0) and their relation to ordinary Rydberg matter: a review», опубликованной 24 апреля 2019 года, он пишет, что водород образует ультраплотные устойчивые структуры с межъядерным расстоянием 2,3 пм.
Холмлид с несколькими соратниками посвятил теме ультраплотного водорода много лет, имеет по этой теме довольно много публикаций. В 2019 году редакция одного из журналов, где публиковались статьи Холмлида, начала отказывать в публикации, так как никаких иных подверждений о существовании сверхплотного водорода не появилось.
Если Холмлид прав, то его ультраплотные структуры водорода могут быть кандидатами на объяснение результатов исследования теплового разгона аккумуляторов, рассмотренных в главе 3. Соотношение никеля и водорода NiH39,4, полученное Галушкиным, не может быть объяснено химической связью, но может объясняться наличием частиц ультраплотного водорода в междуузлиях кристаллической решетки никеля. На один атом никеля приходится три междоузлия (одна октаэдрическая и две тетраэдрические пустоты). На три междоузлия приходится по 13 атомов ультраплотного водорода в каждом. Удивительно, что из 13 атомов может получиться такая красивая структура: один атом в центре и 12 атомов вокруг:
Диаметр этой структуры, если взять межъядерное расстояние у Холмлида, равен 6,9 пм, что позволяет ей легко поместиться в междоузлии кристаллической решетки никеля, где тетраэдрическое междоузлие имеет размер 0,27 Å, а октаэдрическое 0,51 Å.
Есть у Холмлида ещё одно интересное понятие, такое, как «Кулоновские взрывы» (Coulomb explosions). Они происходят при нарушении нейтральности электрического заряда в ультраплотном водороде. Если несколько электронов удалить, то ультраплотный водород разлетается фрагментами с кинетической энергией частиц до 630 эВ. Как была измерена эта энергия мне непонятно, так как в экспериментах Холмлид для ионизации использовал импульсный лазер мощностью 5*108 Вт и утверждал, что это довольно слабый лазер. Но сама идея Холмлида о «Кулоновском взрыве» может быть полезна для объяснения механизма теплового разгона, а именно, быстрого выделения водорода из пластин аккумуляторов (см. главу 3).
Например, такое объяснение теплового разгона. Зародившись в одной точке пластины «Кулоновский взрыв» создает частицы, разлетающиеся с высокой энергией во все стороны и провоцирующие новые «Кулоновские взрывы». Скорость этого процесса была рассмотрена в главе 3. Проверить это объяснение можно экспериментально путем изъятия из подходящего аккумулятора водородонасыщенной пластины (или пачки пластин) и воздействия на эту пластину (или пачку) мощным лазером. Если получится волна дегазации пластины, расходящаяся от точки луча лазера во все стороны, то Холмлид прав относительно «Кулоновского взрыва» и ультраплотного водорода.
Если Холмлид прав, то на расстоянии 2,3 пм заметных ядерных реакций в водороде не должно происходить, по крайней мере, при комнатной температуре и ниже. Однако при воздействии коротких, но мощных лазерных импульсов возникают ядерные реакции с появлением мезонов, т.е. нагрев ультраплотного водорода приводит к ядерным реакциям. По этой причине идею, проиллюстрированную рисунком 9.1, отбрасывать преждевременно.
Навигация по подразделам главы:
файл:/nickel/9_2.htm