Kernreacties in gloeilampen en bacteriën

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Wetenschap heeft zijn eigen verboden onderwerpen, zijn eigen taboes. Tegenwoordig durven maar weinig wetenschappers biovelden, ultralage doses, de structuur van water te bestuderen …

De gebieden zijn moeilijk, bewolkt, moeilijk om toe te geven. Als pseudo-wetenschapper loop je gemakkelijk je reputatie kwijt en hoef je niet te praten over het krijgen van een beurs. In de wetenschap is het onmogelijk en gevaarlijk om verder te gaan dan de algemeen aanvaarde concepten, om dogma's te doorbreken. Maar het zijn de inspanningen van waaghalzen die klaar zijn om anders te zijn dan alle anderen die soms nieuwe wegen in kennis banen.

We hebben meer dan eens gezien hoe, naarmate de wetenschap zich ontwikkelt, dogma's beginnen te wankelen en geleidelijk de status van onvolledige, voorlopige kennis verwerven. Dus, en meer dan eens, was het in de biologie. Dit was het geval in de natuurkunde. Hetzelfde zien we in de chemie. Voor onze ogen bezweek de waarheid uit het leerboek "de samenstelling en eigenschappen van een stof zijn niet afhankelijk van de productiemethoden" onder de aanval van nanotechnologie. Het bleek dat een stof in nanovorm zijn eigenschappen radicaal kan veranderen - goud is bijvoorbeeld niet langer een edelmetaal.

Vandaag kunnen we stellen dat er een behoorlijk aantal experimenten zijn, waarvan de resultaten niet kunnen worden verklaard vanuit het standpunt van algemeen aanvaarde opvattingen. En de taak van de wetenschap is niet om ze af te wijzen, maar om te graven en te proberen de waarheid te achterhalen. De stelling 'dit kan niet, want dat kan nooit' is natuurlijk handig, maar kan niets verklaren. Bovendien kunnen onbegrijpelijke, onverklaarde experimenten de voorbodes zijn van ontdekkingen in de wetenschap, zoals al is gebeurd. Een van zulke actuele onderwerpen in letterlijke en figuurlijke zin zijn de zogenaamde laagenergetische kernreacties, die tegenwoordig LENR worden genoemd - Low-Energy Nuclear Reaction.

We vroegen om een doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen Stepan Nikolajevitsj Andreevvan het Instituut voor Algemene Natuurkunde. AM Prokhorov RAS om ons kennis te laten maken met de essentie van het probleem en met enkele wetenschappelijke experimenten die zijn uitgevoerd in Russische en westerse laboratoria en gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. Experimenten waarvan we de resultaten nog niet kunnen verklaren.

Reactor "E-Сat" Andrea Rossi

Medio oktober 2014 was de wetenschappelijke wereldgemeenschap enthousiast over het nieuws - een rapport werd uitgebracht door Giuseppe Levi, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Bologna, en co-auteurs over de resultaten van het testen van de E-Сat-reactor, gemaakt door de Italiaanse uitvinder Andrea Rossi.

Bedenk dat A. Rossi in 2011 de installatie aan het publiek presenteerde waaraan hij jarenlang werkte in samenwerking met de natuurkundige Sergio Fokardi. De reactor, genaamd "E-Сat" (afkorting van Energy Catalizer), produceerde een abnormale hoeveelheid energie. E-Сat is de afgelopen vier jaar door verschillende groepen onderzoekers getest terwijl de wetenschappelijke gemeenschap aandrong op peer review.

De langste en meest gedetailleerde test, die alle noodzakelijke parameters van het proces registreerde, werd in maart 2014 uitgevoerd door de groep van Giuseppe Levi, waaronder onafhankelijke experts als Evelyn Foski, theoretisch fysicus van het Italiaanse Nationale Instituut voor Nucleaire Fysica in Bologna, hoogleraar natuurkunde Hanno Essen van het Royal Institute of Technology in Stockholm en trouwens de voormalige voorzitter van de Swedish Society of Skeptics, evenals de Zweedse natuurkundigen Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner van de Universiteit van Uppsala. Experts bevestigden dat het apparaat (Fig. 1), waarin één gram brandstof werd verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 1400 ° C met behulp van elektriciteit, een abnormale hoeveelheid warmte produceerde (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Rijst. een. Andrea Rossi's E-Cat-reactor aan het werk. De uitvinder onthult niet hoe de reactor werkt. Het is echter bekend dat een brandstofvulling, verwarmingselementen en een thermokoppel in de keramische buis zijn geplaatst. Het oppervlak van de buis is geribbeld voor een betere warmteafvoer.

De reactor was een keramische buis met een lengte van 20 cm en een diameter van 2 cm. Binnen in de reactor bevonden zich een brandstoflading, verwarmingselementen en een thermokoppel, waarvan het signaal naar de verwarmingsregeleenheid werd gevoerd. De reactor werd van stroom voorzien vanuit een elektrisch netwerk met een spanning van 380 volt via drie hittebestendige draden, die tijdens het bedrijf van de reactor roodgloeiend werden verhit. De brandstof bestond voornamelijk uit nikkelpoeder (90%) en lithiumaluminiumhydride LiAlH₄(10%). Bij verhitting ontleedde lithiumaluminiumhydride en kwam waterstof vrij, dat door nikkel kon worden geabsorbeerd en daarmee een exotherme reactie aanging.

In het rapport stond dat de totale warmte die door het apparaat werd gegenereerd gedurende 32 dagen continu bedrijf ongeveer 6 GJ was. Elementaire schattingen laten zien dat de energie-inhoud van een poeder meer dan duizend keer hoger is dan die van bijvoorbeeld benzine!

Als resultaat van zorgvuldige analyses van de elementaire en isotopensamenstelling hebben experts op betrouwbare wijze vastgesteld dat veranderingen in de verhoudingen van lithium- en nikkelisotopen in de verbruikte splijtstof zijn opgetreden. Als het gehalte aan lithiumisotopen in de oorspronkelijke brandstof samenviel met de natuurlijke: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, dan is het gehalte in de verbruikte splijtstof ⁶Li steeg tot 92%, en de inhoud ⁷Li daalde tot 8%. Vervormingen van de isotopensamenstelling voor nikkel waren even sterk. Bijvoorbeeld de inhoud van de isotoop nikkel ⁶²Ni in de "as" was 99%, hoewel het slechts 4% was in de oorspronkelijke brandstof. De gedetecteerde veranderingen in de isotopensamenstelling en abnormaal hoge warmteafgifte gaven aan dat er mogelijk nucleaire processen in de reactor hebben plaatsgevonden. Er werden echter geen tekenen van verhoogde radioactiviteit geregistreerd die kenmerkend zijn voor kernreacties, noch tijdens de werking van het apparaat, noch nadat het werd stopgezet.

De processen die in de reactor plaatsvinden, kunnen geen kernsplijtingsreacties zijn, aangezien de brandstof uit stabiele stoffen bestond. Kernfusiereacties zijn ook uitgesloten, omdat vanuit het oogpunt van de moderne kernfysica de temperatuur van 1400 ° C te verwaarlozen is om de krachten van de Coulomb-afstoting van kernen te overwinnen. Daarom is het gebruik van de sensationele term "koude fusie" voor dergelijke processen een misleidende vergissing.

Waarschijnlijk worden we hier geconfronteerd met manifestaties van een nieuw type reacties, waarbij collectieve laagenergetische transformaties plaatsvinden van de kernen van de elementen waaruit de brandstof bestaat. De energieën van dergelijke reacties worden geschat in de orde van 1-10 keV per nucleon, dat wil zeggen dat ze een tussenpositie innemen tussen "gewone" hoogenergetische kernreacties (energieën van meer dan 1 MeV per nucleon) en chemische reacties (energieën in de orde van 1 eV per atoom).

Tot nu toe kan niemand het beschreven fenomeen bevredigend verklaren, en de hypothesen die door veel auteurs naar voren worden gebracht, zijn niet bestand tegen kritiek. Om de fysieke mechanismen van het nieuwe fenomeen vast te stellen, is het noodzakelijk om de mogelijke manifestaties van dergelijke energiezuinige kernreacties in verschillende experimentele instellingen zorgvuldig te bestuderen en de verkregen gegevens te generaliseren. Bovendien heeft zich in de loop der jaren een aanzienlijk aantal van dergelijke onverklaarbare feiten verzameld. Hier zijn er slechts een paar.

Elektrische explosie van een wolfraamdraad - begin 20e eeuw

In 1922 publiceerden Clarence Irion en Gerald Wendt van het Chemical Laboratory van de University of Chicago een paper over de studie van de elektrische explosie van een wolfraamdraad in een vacuüm (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungsten at High Temperatures. Tijdschrift van de American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Russische vertaling: Experimentele pogingen om wolfraam te splijten bij hoge temperaturen).

Er is niets exotisch aan een elektrische explosie. Dit fenomeen werd niet meer of minder ontdekt aan het einde van de 18e eeuw, maar in het dagelijks leven zien we het constant, wanneer tijdens een kortsluiting gloeilampen doorbranden (gloeilampen natuurlijk). Wat gebeurt er bij een elektrische explosie? Als de sterkte van de stroom die door de metaaldraad vloeit groot is, begint het metaal te smelten en te verdampen. Plasma vormt zich nabij het oppervlak van de draad. De verwarming verloopt ongelijkmatig: op willekeurige plaatsen van de draad verschijnen “hot spots” waarbij meer warmte vrijkomt, de temperatuur piekwaarden bereikt en er een explosieve vernietiging van het materiaal plaatsvindt.

Het meest opvallende aan dit verhaal is dat wetenschappers oorspronkelijk verwachtten dat ze de ontbinding van wolfraam in lichtere chemische elementen experimenteel zouden detecteren. In hun opzet hebben Irion en Wendt zich gebaseerd op de volgende feiten die toen al bekend waren.

Ten eerste zijn er in het zichtbare spectrum van straling van de zon en andere sterren geen karakteristieke optische lijnen die bij zware chemische elementen horen. Ten tweede is de temperatuur van het oppervlak van de zon ongeveer 6000 ° C. Daarom redeneerden ze dat atomen van zware elementen bij dergelijke temperaturen niet kunnen bestaan. Ten derde, wanneer een condensatorbank wordt ontladen op een metalen draad, kan de temperatuur van het plasma dat wordt gevormd tijdens een elektrische explosie 20.000 ° C bereiken.

Op basis hiervan suggereerden Amerikaanse wetenschappers dat als een sterke elektrische stroom wordt geleid door een dunne draad gemaakt van een zwaar chemisch element, zoals wolfraam, en wordt verwarmd tot temperaturen vergelijkbaar met de temperatuur van de zon, de wolfraamkernen zich in een onstabiele toestand en ontleden in lichtere elementen. Ze hebben het experiment zorgvuldig voorbereid en briljant uitgevoerd met zeer eenvoudige middelen.

De elektrische explosie van een wolfraamdraad werd uitgevoerd in een glazen bolvormige kolf (Fig. 2), waarop een condensator met een capaciteit van 0,1 microfarads werd afgesloten, geladen tot een spanning van 35 kilovolt. De draad bevond zich tussen twee bevestigende wolfraamelektroden die vanaf twee tegenover elkaar liggende zijden in de kolf waren gesoldeerd. Bovendien had de kolf een extra "spectrale" elektrode, die diende om een plasmaontlading te ontsteken in het gas gevormd na de elektrische explosie.

Rijst. 2. Schema van de ontladingsexplosiekamer van Irion en Wendt (experiment van 1922)

Enkele belangrijke technische details van het experiment moeten worden opgemerkt. Tijdens de bereiding werd de kolf in een oven geplaatst, waar deze gedurende 15 uur continu op 300 ° C werd verwarmd, en gedurende deze tijd werd het gas eruit geëvacueerd. Samen met het verwarmen van de kolf werd een elektrische stroom door de wolfraamdraad geleid, waardoor deze werd verwarmd tot een temperatuur van 2000 ° C. Na het ontgassen werd een glazen buis die de kolf verbond met een kwikpomp gesmolten met een brander en afgesloten. De auteurs van het werk voerden aan dat de genomen maatregelen het mogelijk maakten om gedurende 12 uur een extreem lage druk van restgassen in de kolf te handhaven. Daarom was er bij het aanleggen van een hoogspanningsspanning van 50 kilovolt geen doorslag tussen de "spectrale" en de bevestigingselektroden.

Irion en Wendt voerden eenentwintig elektrische explosie-experimenten uit. Als resultaat van elk experiment, ongeveer 10¹⁹ deeltjes van een onbekend gas. Spectrale analyse toonde aan dat het een karakteristieke lijn van helium-4 bevatte. De auteurs suggereerden dat helium wordt gevormd als gevolg van het alfaverval van wolfraam, veroorzaakt door een elektrische explosie. Bedenk dat alfadeeltjes die verschijnen in het proces van alfaverval de kernen van een atoom zijn ⁴Hij.

De publicatie van Irion en Wendt veroorzaakte destijds veel weerklank in de wetenschappelijke gemeenschap. Rutherford zelf vestigde de aandacht op dit werk. Hij uitte zijn diepe twijfel dat de spanning die in het experiment werd gebruikt (35 kV) hoog genoeg was voor elektronen om kernreacties in het metaal te veroorzaken. Rutherford wilde de resultaten van Amerikaanse wetenschappers controleren en voerde zijn experiment uit - hij bestraalde een wolfraamdoel met een elektronenstraal met een energie van 100 keV. Rutherford vond in wolfraam geen sporen van kernreacties, waarover hij in het tijdschrift Nature nogal scherp bericht. De wetenschappelijke gemeenschap koos de kant van Rutherford, het werk van Irion en Wendt werd jarenlang erkend als onjuist en vergeten.

Elektrische explosie van een wolfraamdraad: 90 jaar later

Slechts 90 jaar later nam een Russisch onderzoeksteam onder leiding van Leonid Irbekovich Urutskoyev, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen, de herhaling van de experimenten van Irion en Wendt over. De experimenten, uitgerust met moderne experimentele en diagnostische apparatuur, werden uitgevoerd in het legendarische Sukhumi Physics and Technology Institute in Abchazië. Natuurkundigen noemden hun houding "HELIOS" ter ere van het leidende idee van Irion en Wendt (Fig. 3). Een kwarts-explosiekamer bevindt zich in het bovenste deel van de installatie en is verbonden met een vacuümsysteem - een turbomoleculaire pomp (blauw gekleurd). Vier zwarte kabels leiden naar de straalkamer vanaf de condensatorbank-ontlader met een capaciteit van 0,1 microfarad, die zich links van de installatie bevindt. Voor een elektrische explosie werd de batterij opgeladen tot 35-40 kilovolt. De diagnostische apparatuur die in de experimenten werd gebruikt (niet weergegeven in de figuur) maakte het mogelijk om de spectrale samenstelling van de plasmagloed, die werd gevormd tijdens de elektrische explosie van de draad, te bestuderen, evenals de chemische en elementaire samenstelling van de producten van zijn verval.

Rijst. 3. Zo ziet de HELIOS-installatie eruit, waarin de groep van L. I. Urutskoyev de explosie van een wolfraamdraad in vacuüm onderzocht (experiment van 2012)

De experimenten van de groep van Urutskoyev bevestigden de belangrijkste conclusie van het werk negentig jaar geleden. Als gevolg van de elektrische explosie van wolfraam werd inderdaad een overmaat aan helium-4-atomen gevormd (ongeveer 10¹⁶ deeltjes). Als de wolfraamdraad werd vervangen door een ijzeren draad, werd er geen helium gevormd. Merk op dat de onderzoekers in de experimenten op het HELIOS-apparaat duizend keer minder heliumatomen hebben geregistreerd dan in de experimenten van Irion en Wendt, hoewel de "energie-invoer" in de draad ongeveer hetzelfde was. Wat de reden voor dit verschil is, valt nog te bezien.

Tijdens de elektrische explosie werd het draadmateriaal op het binnenoppervlak van de explosiekamer gespoten. Massaspectrometrische analyse toonde aan dat de wolfraam-180-isotoop deficiënt was in deze vaste resten, hoewel de concentratie in de oorspronkelijke draad overeenkwam met de natuurlijke. Dit feit kan ook wijzen op een mogelijk alfaverval van wolfraam of een ander nucleair proces tijdens de elektrische explosie van een draad (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, enz. Studie van de spectrale samenstelling van optische straling bij de elektrische explosie van een wolfraamdraad "Brief Communications on Physics FIAN", 2012, 7, 13-18).

Alfaverval versnellen met een laser

Laagenergetische kernreacties omvatten enkele processen die spontane nucleaire transformaties van radioactieve elementen versnellen. Interessante resultaten op dit gebied werden verkregen bij het Institute of General Physics. A. M. Prokhorov RAS in het laboratorium onder leiding van Georgy Airatovich Shafeev, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen. Wetenschappers hebben een verrassend effect ontdekt: het alfaverval van uranium-238 werd versneld door laserstraling met een relatief lage piekintensiteit 10¹²–10¹³ B / cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Invloed van laserbestraling van nanodeeltjes in waterige oplossingen van uraniumzout op de activiteit van nucliden. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614-618).

Rijst. 4. Microfoto van gouden nanodeeltjes verkregen door laserbestraling van een gouden doelwit in een waterige oplossing van cesium-137-zout (experiment van 2011)

Zo zag het experiment eruit. In een cuvet met een waterige oplossing van uraniumzout UO₂kl₂ Met een concentratie van 5-35 mg/ml werd een gouden doelwit geplaatst, dat werd bestraald met laserpulsen met een golflengte van 532 nanometer, duur van 150 picoseconden en een herhalingssnelheid van 1 kilohertz gedurende één uur. Onder dergelijke omstandigheden smelt het doeloppervlak gedeeltelijk en de vloeistof die ermee in contact komt, kookt onmiddellijk. De dampdruk spuit nano-sized gouden druppeltjes van het doeloppervlak in de omringende vloeistof, waar ze afkoelen en veranderen in vaste nanodeeltjes met een karakteristieke grootte van 10 nanometer. Dit proces wordt laserablatie in vloeistof genoemd en wordt veel gebruikt wanneer het nodig is om colloïdale oplossingen van nanodeeltjes van verschillende metalen te bereiden.

In de experimenten van Shafeev, 10¹⁵ gouden nanodeeltjes in 1 cm³ oplossing. De optische eigenschappen van dergelijke nanodeeltjes verschillen radicaal van de eigenschappen van een massieve gouden plaat: ze reflecteren het licht niet, maar absorberen het, en het elektromagnetische veld van een lichtgolf in de buurt van nanodeeltjes kan worden versterkt met een factor 100-10.000 en bereik intra-atomaire waarden!

De kernen van uranium en zijn vervalproducten (thorium, protactinium), die zich toevallig in de buurt van deze nanodeeltjes bevonden, werden blootgesteld aan meervoudig versterkte elektromagnetische laservelden. Als gevolg hiervan is hun radioactiviteit aanzienlijk veranderd. Met name de gamma-activiteit van thorium-234 is verdubbeld. (De gamma-activiteit van de monsters voor en na laserbestraling werd gemeten met een halfgeleider gammaspectrometer.) Aangezien thorium-234 ontstaat uit het alfaverval van uranium-238, duidt een toename van zijn gamma-activiteit op een versneld alfaverval van deze uraniumisotoop. Merk op dat de gamma-activiteit van uranium-235 niet toenam.

Wetenschappers van GPI RAS hebben ontdekt dat laserstraling niet alleen het alfaverval kan versnellen, maar ook het bètaverval van een radioactieve isotoop ¹³⁷Cs is een van de belangrijkste componenten van radioactieve emissies en afval. In hun experimenten gebruikten ze een groene koperdamplaser die werkte in een herhaaldelijk gepulseerde modus met een pulsduur van 15 nanoseconden, een pulsherhalingssnelheid van 15 kilohertz en een piekintensiteit van 10⁹ B / cm²… Laserstraling werkte op een gouden doel geplaatst in een cuvet met een waterige zoutoplossing ¹³⁷Cs, waarvan de inhoud in een oplossing met een volume van 2 ml ongeveer 20 picogram was.

Na twee uur bestraling van het doelwit registreerden de onderzoekers dat een colloïdale oplossing met 30 nm gouden nanodeeltjes gevormd in de cuvet (Fig. 4), en de gamma-activiteit van cesium-137 (en dus de concentratie ervan in de oplossing) daalde met 75%. De halfwaardetijd van cesium-137 is ongeveer 30 jaar. Dit betekent dat een dergelijke afname van de activiteit, die werd verkregen in een experiment van twee uur, onder natuurlijke omstandigheden over ongeveer 60 jaar zou moeten plaatsvinden. Als we 60 jaar delen door twee uur, zien we dat de vervalsnelheid ongeveer 260.000 keer toenam tijdens de laserbelichting. Een dergelijke gigantische toename van de bètavervalsnelheid had een cuvet met een cesiumoplossing moeten veranderen in een krachtige bron van gammastraling die gepaard gaat met het gebruikelijke bètaverval van cesium-137. In werkelijkheid gebeurt dit echter niet. Stralingsmetingen toonden aan dat de gamma-activiteit van de zoutoplossing niet toeneemt (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-geïnduceerd cesium-137-verval. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791–792).

Dit feit suggereert dat onder laserwerking het verval van cesium-137 niet verloopt volgens het meest waarschijnlijke (94,6%) scenario onder normale omstandigheden met de emissie van een gammaquantum met een energie van 662 keV, maar op een andere manier - niet-stralingsvrij. Dit is vermoedelijk direct bètaverval met de vorming van een kern van een stabiele isotoop ¹³⁷Ba, wat onder normale omstandigheden slechts in 5,4% van de gevallen wordt gerealiseerd.

Waarom een dergelijke herverdeling van kansen optreedt in de reactie van bètaverval van cesium is nog steeds onduidelijk. Er zijn echter andere onafhankelijke onderzoeken die bevestigen dat versnelde deactivering van cesium-137 zelfs in levende systemen mogelijk is.

Over het onderwerp: Kernreactor in een levende cel

Laagenergetische kernreacties in levende systemen

Al meer dan twintig jaar is doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen Alla Aleksandrovna Kornilova bezig met het zoeken naar laagenergetische kernreacties in biologische objecten aan de Faculteit der Natuurkunde van de Staatsuniversiteit van Moskou. MV Lomonosov. De objecten van de eerste experimenten waren kweken van bacteriën Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Ze werden in een voedingsbodem geplaatst die arm was aan ijzer maar die het mangaanzout MnSO. bevatte₄en zwaar water D₂O. Experimenten hebben aangetoond dat dit systeem een deficiënte isotoop van ijzer produceerde - ⁵⁷Fe (Vysotskii VI, Kornilova A. A., Samoylenko II, Experimentele ontdekking van het fenomeen van laagenergetische nucleaire transmutatie van isotopen (Mn⁵⁵naar Fe⁵⁷) in groeiende biologische culturen, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japan, 2, 687-693).

Volgens de auteurs van de studie is de isotoop ⁵⁷Fe verscheen in groeiende bacteriële cellen als gevolg van de reactie ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d is de kern van een deuteriumatoom, bestaande uit een proton en een neutron). Een duidelijk argument voor de voorgestelde hypothese is het feit dat als zwaar water wordt vervangen door licht water of mangaanzout wordt uitgesloten van de samenstelling van het voedingsmedium, de isotoop ⁵⁷Fe-bacteriën stapelden zich niet op.

Nadat ze ervoor had gezorgd dat nucleaire transformaties van stabiele chemische elementen mogelijk zijn in microbiologische culturen, paste AA Kornilova haar methode toe op de deactivering van langlevende radioactieve isotopen (Vysotskii VI, Kornilova AA, Transmutatie van stabiele isotopen en deactivering van radioactief afval in groeiende biologische systemen Annalen van kernenergie, 2013, 62, 626-633). Deze keer werkte Kornilova niet met monoculturen van bacteriën, maar met de superassociatie van verschillende soorten micro-organismen om hun overleving in agressieve omgevingen te vergroten. Elke groep van deze gemeenschap is maximaal aangepast aan het gezamenlijke leven, collectieve wederzijdse bijstand en wederzijdse bescherming. Als gevolg hiervan past superassociatie zich goed aan verschillende omgevingscondities aan, waaronder verhoogde straling. De typische maximale dosis die gewone microbiologische culturen weerstaan, komt overeen met 30 kilorad, en superassociaties zijn bestand tegen meerdere orden van grootte, en hun metabolische activiteit is bijna niet verzwakt.

Gelijke hoeveelheden van de geconcentreerde biomassa van de bovengenoemde micro-organismen en 10 ml van een oplossing van cesium-137-zout in gedestilleerd water werden in glazen cuvetten gebracht. De aanvankelijke gamma-activiteit van de oplossing was 20.000 becquerel. In sommige cuvetten werden bovendien zouten van de vitale sporenelementen Ca, K en Na toegevoegd. De gesloten cuvetten werden op 20 ° C gehouden en hun gamma-activiteit werd om de zeven dagen gemeten met behulp van een zeer nauwkeurige detector.

Gedurende honderd dagen van het experiment in een controlecel die geen micro-organismen bevatte, nam de activiteit van cesium-137 af met 0,6%. In een cuvet dat bovendien kaliumzout bevat - met 1%. De activiteit daalde het snelst in de cuvet die bovendien het calciumzout bevatte. Hier is de gamma-activiteit met 24% afgenomen, wat overeenkomt met een 12-voudige vermindering van de halfwaardetijd van cesium!

De auteurs veronderstelden dat als gevolg van de vitale activiteit van micro-organismen ¹³⁷Cs wordt geconverteerd naar ¹³⁸Ba is een biochemisch analoog van kalium. Zit er weinig kalium in de voedingsbodem, dan vindt de omzetting van cesium in barium versneld plaats; is er veel, dan wordt het omzettingsproces geblokkeerd. De rol van calcium is eenvoudig. Vanwege zijn aanwezigheid in het voedingsmedium groeit de populatie micro-organismen snel en verbruikt daarom meer kalium of zijn biochemische analoog - barium, dat wil zeggen, het duwt de transformatie van cesium in barium.

Hoe zit het met de reproduceerbaarheid?

De kwestie van de reproduceerbaarheid van de hierboven beschreven experimenten behoeft enige verduidelijking. De E-Cat Reactor, boeiend door zijn eenvoud, wordt gerepliceerd door honderden, zo niet duizenden enthousiaste uitvinders over de hele wereld. Er zijn zelfs speciale forums op internet waar 'replicators' ervaringen uitwisselen en hun prestaties demonstreren. De Russische uitvinder Alexander Georgievich Parkhomov heeft enige vooruitgang in deze richting geboekt. Hij slaagde erin een warmtegenerator te bouwen die werkt op een mengsel van nikkelpoeder en lithiumaluminiumhydride, dat een overmatige hoeveelheid energie levert (AG Parkhomov, Testresultaten van een nieuwe versie van de analoog van de hogetemperatuurwarmtegenerator Rossi. "Journaal van opkomende richtingen van de wetenschap", 2015, 8, 34-39) … In tegenstelling tot de experimenten van Rossi werden er echter geen verstoringen van de isotopensamenstelling gevonden in de verbruikte splijtstof.

Experimenten met de elektrische explosie van wolfraamdraden, evenals met de laserversnelling van het verval van radioactieve elementen, zijn technisch veel gecompliceerder en kunnen alleen worden gereproduceerd in serieuze wetenschappelijke laboratoria. In dit opzicht wordt de kwestie van de reproduceerbaarheid van een experiment vervangen door de kwestie van de herhaalbaarheid ervan. Voor experimenten met laagenergetische kernreacties is een typische situatie wanneer, onder identieke experimentele omstandigheden, het effect al dan niet aanwezig is. Het is een feit dat het niet mogelijk is om alle parameters van het proces te beheersen, inclusief, blijkbaar, de belangrijkste, die nog niet is geïdentificeerd. Het zoeken naar de benodigde modi is bijna blind en duurt vele maanden en zelfs jaren. Experimenteerders hebben het schematische diagram van de opstelling meer dan eens moeten wijzigen tijdens het zoeken naar een controleparameter - de "knop" die moet worden "gedraaid" om een bevredigende herhaalbaarheid te bereiken. Op dit moment is de herhaalbaarheid in de hierboven beschreven experimenten ongeveer 30%, dat wil zeggen dat bij elk derde experiment een positief resultaat wordt verkregen. Het is veel of weinig, dat moet de lezer beoordelen. Eén ding is duidelijk: zonder een adequaat theoretisch model van de bestudeerde verschijnselen te creëren, is het onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om deze parameter radicaal te verbeteren.

Poging tot interpretatie

Ondanks overtuigende experimentele resultaten die de mogelijkheid van nucleaire transformaties van stabiele chemische elementen bevestigen, evenals het versnellen van het verval van radioactieve stoffen, zijn de fysieke mechanismen van deze processen nog steeds onbekend.

Het belangrijkste mysterie van laagenergetische kernreacties is hoe positief geladen kernen afstotende krachten overwinnen wanneer ze elkaar naderen, de zogenaamde Coulomb-barrière. Dit vereist meestal temperaturen in de miljoenen graden Celsius. Het is duidelijk dat dergelijke temperaturen in de beschouwde experimenten niet worden bereikt. Desalniettemin is er een kans van niet-nul dat een deeltje dat niet voldoende kinetische energie heeft om de afstotende krachten te overwinnen, toch in de buurt van de kern terechtkomt en daarmee een kernreactie aangaat.

Dit effect, het tunneleffect genoemd, is van zuiver kwantumkarakter en hangt nauw samen met het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Volgens dit principe kan een kwantumdeeltje (bijvoorbeeld de kern van een atoom) niet tegelijkertijd exact gespecificeerde waarden van coördinaat en momentum hebben. Het product van onzekerheden (onvermijdelijke willekeurige afwijkingen van de exacte waarde) van de coördinaat en het momentum wordt van onderaf begrensd door een waarde die evenredig is met de constante h van Planck. Hetzelfde product bepaalt de kans om door een potentiële barrière te tunnelen: hoe groter het product van de onzekerheden van de coördinaat en het momentum van het deeltje, hoe groter deze kans.

In de werken van doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen, professor Vladimir Ivanovich Manko en co-auteurs, wordt aangetoond dat in bepaalde toestanden van een kwantumdeeltje (de zogenaamde coherente gecorreleerde toestanden), het product van onzekerheden de Planck-constante kan overschrijden met verschillende ordes van grootte. Bijgevolg zal voor kwantumdeeltjes in dergelijke toestanden de kans op het overwinnen van de Coulomb-barrière toenemen (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invarianten en evolutie van niet-stationaire kwantumsystemen. "Procedures van FIAN". Moskou: Nauka, 1987, v. 183, p. 286).

Als meerdere kernen van verschillende chemische elementen zich tegelijkertijd in een coherente gecorreleerde toestand bevinden, kan in dit geval een bepaald collectief proces plaatsvinden, dat leidt tot een herverdeling van protonen en neutronen daartussen. De waarschijnlijkheid van een dergelijk proces zal groter zijn, hoe kleiner het verschil tussen de energieën van de begin- en eindtoestand van een ensemble van kernen. Het is blijkbaar deze omstandigheid die de tussenpositie van laagenergetische kernreacties tussen chemische en "gewone" kernreacties bepaalt.

Hoe worden coherente gecorreleerde toestanden gevormd? Wat zorgt ervoor dat kernen zich verenigen in ensembles en nucleonen uitwisselen? Welke cores kunnen wel en welke niet deelnemen aan dit proces? Op deze en vele andere vragen is nog geen antwoord. Theoretici zetten slechts de eerste stappen om dit zeer interessante probleem op te lossen.

Daarom zou in dit stadium de hoofdrol bij de studie van laagenergetische kernreacties moeten worden weggelegd voor onderzoekers en uitvinders. Er is behoefte aan systemische experimentele en theoretische studies van dit verbazingwekkende fenomeen, een uitgebreide analyse van de verkregen gegevens en een brede discussie door experts.

Het begrijpen en beheersen van de mechanismen van energiezuinige kernreacties zal ons helpen bij het oplossen van een verscheidenheid aan toegepaste problemen - het creëren van goedkope autonome energiecentrales, zeer efficiënte technologieën voor de decontaminatie van nucleair afval en de transformatie van chemische elementen.