Niligundua kuwa habari muhimu na za kupendeza hazijaangaziwa vizuri kwenye vyombo vya habari. Kwa sababu fulani, waandishi wa habari hutafuna ndege ya Alpha Centauri, utaftaji wa wageni na upuuzi mwingine kwa raha zaidi kuliko ugunduzi wa kweli ambao utabadilisha maisha yetu hivi karibuni kwa maana halisi ya neno. Labda hawaelewi inamaanisha nini kwa ubinadamu wote na wanaona sio muhimu sana, lakini, kama kawaida, nitaielezea maarufu ikiwa kuna mtu aliisoma na hakuelewa.
Tunazungumza juu ya nakala ambayo ilivutia macho yangu kwa bahati mbaya: "Urusi ndiye kiongozi wa mapinduzi ya kisayansi." Kwa nini kwa kunong'ona? Kuna maelezo mengi, maneno ya kisayansi na hitimisho ambazo sio kubwa, basi hebu tujaribu kuelewa angalau jambo kuu.
Nitatoa nukuu kuu, niamini, hii ni muhimu sana, halafu maoni:
"Mnamo Juni 6, 2016, mkutano wa semina ya kudumu ya kisayansi ulifanyika katika Taasisi ya Fizikia Mkuu ya Chuo cha Sayansi cha Urusi kilichopewa jina la A.M. Prokhorova.
Katika semina hiyo, mkurugenzi wa idara ya kisayansi na kiteknolojia ya usimamizi wa mafuta ya nyuklia yaliyotumiwa na taka za mionzi ya Taasisi ya Utafiti wa Teknolojia ya Juu ya Nyenzo isokaboni iliyopewa jina la Mwanachuoni A.A. Bochvara, Vladimir Kashcheev alizungumza hadharani kwa mara ya kwanza juu ya matokeo ya mafanikio ya uchunguzi wa serikali wa teknolojia mpya ya kipekee ya kuondoa uchafuzi wa taka za nyuklia za kioevu, iliyokamilishwa mnamo Aprili. Kiini cha teknolojia: tamaduni za vijidudu zilizoandaliwa maalum huongezwa kwenye chombo na suluhisho la maji ya isotopu ya mionzi ya cesium-137 ("muigizaji" mkuu huko Chernobyl na Fukushima, ambaye nusu ya maisha yake ni miaka 30.17), na kusababisha cesium. mkusanyiko baada ya siku 14 tu (!) Inapungua kwa zaidi ya 50%, lakini wakati huo huo mkusanyiko wa bariamu isiyo ya mionzi katika suluhisho huongezeka. Hiyo ni, vijidudu vinaweza kunyonya cesium ya mionzi na kwa njia fulani kuibadilisha kuwa bariamu isiyo na mionzi.
"Wale ambao hapo awali hawakujua kazi za A.A. Kornilova, alishangaa kujua kwamba:
ugunduzi (na hii ni, bila shaka, ugunduzi) wa uhamisho wa vipengele vya kemikali katika tamaduni za asili za kibiolojia ulifanywa nyuma mwaka wa 1993, patent ya kwanza ya uzalishaji wa isotopu ya Mösbauer iron-57 ilipokelewa mwaka wa 1995;
matokeo yamechapishwa mara kwa mara katika majarida ya kisayansi yenye mamlaka ya kimataifa na ya ndani;
kabla ya teknolojia kuwasilishwa kwa uchunguzi wa serikali, mapitio ya kujitegemea 500 ya teknolojia yalifanyika katika vituo mbalimbali vya kisayansi;
teknolojia ilijaribiwa huko Chernobyl kwenye isotopu tofauti, ambayo ni, inaweza kubadilishwa kwa muundo wowote wa isotopu ya taka maalum ya nyuklia ya kioevu;
uchunguzi wa serikali haukushughulika na mbinu za kisasa za maabara, lakini kwa teknolojia ya viwanda iliyopangwa tayari, ambayo haina analogues kwenye soko la dunia;
Isitoshe, mwanafizikia wa nadharia wa Kiukreni Vladimir Vysotsky na mwenzake wa Urusi Vladimir Manko waliunda nadharia yenye kusadikisha kueleza matukio yaliyoonwa ndani ya mfumo wa fizikia ya nyuklia.
"Majaribio hayo yanatokana na A.A. Kornilova inategemea wazo lililoonyeshwa na mwanasayansi wa Kifaransa Louis Kervran katika miaka ya 60 ya karne iliyopita. Iko katika ukweli kwamba mifumo ya kibiolojia ina uwezo wa kuunganisha microelements au analogi zao za biochemical kutoka kwa vipengele vilivyopo ambavyo ni muhimu kwa maisha yao. Microelements hizi ni pamoja na potasiamu, kalsiamu, sodiamu, magnesiamu, fosforasi, chuma, nk.
Vitu vya majaribio ya kwanza yaliyofanywa na A.A. Kornilova, kulikuwa na tamaduni za bakteria Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Waliwekwa kwenye chombo cha madini kilicho na chuma, lakini kilicho na chumvi ya manganese na maji mazito (D2O). Majaribio yalionyesha kuwa mfumo huu ulizalisha isotopu ya nadra ya Mössbauer iron-57. Kulingana na waandishi wa utafiti huo, chuma-57 ilionekana katika seli zinazokua za bakteria kama matokeo ya mmenyuko 55Mn + d = 57Fe (d ni kiini cha atomi ya deuterium, inayojumuisha protoni na neutroni). Hoja ya uhakika inayounga mkono nadharia iliyopendekezwa ni ukweli kwamba wakati maji mazito kwenye chombo cha madini yalibadilishwa na maji mepesi (H2O) au chumvi ya manganese ilitengwa na muundo wake, isotopu ya iron-57 haikutolewa. Zaidi ya majaribio 500 yalifanywa ambapo mwonekano wa isotopu ya iron-57 ulianzishwa kwa uhakika.
"Katika vyombo vya habari vya virutubisho vilivyotumika katika majaribio ya A.A. Kornilova kwa ajili ya mabadiliko ya kibiolojia ya cesium katika bariamu, hapakuwa na ioni za potasiamu, microelement muhimu kwa maisha ya microorganisms. Bariamu ni analog ya biochemical ya potasiamu, radii ya ionic ambayo ni karibu sana. Wajaribio walitumaini kwamba muungano wa sitrofiki, ulioletwa kwenye ukingo wa kunusurika, ungeunganisha viini vya bariamu kutoka kwa viini vya cesium, na kuziongezea protoni zilizopo kwenye kiungo cha virutubishi kioevu. Inachukuliwa kuwa utaratibu wa mabadiliko ya nyuklia katika mifumo ya kibiolojia ni sawa na mchakato unaotokea katika nanobubbles. Kwa protoni, mashimo ya nanoscale katika seli zinazokua za kibaolojia ni visima vinavyowezekana vilivyo na kuta zinazobadilika kwa nguvu ambazo huunda hali zinazohusiana za chembe za quantum. Kuwa katika majimbo haya, protoni zinaweza kuingia kwenye mmenyuko wa nyuklia na viini vya cesium, kama matokeo ya ambayo nuclei ya bariamu inaonekana, inahitajika kwa utekelezaji wa michakato ya biochemical katika microorganisms.
Majaribio ya A.A. Kornilova juu ya ubadilishaji wa cesium kuwa bariamu alipitisha uchunguzi wa serikali katika Taasisi ya Utafiti ya All-Russian ya Nyenzo za isokaboni iliyopewa jina lake. A.A. Bochvar katika maabara ya mgombea wa sayansi ya kimwili na hisabati V.A. Kashcheeva.
Wanasayansi wa VNIINM walifanya majaribio mawili ya udhibiti, tofauti katika muundo wao. Katika jaribio la kwanza, kati ya virutubisho ilikuwa na chumvi ya isotopu cesium-133 isiyo na mionzi. Wingi wake ulikuwa wa kutosha kwa kipimo cha kuaminika cha maudhui ya cesium ya awali na bariamu iliyounganishwa kwa kutumia mbinu za spectrometry ya molekuli. Vyama vya syntrophic viliongezwa kwa kati ya virutubishi, ambavyo viliwekwa kwenye joto la kawaida la 35ºC kwa masaa 200. Glucose iliongezwa mara kwa mara kwenye kati ya virutubisho na sampuli zilichukuliwa kwa uchambuzi kwenye spectrometer ya molekuli.
Wakati wa majaribio, kupungua kwa non-monotonic katika mkusanyiko wa cesium na wakati huo huo kuonekana kwa bariamu kumeandikwa katika suluhisho la virutubisho.
Matokeo ya jaribio yalionyesha wazi kutokea kwa mmenyuko wa nyuklia kubadilisha cesium kuwa bariamu, kwani kabla ya jaribio, uwepo wa bariamu haukugunduliwa ama katika suluhisho la virutubishi, au katika ushirika wa syntrophic, au kwenye vyombo vilivyotumiwa.
Katika usanidi wa pili wa majaribio, chumvi ya cesium-137 yenye mionzi yenye shughuli maalum ya Becquerels 10,000 kwa lita ilitumiwa. Ushirika wa syntrophic ulikua kawaida katika kiwango hiki cha mionzi katika suluhisho. Wakati huo huo, kipimo cha kuaminika cha mkusanyiko wa nuclei ya cesium ya mionzi katika suluhisho la virutubisho ilihakikishwa kwa kutumia mbinu za spectrometry ya gamma. Muda wa jaribio ulikuwa siku 30. Wakati huu, yaliyomo kwenye viini vya cesium vyenye mionzi kwenye suluhisho yalipungua kwa 23%.
Sasa hebu tufikirie nini hii yote inaweza kumaanisha:
1. ugunduzi huu tayari una zaidi ya miaka 20, na mahitaji yake yalifanywa zaidi ya miaka 50 iliyopita, lakini iliwekwa kimya, na mwandishi, uwezekano mkubwa, pia alidhihakiwa na wenzake, ingawa inastahili Nobel kadhaa. tuzo mara moja;
2. Utaalamu na majaribio ya kujitegemea zaidi ya 500 yamethibitisha kuwepo kwa matokeo ambayo yanaweza tu kuelezewa na mwanasayansi mbadala, wakati sayansi rasmi inapunguza.
Hapa nilipenda hitimisho: "hii inamaanisha ... matokeo ya majaribio na ukosefu wa maelezo ya kinadharia kwa matukio yaliyozingatiwa. Ni sawa sasa.” Lakini hapo awali, kuna kitu kilinizuia kufungua macho yangu na kuamini. Hakuna mtu aliyemchukulia kwa uzito Andrea Rossi na mwigizaji wake hata kidogo.
3. Cesium kwa bariamu, manganese kwa chuma na microorganisms kawaida, bila reactors nyuklia, accelerators, plasma high-joto, nk. Na huu ni mwanzo tu.
Wakati mmoja, nilielezea kwa uangalifu wazo langu kwamba uchunguzi na majaribio mengi yanaonyesha kuwa mimea, ambayo ni mizizi yao, katika chemchemi inapaswa kutoa idadi kubwa ya vitu tofauti kwa ukuaji wao, bila kuwa na vyanzo vya nishati na akiba ya vitu vinavyoweza kuelezewa. , kwa mfano, sukari katika juisi ya birch bila joto na photosynthesis). Wakati huo, nilikuwa na maelezo moja tu ya kile kinachotokea: katika chemchemi, athari za nyuklia huanza kutokea kwenye mizizi ya mimea. Uenezi ulioenea wa hitimisho hili ulikumba hospitali ya magonjwa ya akili, lakini sasa inaweza kuwa kweli.
4. Utafiti umeonyesha kwamba wakati wa athari hizo protoni nyingine huongezwa kwenye kiini cha kipengele. Protoni ni nini? Hii ni kiini cha hidrojeni. Hidrojeni ya kawaida kutoka kwa maji. Wale. mmenyuko kama huo unaweza kutokea popote kuna hidrojeni, maji au dutu zenye hidrojeni.
Hapa, sayansi rasmi inapata tena reki, kwa sababu majaribio na mimea nyuma katikati ya karne iliyopita ilionyesha kuwa wakati wa photosynthesis, sio dioksidi kaboni ambayo hutengana kuwa kaboni na oksijeni, lakini maji ndani ya hidrojeni na oksijeni, na mimea hutumia. hidrojeni kwa mahitaji yao, lakini oksijeni ya ziada hutolewa. Walakini, mwitikio huu haukuelezeka hadi sasa na matokeo hayakukubaliwa.
5. Kulikuwa na majaribio ya zamani zaidi, ambayo tayari niliandika, lakini sasa siwezi kupata machapisho. Huko nilielezea wazo kwamba athari za nyuklia za chini za nishati zinaweza kutokea katika plasma ya arc ya umeme wakati wa kulehemu kwa kawaida. Nilisikia juu yao shuleni wakiwa wazee na hawajathibitishwa, na mmoja wao alijirudia mwenyewe, ingawa hakuna mtu aliyeniamini wakati huo.
Yote ilianza na hadithi kwamba mtu mahali fulani alifanya electrode nyembamba kwa kulehemu ya arc umeme kutoka kwa risasi, akawasha arc, akaichoma kabisa, na dhahabu iligunduliwa katika slag iliyosababishwa. Sijaangalia hii hadi sasa, lakini nimeangalia kwamba ikiwa unayeyuka kipande cha waya nyembamba ya shaba iliyofunikwa kwenye karatasi kwa kuiingiza kwenye tundu, chuma kitapatikana kwenye mabaki. Hakika kulikuwa na athari za chuma. Kitu kama hicho kimeandikwa hapa: "Athari za nyuklia zenye nguvu kidogo ni ukweli usioelezeka"
6. Kwa kawaida, yote haya huathiri cosmolojia na nadharia zake za malezi ya vipengele katika ulimwengu, pamoja na mageuzi ya nyota na uamuzi wa umri wao. Baada ya yote, bado inaaminika kuwa nyota haziwezi kutoa vitu vizito wakati wa maisha yao, na zinaonekana tu baada ya milipuko ya supernova, kwamba metali ya nyota inaweza kuongezeka tu na mabadiliko ya vizazi, na sio wakati wa maisha yake na umri unaoongezeka, na. hii tayari kuvuta inahusisha marekebisho ya hitimisho nyingi, nadharia na hesabu.
Ni nini kinachoweza kutungojea katika siku za usoni?
1. bila shaka, maendeleo ya fusion baridi ya thermonuclear na reactors kulingana na hilo, kivitendo kwa matumizi ya kila siku kwa nyumba / dacha / gari;
2. kushuka kwa thamani ya dhahabu, platinamu na mambo mengine ya gharama kubwa na adimu, kwa sababu itawezekana kuzipata kwa bei nafuu kutoka kwa vitu vya kawaida (jiwe la mwanafalsafa wa hadithi liko njiani);
3. marekebisho ya mengi ya upuuzi cosmological, angalau kuhusiana na umri, muundo, mageuzi na asili ya ulimwengu na nyota.
Na habari kama hizi mara nyingi hutupitia ...
Jaribio lisilo la kawaida la umma lilifanyika katika Chuo Kikuu cha Osaka. Mbele ya wageni 60, wakiwemo waandishi wa habari kutoka magazeti sita ya Kijapani na chaneli mbili za televisheni zinazoongoza, kikundi cha wanafizikia wa Kijapani wakiongozwa na Profesa Yoshiaki Arata walionyesha mwitikio wa muunganisho baridi wa nyuklia.
Jaribio hilo halikuwa rahisi na lilifanana kidogo na kazi ya kupendeza ya wanafizikia Martin Fleischmann na Stanley Pons mnamo 1989, kwa sababu hiyo, kwa kutumia umeme wa kawaida wa umeme, waliweza, kulingana na taarifa yao, kuchanganya atomi za hidrojeni na deuterium. (isotopu ya hidrojeni yenye nambari ya atomiki 2) ndani ya atomi moja ya tritium. Ikiwa walisema ukweli wakati huo au walikosea sasa haiwezekani kujua, lakini majaribio mengi ya kupata muunganisho baridi wa nyuklia kwa njia ile ile katika maabara zingine hayakufaulu, na jaribio lilikataliwa.
Ndivyo ilianza maisha ya kushangaza, na kwa njia fulani maisha ya kutisha ya kinu baridi cha nyuklia. Tangu mwanzo kabisa, moja ya shutuma nzito zaidi katika sayansi ilining'inia juu yake kama upanga wa Damocles - kutoweza kurudiwa kwa majaribio. Mwelekeo huu uliitwa sayansi ya kando, hata "pathological," lakini, licha ya kila kitu, haikufa. Wakati huu wote, kwa hatari ya kazi yao ya kisayansi, sio tu "pembezoni" - wavumbuzi wa mashine za mwendo wa kudumu na wajinga wengine wenye shauku, lakini pia wanasayansi wakubwa - walikuwa wakijaribu kupata fusion baridi ya nyuklia. Lakini - pekee! Kitu kilienda vibaya huko, sensorer zilirekodi athari, lakini huwezi kuiwasilisha kwa mtu yeyote, kwa sababu katika jaribio linalofuata hakuna athari. Na hata ikiwa iko, basi haijatolewa tena katika maabara nyingine, iliyorudiwa haswa.
Coldfusionists wenyewe walielezea mashaka ya jumuiya ya kisayansi (iliyotokana na fusion baridi - baridi fusion), hasa, kwa kutokuelewana. Mmoja wao alimwambia mwandishi wa NG hivi: “Kila mwanasayansi ana ustadi mzuri tu katika nyanja yake finyu. Anafuata machapisho yote juu ya mada hiyo, anajua thamani ya kila mwenzako kwenye uwanja, na ikiwa anataka kuamua mtazamo wake kwa kile kilicho nje ya uwanja huu, basi huenda kwa mtaalam anayetambuliwa na, bila kutafakari kwa undani sana, anakubali maoni yake. kama ukweli katika mamlaka za hivi punde. Baada ya yote, hana wakati wa kuelewa maelezo, ana kazi yake mwenyewe. Lakini wataalam wanaotambuliwa leo wana mtazamo mbaya kuelekea mafuta baridi ya nyuklia.
Ikiwa hii ilikuwa kweli au la, ukweli ulibaki kwamba mchanganyiko wa nyuklia baridi ulionyesha ujinga wa kushangaza na kwa ukaidi uliendelea kuwatesa watafiti wake na upekee wa majaribio. Wengi walichoka na kuondoka, ni wachache tu walikuja kuchukua mahali pao - hakuna pesa, hakuna umaarufu, na kwa kurudi - matarajio ya kuwa mtu aliyetengwa, kupokea unyanyapaa wa "mwanasayansi wa pembezoni."
Kisha, miaka kadhaa baadaye, walionekana kuelewa kinachoendelea - kutokuwa na utulivu wa mali ya sampuli ya palladium iliyotumiwa katika majaribio. Sampuli zingine zilitoa athari, zingine zilikataa kabisa, na zile zilizofanya zinaweza kubadilisha mawazo yao wakati wowote.
Inaonekana kwamba sasa, baada ya jaribio la umma la Mei katika Chuo Kikuu cha Osaka, kipindi cha kutorudiarudia kinamalizika. Wajapani wanadai kwamba waliweza kukabiliana na janga hili.
"Waliunda miundo maalum, nanoparticles," Andrei Lipson, mtafiti anayeongoza katika Taasisi ya Kemia na Electrochemistry ya Chuo cha Sayansi cha Urusi, alielezea mwandishi wa NG, "makundi yaliyotayarishwa mahsusi yenye atomi mia kadhaa ya palladium. Sifa kuu ya nanoclusters hizi ni kwamba zina voids ndani ambayo atomi za deuterium zinaweza kusukuma kwa mkusanyiko wa juu sana. Na wakati mkusanyiko huu unazidi kikomo fulani, deuterons hukaribia sana kwamba zinaweza kuunganisha, na mmenyuko wa thermonuclear huanza. Fizikia huko ni tofauti kabisa na, tuseme, katika TOKAKs. Mmenyuko wa nyuklia hutokea huko kupitia chaneli kadhaa mara moja, moja kuu ikiwa ni kuunganishwa kwa deuteroni mbili ndani ya atomi ya lithiamu-4 na kutolewa kwa joto.
Wakati Yoshiaka Arata alipoanza kuongeza gesi ya deuterium kwenye mchanganyiko wenye nanoparticles zilizotajwa, joto lake lilipanda hadi nyuzi 70 Celsius. Baada ya gesi kuzimwa, joto katika seli lilibaki juu kwa zaidi ya saa 50, na nishati iliyotolewa ilizidi nishati iliyotumiwa. Kulingana na Arata, hii inaweza tu kuelezewa na fusion ya nyuklia.
Bila shaka, jaribio la Arata liko mbali na kumaliza awamu ya kwanza ya maisha ya nyenzo baridi ya nyuklia-kutoweza kurudiwa. Ili matokeo yake yaweze kutambuliwa na jumuiya ya wanasayansi, ni muhimu kurudiwa kwa mafanikio sawa katika maabara kadhaa mara moja. Na kwa kuwa mada hiyo ni maalum sana, na wazo la upendeleo, inaonekana kwamba hii haitoshi. Inawezekana kwamba hata baada ya hii, kinu cha nyuklia baridi (ikiwa kipo) italazimika kungojea kwa muda mrefu kutambuliwa kamili, kama ilivyo, kwa mfano, na hadithi karibu na kinachojulikana kama fusion ya thermonuclear ya Bubble iliyopatikana na. Ruzi Taleyarkhan kutoka Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge.
NG-Sayansi tayari imezungumza juu ya kashfa hii. Taleyarkhan alidai kwamba alipata thermonuclear kwa kupitisha mawimbi ya sauti kupitia chombo kilicho na asetoni nzito. Wakati huo huo, Bubbles sumu na kulipuka katika kioevu, ikitoa nishati ya kutosha kutekeleza fusion thermonuclear. Mara ya kwanza, majaribio hayakuweza kurudiwa kwa kujitegemea; Alijibu kwa kuwashambulia wapinzani wake, akiwatuhumu kuwa na vyombo vibovu. Lakini hatimaye, Februari iliyopita, jaribio lililofanywa kwa kujitegemea katika Chuo Kikuu cha Purdue lilithibitisha matokeo ya Taleyarkhan na kurejesha sifa ya mwanafizikia. Tangu wakati huo kumekuwa na ukimya kamili. Hakuna maungamo, hakuna mashtaka.
Athari ya Taleyarkhan inaweza kuitwa tu athari ya baridi ya thermonuclear na kunyoosha kubwa sana. "Kwa kweli, hii ni mchanganyiko wa joto la nyuklia," anasisitiza Andrei Lipson. "Kuna nguvu za maelfu ya volti za elektroni zinazofanya kazi huko, na katika majaribio ya muunganisho baridi wa nyuklia nguvu hizi zinakadiriwa kuwa sehemu za volt ya elektroni." Lakini, inaonekana, tofauti hii ya nishati haitakuwa na athari kubwa kwa mtazamo wa jumuiya ya kisayansi, na hata kama majaribio ya Kijapani yanarudiwa kwa ufanisi katika maabara nyingine, baridi ya baridi itabidi kusubiri muda mrefu sana kwa utambuzi kamili.
Hata hivyo, wengi wa wale wanaofanya kazi kwenye mchanganyiko wa baridi, bila kujali ni nini, wamejaa matumaini. Huko nyuma mnamo 2003, Mitchell Schwartz, mwanafizikia kutoka Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts, alisema kwenye mkutano: "Tumekuwa tukifanya majaribio haya kwa muda mrefu hivi kwamba swali sio kama tunaweza kupata joto la ziada kwa mchanganyiko wa baridi, lakini ikiwa tunaweza tunaipata kwa kilowati?”
Hakika, kilowati bado hazipatikani, na muunganisho wa baridi bado hauwakilishi ushindani wa miradi yenye nguvu ya nyuklia, haswa mradi wa mabilioni ya dola wa kinu cha kimataifa cha ITER, hata katika siku zijazo. Kulingana na Wamarekani, watafiti wao watahitaji kutoka dola milioni 50 hadi 100 na miaka 20 ili kupima uwezekano wa athari na uwezekano wa matumizi yake ya kibiashara.
Huko Urusi, mtu hawezi hata kuota hesabu kama hizo kwa utafiti kama huo. Na, inaonekana, kuna karibu hakuna mtu wa kuota.
"Hakuna mtu hapa anayefanya hivi," Lipson anasema. - Majaribio haya yanahitaji vifaa maalum na ufadhili maalum. Lakini hatupati ruzuku rasmi kwa majaribio kama haya, na ikiwa tunayafanya, ni hiari, sambamba na kazi yetu kuu, ambayo tunapokea mshahara. Kwa hiyo nchini Urusi kuna "marudio ya matako" tu.
| Masharti ya mmenyuko wa kawaida wa thermonuclear ni joto la juu sana na shinikizo. Katika karne iliyopita, kulikuwa na hamu ya kutekeleza athari za nyuklia baridi kwenye joto la kawaida na shinikizo la kawaida la anga. Lakini bado, licha ya tafiti nyingi katika tasnia hii, bado haijawezekana kutekeleza majibu kama haya kwa ukweli. Zaidi ya hayo, wanasayansi na wataalamu wengi walitambua wazo lenyewe kuwa potofu. Wanasayansi wa Amerika waliweza kutengeneza njia ya kutekeleza kinachojulikana kama mmenyuko wa muunganisho wa nyuklia baridi. Hii imesemwa katika jarida la mamlaka la Ujerumani Naturwissenschaften, ambapo makala ilichapishwa ambayo inaelezea mbinu ya kutekeleza majibu ya nyuklia ya chini ya nishati. Utafiti uliongozwa na Pamela Moser-Boss na Alexander Shpak kutoka Kituo cha Nafasi na Mifumo ya Vita vya Majini katika Jimbo la San Diego. Wakati wa utafiti, waya nyembamba iliyofunikwa na safu nyembamba ya palladium ilifunuliwa na mashamba ya magnetic na umeme. Vigunduzi vya filamu za plastiki vilitumiwa kugundua chembe zilizochajiwa zinazotokana na majaribio kama hayo. Katika siku za usoni, matokeo ya utafiti na wataalam wa Amerika yanapaswa kuthibitishwa na wataalam wa kujitegemea. |
Asubuhi, mtu anaamka, anageuka kubadili - umeme huonekana katika ghorofa, ambayo huponya maji katika kettle, hutoa nishati kwa ajili ya uendeshaji wa TV na kompyuta, na hufanya balbu za mwanga. Mtu ana kifungua kinywa, hutoka nyumbani na kuingia kwenye gari, ambalo huendesha bila kuacha wingu la kawaida la gesi za kutolea nje. Wakati mtu anaamua kwamba anahitaji kujaza mafuta, hununua silinda ya gesi, isiyo na harufu, isiyo na sumu na ya bei nafuu sana - bidhaa za petroli hazitumiwi tena kama mafuta. Maji ya bahari yakawa mafuta. Hii sio utopia, hii ni siku ya kawaida katika ulimwengu ambapo mwanadamu amejua majibu baridi ya muunganisho wa nyuklia.
Siku ya Alhamisi, Mei 22, 2008, kikundi cha wanafizikia wa Kijapani kutoka Chuo Kikuu cha Osaka, wakiongozwa na Profesa Arata, walionyesha majibu ya mchanganyiko wa baridi. Baadhi ya wanasayansi waliokuwepo kwenye maandamano hayo waliyataja kuwa ya mafanikio, lakini wengi walisema jaribio hilo litahitaji kurudiwa kwa kujitegemea katika maabara nyingine kutoa madai hayo. Machapisho kadhaa ya fizikia yaliandika juu ya taarifa ya Kijapani, lakini majarida yanayoheshimika zaidi katika ulimwengu wa kisayansi, kama vile Sayansi Na Asili, bado hawajachapisha tathmini yao ya tukio hili. Ni nini kinaelezea wasiwasi huu kutoka kwa jamii ya wanasayansi?
Jambo ni kwamba fusion baridi ya nyuklia imekuwa na sifa mbaya kati ya wanasayansi kwa muda sasa. Mara kadhaa, taarifa juu ya utekelezaji mzuri wa majibu haya ziligeuka kuwa uwongo au jaribio lisilo sahihi. Ili kuelewa ugumu wa kufanya fusion ya nyuklia katika maabara, ni muhimu kugusa kwa ufupi misingi ya kinadharia ya majibu.
Kuku na fizikia ya nyuklia
Muunganisho wa nyuklia ni mmenyuko ambapo viini vya atomiki vya vipengele vya mwanga huungana na kuunda kiini cha moja nzito zaidi. Mwitikio hutoa kiasi kikubwa cha nishati. Hii ni kutokana na nguvu nyingi za kuvutia zinazofanya kazi ndani ya kiini, ambazo hushikilia pamoja protoni na neutroni zinazounda kiini. Kwa umbali mdogo - karibu sentimita 10 -13 - nguvu hizi ni kali sana. Kwa upande mwingine, protoni katika nuclei ni chaji chanya, na, ipasavyo, huwa na kurudishana. Aina mbalimbali za hatua za nguvu za umeme ni kubwa zaidi kuliko nguvu za nyuklia, hivyo wakati nuclei zinaondolewa kutoka kwa kila mmoja, za kwanza huanza kutawala.
Katika hali ya kawaida, nishati ya kinetic ya viini vya atomi za mwanga ni ndogo sana kwao kushinda msukumo wa kielektroniki na kuingia kwenye mmenyuko wa nyuklia. Unaweza kulazimisha atomi kukaribiana kwa kugongana kwa mwendo wa kasi au kutumia shinikizo na halijoto ya juu zaidi. Walakini, kinadharia, kuna njia mbadala ambayo inaruhusu athari inayotaka kufanywa kivitendo "kwenye meza". Mmoja wa wa kwanza kuelezea wazo la kufanya muunganisho wa nyuklia kwenye joto la kawaida alikuwa mwanafizikia wa Ufaransa na mshindi wa Tuzo ya Nobel Louis Kervran katika miaka ya 60 ya karne iliyopita.
Mwanasayansi huyo alielezea ukweli kwamba kuku ambao hawapati kalsiamu kutoka kwa chakula chao hata hivyo hutaga mayai ya kawaida ya shelled. Ganda linajulikana kuwa na kalsiamu nyingi. Kervran alihitimisha kuwa kuku huiunganisha katika miili yao kutoka kwa kipengele nyepesi - potasiamu. Mwanafizikia alitambua mitochondria, vituo vya nishati ndani ya seli, kama tovuti ya athari za muunganisho wa nyuklia. Licha ya ukweli kwamba wengi wanaona uchapishaji huu wa Kervran kuwa mzaha wa Aprili Fool, wanasayansi wengine wamependezwa sana na shida ya muunganisho baridi wa nyuklia.
Hadithi mbili karibu za upelelezi
Mnamo 1989, Martin Fleischmann na Stanley Pons walitangaza kwamba walikuwa wameshinda asili na kulazimisha deuterium kugeuka kuwa heliamu kwenye joto la kawaida katika kifaa cha electrolysis ya maji. Ubunifu wa majaribio ulikuwa kama ifuatavyo: elektroni ziliteremshwa ndani ya maji yenye asidi na mkondo ulipitishwa - jaribio la kawaida katika elektroli ya maji. Hata hivyo, wanasayansi walitumia maji yasiyo ya kawaida na electrodes isiyo ya kawaida.
Maji yalikuwa "mazito". Hiyo ni, isotopu nyepesi ("ya kawaida") ya hidrojeni ndani yake ilibadilishwa na nzito zaidi, iliyo na pamoja na protoni pia neutroni moja. Isotopu hii inaitwa deuterium. Kwa kuongeza, Fleischmann na Pons walitumia electrodes iliyofanywa kwa palladium. Palladium inajulikana na uwezo wake wa kushangaza wa "kunyonya" kiasi kikubwa cha hidrojeni na deuterium. Idadi ya atomi za deuterium kwenye sahani ya palladium inaweza kulinganishwa na idadi ya atomi za palladium yenyewe. Katika jaribio lao, wanafizikia walitumia electrodes hapo awali "iliyojaa" na deuterium.
Wakati mkondo wa umeme ulipopitia maji "nzito", ioni za deuterium zilizo na chaji chanya ziliundwa, ambazo, chini ya ushawishi wa nguvu za kivutio cha umeme, zilikimbilia kwa electrode iliyoshtakiwa vibaya na "kuanguka" ndani yake. Wakati huo huo, kama wajaribu walikuwa na uhakika, walikaribia atomi za deuterium ambazo tayari ziko kwenye elektroni kwa umbali wa kutosha kwa athari ya muunganisho wa nyuklia kutokea.
Uthibitisho wa majibu itakuwa kutolewa kwa nishati - katika kesi hii hii itaonyeshwa katika ongezeko la joto la maji - na usajili wa flux ya nyutroni. Fleischman na Pons walisema kwamba wote wawili walizingatiwa katika usanidi wao. Ujumbe wa wanafizikia ulisababisha hisia kali sana kutoka kwa jumuiya ya wanasayansi na vyombo vya habari. Vyombo vya habari vilielezea furaha ya maisha baada ya kuenea kwa mchanganyiko wa nyuklia baridi, na wanafizikia na wanakemia duniani kote walianza kuangalia mara mbili matokeo yao.
Mara ya kwanza, maabara kadhaa zilionekana kuwa na uwezo wa kurudia majaribio ya Fleischmann na Pons, ambayo magazeti yaliripoti kwa furaha, lakini hatua kwa hatua ikawa wazi kuwa chini ya hali sawa za awali, wanasayansi tofauti walipata matokeo tofauti kabisa. Baada ya kukagua tena mahesabu, iliibuka kuwa ikiwa majibu ya usanisi wa heliamu kutoka kwa deuterium yaliendelea kama ilivyoelezewa na wanafizikia, basi mkondo uliotolewa wa neutroni unapaswa kuwaua mara moja. Ufanisi wa Fleischmann na Pons uligeuka kuwa jaribio lisilofanywa vibaya. Na wakati huo huo aliwafundisha watafiti kuamini matokeo tu yaliyochapishwa kwanza katika majarida ya kisayansi yaliyopitiwa na rika, na kisha tu kwenye magazeti.
Baada ya hadithi hii, watafiti wakubwa waliacha kufanya kazi kutafuta njia za kutekeleza muunganisho baridi wa nyuklia. Walakini, mnamo 2002, mada hiyo iliibuka tena katika majadiliano ya kisayansi na vyombo vya habari. Wakati huu, wanafizikia wa Marekani Rusi Taleyarkhan na Richard T. Lahey, Jr. walidai kushinda asili. Walisema kwamba waliweza kufikia muunganisho wa viini muhimu kwa athari kwa kutumia sio paladiamu, lakini athari ya cavitation.
Cavitation ni malezi ya cavities au Bubbles kujazwa na gesi katika kioevu. Uundaji wa Bubbles unaweza kuwa, hasa, hasira na kifungu cha mawimbi ya sauti kupitia kioevu. Chini ya hali fulani, Bubbles kupasuka, ikitoa kiasi kikubwa cha nishati. Viputo vinawezaje kusaidia katika muunganisho wa nyuklia? Ni rahisi sana: wakati wa "mlipuko," joto ndani ya Bubble hufikia digrii milioni kumi za Celsius - ambayo inalinganishwa na joto kwenye Jua, ambapo mchanganyiko wa nyuklia hutokea kwa uhuru.
Taleyarkhan na Lehey walipitisha mawimbi ya sauti kupitia asetoni ambamo isotopu nyepesi ya hidrojeni (protium) ilibadilishwa na deuterium. Waliweza kutambua mtiririko wa neutroni za juu-nishati, pamoja na malezi ya heliamu na tritium, bidhaa nyingine ya fusion ya nyuklia.
Licha ya uzuri na mantiki ya muundo wa majaribio, jumuiya ya wanasayansi ilijibu zaidi ya baridi kwa taarifa za wanafizikia. Wanasayansi walipigwa na kiasi kikubwa cha ukosoaji kuhusu usanidi wa jaribio na kurekodi kwa flux ya nyutroni. Taleyarkhan na Leikhi walipanga tena jaribio hilo kwa kuzingatia maoni yaliyopokelewa - na wakapokea tena matokeo sawa. Walakini, jarida maarufu la kisayansi Asili iliyochapishwa mwaka wa 2006, ambayo ilizua mashaka juu ya kuaminika kwa matokeo. Kwa kweli, wanasayansi walishtakiwa kwa uwongo.
Uchunguzi wa kujitegemea ulifanyika katika Chuo Kikuu cha Purdue, ambapo Taleyarkhan na Leahy walikwenda kufanya kazi. Kulingana na matokeo yake, uamuzi ulifanywa: jaribio lilifanyika kwa usahihi, hakuna makosa au uwongo ulipatikana. Pamoja na hili, wakati Asili hakuna kukanusha kwa kifungu hicho kulionekana, na swali la kutambua muunganisho wa nyuklia wa cavitation kama ukweli wa kisayansi ulining'inia hewani.
Tumaini Jipya
Lakini wacha turudi kwa wanafizikia wa Kijapani. Katika kazi zao walitumia palladium tayari inayojulikana. Kwa usahihi, mchanganyiko wa palladium na oksidi ya zirconium. "Uwezo wa deuterium" wa mchanganyiko huu, kulingana na Wajapani, ni wa juu zaidi kuliko ule wa palladium. Wanasayansi walipitisha deuterium kupitia seli iliyo na mchanganyiko huu. Baada ya kuongeza deuterium, joto ndani ya seli liliongezeka hadi digrii 70 Celsius. Kulingana na watafiti, kwa wakati huu athari za nyuklia na kemikali zilitokea kwenye seli. Baada ya mtiririko wa deuterium ndani ya seli kusimamishwa, halijoto ndani yake ilibaki juu kwa masaa mengine 50. Wanafizikia wanadai kuwa hii inaonyesha kuwa athari za muunganisho wa nyuklia hutokea ndani ya seli - nuclei za heliamu huundwa kutoka kwa atomi za deuterium ambazo huja karibu na umbali wa kutosha.
Ni mapema sana kusema kama Wajapani ni sawa au sio sahihi. Jaribio lazima lirudiwe mara kadhaa na matokeo yathibitishwe. Uwezekano mkubwa zaidi, licha ya shaka, maabara nyingi zitafanya hivyo. Aidha, kiongozi wa utafiti huo, Profesa Yoshiaki Arata, ni mwanafizikia anayeheshimika sana. Utambuzi wa sifa za Arata unathibitishwa na ukweli kwamba maonyesho ya uendeshaji wa kifaa yalifanyika katika ukumbi unaoitwa jina lake. Lakini, kama unavyojua, kila mtu anaweza kufanya makosa, haswa wakati wanataka kupata matokeo ya uhakika.
Julai 24, 2016
Mnamo Machi 23, 1989, Chuo Kikuu cha Utah kilitangaza katika taarifa kwa vyombo vya habari kwamba "wanasayansi wawili wamezindua mmenyuko wa kujitegemea wa mchanganyiko wa nyuklia kwenye joto la kawaida." Rais wa Chuo Kikuu Chase Peterson alisema mafanikio haya ya kihistoria yanalinganishwa tu na ustadi wa moto, ugunduzi wa umeme na ufugaji wa mimea. Wabunge wa serikali walitenga dola milioni 5 kwa haraka kuanzisha Taasisi ya Kitaifa ya Cold Fusion, na chuo kikuu kiliuliza Bunge la Merika kwa milioni 25 zingine. Vyombo vya habari na televisheni vilieneza habari mara moja duniani kote.
Wanasayansi waliotoa taarifa hiyo ya kusisimua walionekana kuwa na sifa dhabiti na walikuwa wa kutegemewa. Mwanachama wa Jumuiya ya Kifalme na rais wa zamani wa Jumuiya ya Kimataifa ya Kemia ya Umeme, Martin Fleischman, ambaye alihamia Merika kutoka Uingereza, alipata umaarufu wa kimataifa kwa kushiriki kwake katika ugunduzi wa uenezaji wa mwanga wa Raman. Mwandishi mwenza wa ugunduzi huo, Stanley Pons, aliongoza idara ya kemia katika Chuo Kikuu cha Utah.
Kwa hivyo haya yote ni nini, hadithi au ukweli?
Chanzo cha nishati nafuu
Fleischmann na Pons walidai kwamba walisababisha viini vya deuterium kuchangana kwa halijoto na shinikizo la kawaida. "Mchanganyiko wao wa baridi" ulikuwa calorimeter yenye ufumbuzi wa chumvi yenye maji ambayo mkondo wa umeme ulipitishwa. Kweli, maji hayakuwa rahisi, lakini nzito, D2O, cathode ilifanywa kwa palladium, na chumvi iliyoyeyushwa ilijumuisha lithiamu na deuterium. Mkondo wa moja kwa moja uliendelea kupitia suluhisho kwa miezi, ili oksijeni ikatolewa kwenye anode na hidrojeni nzito kwenye cathode. Fleischman na Pons inadaiwa waligundua kuwa joto la elektroliti mara kwa mara liliongezeka kwa makumi ya digrii, na wakati mwingine zaidi, ingawa chanzo cha nguvu kilitoa nguvu thabiti. Walielezea hili kwa usambazaji wa nishati ya ndani ya nyuklia iliyotolewa wakati wa kuunganishwa kwa viini vya deuterium.
Palladium ina uwezo wa kipekee wa kunyonya hidrojeni. Fleischmann na Pons waliamini kwamba ndani ya kimiani ya fuwele ya chuma hiki, atomi za deuterium hukaribiana sana hivi kwamba viini vyake huungana kwenye viini vya heliamu kuu ya isotopu. Utaratibu huu hutokea kwa kutolewa kwa nishati, ambayo, kwa mujibu wa hypothesis yao, inapokanzwa electrolyte. Ufafanuzi huo ulikuwa wa kuvutia kwa urahisi wake na kuwashawishi kabisa wanasiasa, waandishi wa habari na hata wanakemia.
Wanafizikia wanafafanua
Hata hivyo, wanafizikia wa nyuklia na wanafizikia wa plasma hawakuwa na haraka ya kupiga kettledrums. Walijua vizuri kwamba deuteroni mbili, kimsingi, zinaweza kutoa kiini cha heliamu-4 na kiwango cha juu cha nishati ya gamma, lakini uwezekano wa matokeo kama haya ni mdogo sana. Hata kama deuterons huingia kwenye mmenyuko wa nyuklia, karibu huisha na kuundwa kwa kiini cha tritium na protoni, au kuibuka kwa neutroni na kiini cha heliamu-3, na uwezekano wa mabadiliko haya ni takriban sawa. Ikiwa muunganisho wa nyuklia kweli hutokea ndani ya paladiamu, basi inapaswa kutoa idadi kubwa ya neutroni za nishati maalum sana (karibu 2.45 MeV). Si vigumu kuzitambua moja kwa moja (kwa kutumia vigunduzi vya nyutroni) au kwa njia isiyo ya moja kwa moja (tangu mgongano wa nyutroni kama hiyo na kiini nzito cha hidrojeni inapaswa kutoa gamma quantum na nishati ya 2.22 MeV, ambayo inaweza kugunduliwa tena). Kwa ujumla, dhana ya Fleischmann na Pons inaweza kuthibitishwa kwa kutumia vifaa vya kawaida vya radiometric.
Walakini, hakuna kilichokuja kutoka kwa hii. Fleishman alitumia miunganisho nyumbani na kuwashawishi wafanyikazi wa kituo cha nyuklia cha Uingereza huko Harwell kuangalia "reactor" yake kwa utengenezaji wa nyutroni. Harwell alikuwa na vigunduzi ambavyo ni nyeti zaidi kwa chembe hizi, lakini hazikuonyesha chochote! Utafutaji wa mionzi ya gamma ya nishati inayofaa pia uligeuka kuwa kutofaulu. Wanafizikia kutoka Chuo Kikuu cha Utah walifikia hitimisho sawa. Watafiti wa MIT walijaribu kuzaliana majaribio ya Fleischmann na Pons, lakini tena bila mafanikio. Kwa hivyo, haipasi kustaajabisha kwamba zabuni ya ugunduzi mkubwa ilipata kushindwa sana katika mkutano wa Jumuiya ya Kimwili ya Marekani (APS), ambao ulifanyika Baltimore mnamo Mei 1 ya mwaka huo.
Usafiri wa Sic gloria mundi
Pons na Fleishman hawakuwahi kupona kutokana na pigo hili. Makala yenye kuhuzunisha yalitokea katika gazeti la New York Times, na kufikia mwisho wa Mei jumuiya ya wanasayansi ilikuwa imefikia hitimisho kwamba madai ya wanakemia wa Utah yalikuwa ama dhihirisho la kutokuwa na uwezo mkubwa au udanganyifu rahisi.
Lakini pia kulikuwa na wapinzani, hata kati ya wasomi wa kisayansi. Mshindi wa Tuzo ya Nobel Julian Schwinger, mmoja wa waundaji wa quantum electrodynamics, aliamini sana katika ugunduzi wa wanakemia wa Salt Lake City kwamba alibatilisha uanachama wake katika AFO kwa kupinga.
Walakini, taaluma ya Fleischmann na Pons ilimalizika haraka na kwa njia mbaya. Mnamo 1992, waliacha Chuo Kikuu cha Utah na kuendelea na kazi yao huko Ufaransa na pesa za Japani hadi wakapoteza ufadhili huu pia. Fleishman alirudi Uingereza, ambako anaishi kwa kustaafu. Pons aliukana uraia wake wa Marekani na kuishi Ufaransa.
Mchanganyiko wa baridi wa pyroelectric
Mchanganyiko wa nyuklia wa baridi kwenye vifaa vya desktop hauwezekani tu, bali pia kutekelezwa, na katika matoleo kadhaa. Kwa hivyo, mnamo 2005, watafiti kutoka Chuo Kikuu cha California huko Los Angeles waliweza kuzindua majibu kama hayo kwenye chombo kilicho na deuterium, ambayo uwanja wa umeme uliundwa. Chanzo chake kilikuwa sindano ya tungsteni iliyounganishwa na fuwele ya pyroelectric lithiamu tantalate, wakati wa kupoezwa na inapokanzwa baadae ambayo tofauti inayoweza kutokea ya 100−120 kV iliundwa. Uga wa takriban 25 GV/m uliongeza atomi za deuterium kabisa na kuongeza kasi ya viini vyake hivi kwamba zilipogongana na shabaha ya erbium deuteride, zilitokeza viini vya heli-3 na neutroni. Kiwango cha juu cha nyutroni kilikuwa kwenye mpangilio wa nyutroni 900 kwa sekunde (mara mia kadhaa zaidi ya maadili ya kawaida ya mandharinyuma). Ingawa mfumo kama huo una matarajio kama jenereta ya neutroni, haiwezekani kuizungumza kama chanzo cha nishati. Vifaa kama hivyo hutumia nishati nyingi zaidi kuliko zinavyozalisha: katika majaribio ya wanasayansi wa California, takriban 10-8 J zilitolewa katika mzunguko mmoja wa kupokanzwa-kupokanzwa uliochukua dakika kadhaa (maagizo 11 ya ukubwa chini ya kile kinachohitajika kupasha glasi ya maji kwa 1. °C).
Hadithi haikuishia hapo.
Mwanzoni mwa 2011, kupendezwa na muunganisho baridi wa nyuklia, au, kama wanafizikia wa nyumbani wanavyoiita, mchanganyiko baridi wa nyuklia, uliibuka tena katika ulimwengu wa sayansi. Sababu ya msisimko huu ilikuwa maandamano ya wanasayansi wa Italia Sergio Focardi na Andrea Rossi kutoka Chuo Kikuu cha Bologna ya ufungaji usio wa kawaida ambao, kulingana na watengenezaji wake, usanisi huu unafanywa kwa urahisi kabisa.
Kwa ujumla, kifaa hiki hufanya kazi kama hii. Nickel nanopowder na isotopu ya kawaida ya hidrojeni huwekwa kwenye bomba la chuma na hita ya umeme. Kisha, shinikizo la angahewa 80 huwekwa. Inapokanzwa hapo awali kwa joto la juu (mamia ya digrii), kama wanasayansi wanasema, baadhi ya molekuli za H2 hugawanywa katika hidrojeni ya atomiki, ambayo huingia kwenye mmenyuko wa nyuklia na nikeli.
Kutokana na mmenyuko huu, isotopu ya shaba huzalishwa, pamoja na kiasi kikubwa cha nishati ya joto. Andrea Rossi alieleza kuwa walipokifanyia majaribio kifaa hicho kwa mara ya kwanza walipokea kiasi cha kilowati 10-12 za pato kutoka humo, huku mfumo huo ukihitaji wastani wa wati 600-700 za pembejeo (maana yake ni umeme unaoingia kwenye kifaa kinapochomekwa). . Ilibadilika kuwa uzalishaji wa nishati katika kesi hii ulikuwa mara nyingi zaidi kuliko gharama, lakini hii ilikuwa ni athari ambayo mara moja ilitarajiwa kutoka kwa mchanganyiko wa nyuklia ya baridi.
Walakini, kulingana na watengenezaji, sio hidrojeni na nikeli zote huguswa kwenye kifaa hiki, lakini ni sehemu ndogo sana yao. Walakini, wanasayansi wana hakika kwamba kinachotokea ndani ni athari za nyuklia. Wanazingatia uthibitisho wa hili: kuonekana kwa shaba kwa wingi zaidi kuliko inaweza kujumuisha uchafu katika "mafuta" ya awali (yaani, nikeli); kutokuwepo kwa matumizi makubwa (yaani, yanayoweza kupimika) ya hidrojeni (kwani inaweza kufanya kama mafuta katika mmenyuko wa kemikali); mionzi ya joto inayozalishwa; na, bila shaka, usawa wa nishati yenyewe.
Kwa hivyo, je, wanafizikia wa Kiitaliano kweli waliweza kufikia muunganisho wa thermonuclear kwa joto la chini (mamia ya digrii Selsiasi sio chochote kwa athari kama hizo, ambazo kwa kawaida hutokea kwa mamilioni ya digrii Kelvin!)? Ni vigumu kusema, kwa kuwa hadi sasa majarida yote ya kisayansi yaliyopitiwa na rika yamekataa hata nakala za waandishi wake. Mashaka ya wanasayansi wengi yanaeleweka kabisa - kwa miaka mingi maneno "mchanganyiko wa baridi" yamesababisha wanafizikia kutabasamu na kuwahusisha na mwendo wa kudumu. Kwa kuongeza, waandishi wa kifaa wenyewe wanakubali kwa uaminifu kwamba maelezo ya hila ya uendeshaji wake bado yanabaki zaidi ya ufahamu wao.
Ni nini muunganisho huu wa baridi wa nyuklia, uwezekano ambao wanasayansi wengi wamekuwa wakijaribu kuthibitisha kwa miongo kadhaa? Ili kuelewa kiini cha mmenyuko huu, pamoja na matarajio ya utafiti kama huo, hebu kwanza tuzungumze juu ya nini mchanganyiko wa nyuklia ni kwa ujumla. Neno hili linamaanisha mchakato ambao awali ya nuclei nzito ya atomiki kutoka kwa nyepesi hutokea. Katika kesi hii, kiasi kikubwa cha nishati hutolewa, zaidi ya wakati wa athari za nyuklia za kuoza kwa vipengele vya mionzi.
Michakato kama hiyo hufanyika kila wakati kwenye Jua na nyota zingine, ndiyo sababu zinaweza kutoa mwanga na joto. Kwa mfano, kila sekunde Jua letu hutoa nishati inayolingana na tani milioni nne za uzito kwenye anga ya juu. Nishati hii inaundwa kwa kuunganishwa kwa nuclei nne za hidrojeni (kwa maneno mengine, protoni) kwenye kiini cha heliamu. Wakati huo huo, kama matokeo ya mabadiliko ya gramu moja ya protoni, nishati zaidi ya mara milioni 20 hutolewa kuliko wakati wa mwako wa gramu ya makaa ya mawe. Kukubaliana, hii inavutia sana.
Lakini je, watu hawawezi kuunda kinu kama Jua ili kutoa kiasi kikubwa cha nishati kwa mahitaji yao? Kinadharia, bila shaka, wanaweza, kwani kupiga marufuku moja kwa moja kwenye kifaa hicho haijaanzishwa na sheria yoyote ya fizikia. Hata hivyo, hii ni vigumu sana kufanya, na hii ndiyo sababu: awali hii inahitaji joto la juu sana na shinikizo sawa lisilo la kweli. Kwa hiyo, uundaji wa reactor ya nyuklia ya classical inageuka kuwa haina faida kiuchumi - ili kuizindua, itakuwa muhimu kutumia nishati zaidi kuliko inaweza kuzalisha katika miaka michache ijayo ya kazi.
Kurudi kwa wagunduzi wa Italia, tunapaswa kukubali kwamba "wanasayansi" wenyewe hawachochei kujiamini sana, ama kwa mafanikio yao ya zamani au kwa nafasi yao ya sasa. Jina Sergio Focardi hadi sasa linajulikana kwa watu wachache, lakini kutokana na cheo chake cha kitaaluma cha profesa, angalau hakuna shaka kuhusu ushiriki wake katika sayansi. Lakini hiyo haiwezi kusemwa kuhusu mchezaji mwenzake Andrea Rossi. Kwa sasa, Andrea ni mfanyakazi wa shirika fulani la Marekani Leonardo Corp, na wakati fulani alijitofautisha kwa kufikishwa mahakamani kwa kukwepa kulipa kodi na kusafirisha fedha kutoka Uswizi. Lakini habari "mbaya" kwa wafuasi wa fusion baridi ya nyuklia haikuishia hapo. Ilibadilika kuwa jarida la kisayansi Journal of Nuclear Physics, ambalo makala za Italia kuhusu ugunduzi wao zilichapishwa, kwa kweli ni zaidi ya blogu kuliko jarida lisilo kamili. Na, kwa kuongezea, wamiliki wake waligeuka kuwa sio mwingine zaidi ya Waitaliano tayari wanaofahamika Sergio Focardi na Andrea Rossi. Lakini uchapishaji katika machapisho mazito ya kisayansi hutumika kama uthibitisho wa "usahihi" wa ugunduzi.
Bila kuacha hapo, na kwenda zaidi zaidi, waandishi wa habari pia waligundua kuwa wazo la mradi uliowasilishwa lilikuwa la mtu tofauti kabisa - mwanasayansi wa Italia Francesco Piantelli. Inaonekana kwamba hapa ndipo mhemko mwingine uliisha kwa njia mbaya, na ulimwengu ulipoteza tena “mashine ya mwendo ya kudumu.” Lakini kama Waitaliano wanavyojifariji, sio bila kejeli, ikiwa hii ni hadithi ya uwongo, basi angalau sio bila akili, kwa sababu ni jambo moja kucheza mchezo wa marafiki na mwingine kabisa kujaribu kudanganya ulimwengu wote.
Hivi sasa, haki zote za kifaa hiki ni za kampuni ya Amerika ya Viwanda Heat, ambapo Rossi anaongoza shughuli zote za utafiti na maendeleo kuhusu kinu.
Kuna matoleo ya joto la chini (E-Cat) na halijoto ya juu (Paka Moto) ya kinu. Ya kwanza ni ya joto la karibu 100-200 ° C, ya pili ni ya joto la karibu 800-1400 ° C. Kampuni hiyo sasa imeuza kinu cha 1MW chenye joto la chini kwa mteja ambaye hajatajwa jina kwa matumizi ya kibiashara na, haswa, Joto la Viwanda linafanya majaribio na utatuzi kwenye kinu hiki ili kuanza uzalishaji kamili wa viwandani wa vitengo kama hivyo vya nguvu. Kama Andrea Rossi anavyosema, kinu hufanya kazi hasa kupitia majibu kati ya nikeli na hidrojeni, wakati ambapo isotopu za nikeli hupitishwa, ikitoa kiasi kikubwa cha joto. Wale. Isotopu zingine za nikeli hubadilika kuwa isotopu zingine. Walakini, majaribio kadhaa ya kujitegemea yalifanywa, yenye habari zaidi ambayo ilikuwa jaribio la toleo la hali ya juu la kinu katika jiji la Uswizi la Lugano. Jaribio hili tayari limeandikwa .
Huko nyuma mnamo 2012 iliripotiwa kuwa Kitengo cha kwanza cha mchanganyiko wa baridi cha Rossi kiliuzwa.
Mnamo Desemba 27, tovuti ya E-Cat World ilichapisha makala kuhusu uzazi huru wa Reactor ya Rossi nchini Urusi . Nakala hiyo hiyo ina kiunga cha ripoti"Utafiti wa analog ya jenereta ya joto ya juu ya Urusi" na mwanafizikia Alexander Georgievich Parkhomov . Ripoti hiyo ilitayarishwa kwa ajili ya semina ya kimwili ya All-Russian "Cold Nuclear Fusion and Ball Lightning", ambayo ilifanyika Septemba 25, 2014 katika Chuo Kikuu cha Urafiki cha Watu wa Urusi.
Katika ripoti hiyo, mwandishi aliwasilisha toleo lake la Reactor ya Rossi, data juu ya muundo wake wa ndani na majaribio yaliyofanywa. Hitimisho kuu: Reactor kweli hutoa nishati zaidi kuliko hutumia. Uwiano wa joto linalozalishwa kwa nishati inayotumiwa ilikuwa 2.58. Zaidi ya hayo, mtambo huo ulifanya kazi kwa takriban dakika 8 bila nguvu yoyote ya kuingiza umeme, baada ya waya wa usambazaji kuungua, huku kikizalisha takriban kilowati ya nguvu ya mafuta inayotoka.
Mwaka 2015 A.G. Parkhomov aliweza kutengeneza kinu cha muda mrefu na kipimo cha shinikizo. Tangu 23:30 Machi 16, hali ya joto bado ni ya juu. Picha ya reactor.
Hatimaye, tuliweza kutengeneza kinu cha muda mrefu. Joto la 1200 ° C lilifikiwa saa 23:30 mnamo Machi 16 baada ya masaa 12 ya kupokanzwa taratibu na bado inashikilia. Nguvu ya hita 300 W, COP=3.
Kwa mara ya kwanza, iliwezekana kufunga kwa ufanisi kupima shinikizo kwenye ufungaji. Kwa kupokanzwa polepole, shinikizo la juu la bar 5 lilifikiwa saa 200 ° C, kisha shinikizo lilipungua na kwa joto la karibu 1000 ° C ikawa hasi. Utupu mkali zaidi wa bar 0.5 ulikuwa kwenye joto la 1150 ° C.
Wakati wa operesheni ya muda mrefu ya kuendelea, haiwezekani kuongeza maji kote saa. Kwa hiyo, ilikuwa ni lazima kuacha calorimetry iliyotumiwa katika majaribio ya awali, kwa kuzingatia kupima wingi wa maji yaliyovukizwa. Uamuzi wa mgawo wa joto katika jaribio hili unafanywa kwa kulinganisha nguvu zinazotumiwa na heater ya umeme mbele na kutokuwepo kwa mchanganyiko wa mafuta. Bila mafuta, joto la 1200 ° C hufikiwa kwa nguvu ya karibu 1070 W. Mbele ya mafuta (630 mg nikeli + 60 mg ya hidridi ya alumini ya lithiamu), joto hili hufikiwa kwa nguvu ya karibu 330 W. Kwa hivyo, reactor hutoa takriban 700 W ya nguvu ya ziada (COP ~ 3.2). (Maelezo ya A.G. Parkhomov, thamani sahihi zaidi ya COP inahitaji hesabu ya kina zaidi)
vyanzo
Kuna makala nzuri juu ya mada hii katika gazeti "Kemia na Maisha" (No. 8, 2015)
ANDREEV S.N.
MABADILIKO HARAMU YA VIPENGELE
Sayansi ina mada zake zilizokatazwa, miiko yake. Leo, wanasayansi wachache wanathubutu kusoma biofields, dozi za chini kabisa, muundo wa maji ... Maeneo ni magumu, machafu, na ni vigumu kuelewa. Ni rahisi kupoteza sifa yako hapa, ukijulikana kama mwanasayansi bandia, na hakuna haja ya kuzungumza juu ya kupata ruzuku. Katika sayansi haiwezekani na ni hatari kwenda zaidi ya mawazo yanayokubalika kwa ujumla na kuingilia mafundisho ya imani. Lakini ni juhudi za daredevils, tayari kuwa tofauti na kila mtu mwingine, kwamba wakati mwingine kutengeneza barabara mpya katika maarifa.
Tumeona zaidi ya mara moja jinsi, sayansi inapoendelea, mafundisho ya imani huanza kuyumba na polepole kupata hadhi ya kutokamilika, maarifa ya awali. Hii ilitokea zaidi ya mara moja katika biolojia. Hivi ndivyo ilivyokuwa katika fizikia. Tunaona kitu kimoja katika kemia. Mbele ya macho yetu, ukweli wa kitabu cha maandishi "muundo na mali ya dutu haitegemei njia za utayarishaji wake" imeanguka chini ya uvamizi wa nanoteknolojia. Ilibadilika kuwa dutu katika nanoform inaweza kubadilisha sana mali zake - kwa mfano, dhahabu itaacha kuwa chuma cha heshima.
Leo tunaweza kusema kwamba kuna idadi ya kutosha ya majaribio, matokeo ambayo hayawezi kuelezewa kutoka kwa mtazamo wa maoni yanayokubaliwa kwa ujumla. Na kazi ya sayansi sio kuwaweka kando, lakini kuchimba na kujaribu kupata ukweli. Msimamo "hii haiwezi kuwa, kwa sababu haiwezi kamwe" ni rahisi, bila shaka, lakini haiwezi kueleza chochote. Kwa kuongezea, majaribio yasiyoeleweka, yasiyoelezeka yanaweza kuwa viashiria vya uvumbuzi katika sayansi, kama ilivyotokea tayari. Mojawapo ya mada hizi motomoto, halisi na za kitamathali, ni ile inayoitwa athari za nyuklia za nishati ya chini, ambayo leo inaitwa LENR - Reaction ya Nyuklia ya Nishati ya Chini.
Tuliuliza Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Stepan Nikolaevich Andreev kutoka Taasisi ya Fizikia ya Jumla iliyopewa jina lake. A. M. Prokhorov RAS ili kutufahamisha na kiini cha tatizo na baadhi ya majaribio ya kisayansi yaliyofanywa katika maabara ya Kirusi na Magharibi na kuchapishwa katika majarida ya kisayansi. Majaribio, matokeo ambayo bado hatuwezi kueleza.
REACTOR "E-CAT" ANDREA ROSSI
Katikati ya Oktoba 2014, jumuiya ya kisayansi ya ulimwengu ilifurahishwa na habari - ripoti ilitolewa na Giuseppe Levi, profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Bologna, na waandishi wa ushirikiano juu ya matokeo ya kupima reactor ya E-Cat, iliyoundwa. na mvumbuzi wa Kiitaliano Andrea Rossi.
Hebu tukumbuke kwamba mwaka wa 2011 A. Rossi aliwasilisha kwa umma ufungaji ambao alikuwa akifanya kazi kwa miaka mingi kwa ushirikiano na mwanafizikia Sergio Focardi. Reactor, inayoitwa "E-Cat" (kifupi kwa Kichocheo cha Nishati), ilitoa kiasi kisicho cha kawaida cha nishati. Katika kipindi cha miaka minne iliyopita, E-Cat imejaribiwa na vikundi tofauti vya watafiti kwani jumuiya ya kisayansi ilisisitiza uhakiki huru.
Reactor ilikuwa tube ya kauri 20 cm kwa muda mrefu na 2 cm kwa kipenyo Ndani ya reactor walikuwa iko malipo ya mafuta, vipengele vya kupokanzwa na thermocouple, ishara ambayo ilitolewa kwa kitengo cha kudhibiti joto. Nguvu ilitolewa kwa reactor kutoka kwa mtandao wa umeme na voltage ya 380 Volts kupitia waya tatu zinazostahimili joto, ambazo ziliwasha moto nyekundu wakati wa uendeshaji wa reactor. Mafuta hayo yalijumuisha hasa unga wa nikeli (90%) na hidridi ya alumini ya lithiamu LiAlH4 (10%). Inapokanzwa, hidridi ya alumini ya lithiamu hutengana na kutolewa hidrojeni, ambayo inaweza kufyonzwa na nikeli na kuingia kwenye mmenyuko wa exothermic nayo.
Mvumbuzi haonyeshi jinsi reactor imeundwa. Hata hivyo, inajulikana kuwa malipo ya mafuta, vipengele vya kupokanzwa na thermocouple ziko ndani ya tube ya kauri. Uso wa bomba hutiwa ribbed kwa utaftaji bora wa joto
Ripoti hiyo ilisema kwamba jumla ya kiasi cha joto kinachozalishwa na kifaa kwa siku 32 za operesheni ya kuendelea ilikuwa karibu 6 GJ. Makadirio ya msingi yanaonyesha kwamba maudhui ya nishati ya poda ni zaidi ya mara elfu zaidi ya maudhui ya nishati, kwa mfano, petroli!
Kama matokeo ya uchambuzi wa uangalifu wa muundo wa kimsingi na wa isotopiki, wataalam walithibitisha kwa uhakika kwamba mabadiliko katika uwiano wa isotopu za lithiamu na nickel yalionekana kwenye mafuta yaliyotumika. Ikiwa katika mafuta ya asili maudhui ya isotopu ya lithiamu yanaambatana na asili: 6Li - 7.5%, 7Li - 92.5%, basi katika mafuta yaliyotumiwa, maudhui ya 6Li yaliongezeka hadi 92%, na maudhui ya 7Li yalipungua hadi 8%. Upotoshaji katika muundo wa isotopiki wa nikeli ulikuwa na nguvu sawa. Kwa mfano, yaliyomo kwenye isotopu ya nickel 62Ni kwenye "majivu" ilikuwa 99%, ingawa ilikuwa 4% tu kwenye mafuta asili. Mabadiliko yaliyotambuliwa katika muundo wa isotopiki na kutolewa kwa joto la juu kwa njia isiyo ya kawaida yalionyesha kuwa michakato ya nyuklia inaweza kuwa ilitokea kwenye kinu. Walakini, hakuna dalili za kuongezeka kwa tabia ya mionzi ya athari za nyuklia zilizorekodiwa ama wakati wa operesheni ya kifaa au baada ya kusimamishwa.
Michakato inayotokea kwenye reactor haiwezi kuwa athari za mtengano wa nyuklia, kwani mafuta yalikuwa na vitu vilivyoimara. Athari za muunganisho wa nyuklia pia hazijajumuishwa, kwa sababu kutoka kwa mtazamo wa fizikia ya kisasa ya nyuklia, hali ya joto ya 1400 ° C haifai kushinda nguvu za kukataa kwa Coulomb ya nuclei. Ndio maana matumizi ya neno la kuvutia "thermonuclear baridi" kwa aina hii ya mchakato ni kosa ambalo linapotosha.
Pengine, hapa tunakabiliwa na udhihirisho wa aina mpya ya athari ambayo mabadiliko ya pamoja ya nishati ya chini ya nuclei ya vipengele vinavyounda mafuta hutokea. Makadirio ya nguvu za athari kama hizi hutoa thamani ya mpangilio wa 1-10 keV kwa nucleon, ambayo ni, wanachukua nafasi ya kati kati ya athari za nyuklia za "kawaida" za juu (nishati ya zaidi ya 1 MeV kwa nucleon) na. athari za kemikali (nishati ya utaratibu wa 1 eV kwa atomi).
Kufikia sasa, hakuna mtu anayeweza kuelezea kwa kuridhisha jambo lililoelezewa, na nadharia zinazotolewa na waandishi wengi hazisimamai kukosolewa. Ili kuanzisha mifumo ya kimwili ya jambo jipya, ni muhimu kujifunza kwa makini udhihirisho unaowezekana wa athari za nyuklia za chini katika mipangilio mbalimbali ya majaribio na kujumuisha data iliyopatikana. Kwa kuongezea, idadi kubwa ya ukweli kama huo ambao haujaelezewa umekusanya kwa miaka mingi. Hapa ni baadhi tu yao.
MLIPUKO WA UMEME WA WAYA WA TUNGSTEN – MWANZO WA KARNE YA XX.
Mnamo mwaka wa 1922, Clarence Irion na Gerald Wendt, wafanyakazi wa maabara ya kemikali ya Chuo Kikuu cha Chicago, walichapisha karatasi iliyojitolea kuchunguza mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten katika utupu (G.L. Wendt, C.E. Irion, Majaribio ya Majaribio ya Kutenganisha Tungsten katika Joto la Juu "Journal of the American Chemical Society," 1922, 44, 1887-1894).
Hakuna kitu kigeni kuhusu mlipuko wa umeme. Jambo hili liligunduliwa sio chini ya mwisho wa karne ya 18, na katika maisha ya kila siku tunazingatia kila wakati wakati balbu za taa zinawaka kwa sababu ya mzunguko mfupi (balbu za incandescent, kwa kweli). Ni nini hufanyika wakati wa mlipuko wa umeme? Ikiwa sasa inapita kupitia waya wa chuma ni ya juu, chuma huanza kuyeyuka na kuyeyuka. Plasma huundwa karibu na uso wa waya. Inapokanzwa hutokea kwa kutofautiana: "maeneo ya moto" yanaonekana katika maeneo ya random kwenye waya, ambapo joto zaidi hutolewa, joto hufikia maadili ya kilele, na uharibifu wa mlipuko wa nyenzo hutokea.
Jambo la kushangaza zaidi katika hadithi hii ni kwamba wanasayansi hapo awali walitarajia kugundua kwa majaribio mtengano wa tungsten kuwa vitu vyepesi vya kemikali. Katika nia yao, Irion na Wendt walitegemea mambo yafuatayo ambayo tayari yanajulikana wakati huo.
Kwanza, katika wigo unaoonekana wa mionzi kutoka kwa Jua na nyota zingine hakuna mistari ya macho ya tabia ya vitu vizito vya kemikali. Pili, halijoto kwenye uso wa Jua ni takriban 6000°C. Kwa hivyo, walifikiria, atomi za vitu vizito haziwezi kuwepo kwa joto kama hilo. Tatu, wakati betri ya capacitor inapotolewa kwenye waya wa chuma, halijoto ya plasma inayoundwa wakati wa mlipuko wa umeme inaweza kufikia 20,000°C.
Kulingana na hili, wanasayansi wa Marekani walipendekeza kwamba ikiwa mkondo wa umeme wenye nguvu unapitishwa kupitia waya nyembamba iliyofanywa kwa kipengele cha kemikali nzito, kwa mfano, tungsten, na joto kwa joto linalofanana na joto la Jua, basi nuclei ya tungsten itakuwa ndani. hali isiyo thabiti na itatengana na kuwa vipengele vyepesi zaidi . Walitayarisha kwa uangalifu na kutekeleza jaribio hilo kwa ustadi, kwa kutumia njia rahisi sana.
Mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten ulifanyika kwenye chupa ya kioo ya spherical (Mchoro 2), kwa kuunganisha capacitor yenye uwezo wa 0.1 microfarad, kushtakiwa kwa voltage ya kilovolti 35, kwa hiyo. Waya ilikuwa kati ya elektroni mbili za tungsten za kufunga, zilizouzwa kwenye chupa kwa pande mbili tofauti. Kwa kuongeza, chupa ilikuwa na electrode ya ziada ya "spectral", ambayo ilitumikia kuwasha kutokwa kwa plasma katika gesi iliyotengenezwa baada ya mlipuko wa umeme.
Baadhi ya maelezo muhimu ya kiufundi ya jaribio yanapaswa kuzingatiwa. Wakati wa maandalizi yake, chupa iliwekwa kwenye tanuri, ambako iliendelea joto kwa 300 ° C kwa masaa 15 na wakati huu wote gesi ilipigwa nje yake. Pamoja na kupokanzwa chupa, mkondo wa umeme ulipitishwa kupitia waya wa tungsten, ikipasha joto hadi 2000 ° C. Baada ya kufuta gesi, bomba la kioo linalounganisha chupa kwenye pampu ya zebaki liliyeyuka kwa kutumia burner na kufungwa. Waandishi wa kazi hiyo walidai kuwa hatua zilizochukuliwa zilifanya iwezekane kudumisha shinikizo la chini sana la mabaki ya gesi kwenye chupa kwa masaa 12. Kwa hiyo, wakati voltage ya juu-voltage ya kilovolti 50 ilitumiwa kati ya "spectral" na electrodes ya kufunga, hapakuwa na kuvunjika.
Irion na Wendt walifanya majaribio ishirini na moja ya mlipuko wa umeme. Kama matokeo ya kila jaribio, takriban chembe 10^19 za gesi isiyojulikana ziliundwa kwenye chupa. Uchunguzi wa Spectral ulionyesha kuwa ilikuwa na mstari wa tabia ya heliamu-4. Waandishi walipendekeza kuwa heliamu huundwa kama matokeo ya kuoza kwa alpha ya tungsten iliyosababishwa na mlipuko wa umeme. Tukumbuke kwamba chembe za alfa zinazotokea katika mchakato wa kuoza kwa alfa ni viini vya atomi ya 4He.
Kuchapishwa kwa Irion na Wendt kulizua msisimko mkubwa katika jumuiya ya wanasayansi ya wakati huo. Rutherford mwenyewe aliona kazi hiyo. Alionyesha shaka kubwa kwamba voltage iliyotumiwa katika jaribio (kV 35) ilikuwa ya juu vya kutosha kwa elektroni kushawishi athari za nyuklia kwenye chuma. Kutaka kuangalia matokeo ya wanasayansi wa Amerika, Rutherford alifanya majaribio yake - aliwasha shabaha ya tungsten na boriti ya elektroni na nishati ya kiloelectronvolts 100. Rutherford hakupata athari yoyote ya nyuklia katika tungsten, ambayo alitoa ripoti fupi katika jarida la Nature kwa fomu kali. Jumuiya ya wanasayansi ilichukua upande wa Rutherford, kazi ya Irion na Wendt ilitambuliwa kama potofu na kusahaulika kwa miaka mingi.
MLIPUKO WA UMEME WA WAYA WA TUNGSTEN: MIAKA 90 BAADAYE
Miaka 90 tu baadaye, timu ya kisayansi ya Urusi chini ya uongozi wa Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Leonid Irbekovich Urutskoev ilianza kurudia majaribio ya Airion na Wendt. Majaribio, yaliyo na vifaa vya kisasa vya majaribio na uchunguzi, yalifanywa katika Taasisi ya Fizikia na Teknolojia ya Sukhumi huko Abkhazia. Wanafizikia waliita ufungaji wao "HELIOS" kwa heshima ya wazo la kuongoza la Airion na Wendt (Mchoro 3). Chumba cha mlipuko wa quartz iko juu ya ufungaji na imeunganishwa na mfumo wa utupu - pampu ya turbomolecular (iliyojenga bluu). Cables nne nyeusi hukimbia kwenye chumba cha mlipuko kutoka kwa mtoaji wa benki ya capacitor yenye uwezo wa microfarad 0.1, ambayo inasimama upande wa kushoto wa usakinishaji. Kwa mlipuko wa umeme, betri ilishtakiwa kwa kilovolti 35-40. Vifaa vya utambuzi vilivyotumika katika majaribio (havijaonyeshwa kwenye takwimu) vilifanya iwezekane kusoma muundo wa mwangaza wa plasma ambayo iliundwa wakati wa mlipuko wa waya wa umeme, na vile vile muundo wa kemikali na msingi wa bidhaa. ya kuharibika kwake.
Mchele. 3. Hivi ndivyo ufungaji wa HELIOS unavyoonekana, ambapo kikundi cha L. I. Urutskoev kilisoma mlipuko wa waya wa tungsten katika utupu (jaribio la 2012)
Majaribio ya kikundi cha Urutskoev yalithibitisha hitimisho kuu la kazi hiyo miaka tisini iliyopita. Hakika, kama matokeo ya mlipuko wa umeme wa tungsten, kiasi cha ziada cha atomi za heliamu-4 kiliundwa (takriban 10 ^ 16 chembe). Ikiwa waya ya tungsten ilibadilishwa na chuma, basi heliamu haikuundwa. Kumbuka kuwa katika majaribio katika usakinishaji wa HELIOS, watafiti walirekodi atomi za heliamu mara elfu chache kuliko katika majaribio ya Airion na Wendt, ingawa "ingizo la nishati" kwenye waya lilikuwa takriban sawa. Ni nini husababisha tofauti hii bado kuonekana.
Wakati wa mlipuko wa umeme, nyenzo za waya zilinyunyiziwa kwenye uso wa ndani wa chemba ya mlipuko. Uchanganuzi mkubwa wa spectrometric ulionyesha kuwa mabaki haya dhabiti yalikuwa na upungufu katika isotopu ya tungsten-180, ingawa mkusanyiko wake katika waya wa asili ulilingana na ule wa asili. Ukweli huu unaweza pia kuonyesha uwezekano wa kuoza kwa alpha ya tungsten au mchakato mwingine wa nyuklia wakati wa mlipuko wa waya wa umeme (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, nk. Utafiti wa muundo wa spectral wa mionzi ya macho wakati wa mlipuko wa umeme wa waya wa tungsten "Mawasiliano mafupi juu ya fizikia ya Taasisi ya Kimwili ya Lebedev," 2012, 7, 13-18).
Kuongeza kasi ya kuoza kwa alpha kwa kutumia leza
Athari za nyuklia zenye nishati ya chini pia hujumuisha baadhi ya michakato inayoharakisha mabadiliko ya kinyuklia ya vipengele vya mionzi. Matokeo ya kuvutia katika eneo hili yalipatikana katika Taasisi ya Fizikia ya Jumla. A. M. Prokhorov RAS katika maabara inayoongozwa na Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Georgy Airatovich Shafeev. Wanasayansi waligundua athari ya kushangaza: kuoza kwa alpha ya uranium-238 kuliharakishwa chini ya ushawishi wa mionzi ya laser na kiwango cha chini cha kilele cha 10^12-10^13 W/cm2 (A.V. Simakin, G.A. Shafeev, Athari ya miale ya laser ya nanoparticles katika ufumbuzi wa maji ya chumvi ya uranium kwenye shughuli za nuclides "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614-618).
Hivi ndivyo jaribio lilivyoonekana. Lengo la dhahabu liliwekwa kwenye cuvette yenye mmumunyo wa maji wa chumvi ya uranium UO2Cl2 yenye mkusanyiko wa 5-35 mg/ml, ambayo iliwashwa na mapigo ya leza yenye urefu wa nanomita 532, muda wa picoseconds 150, na kasi ya kurudia. kilohertz 1 kwa saa moja. Chini ya hali kama hizi, uso wa shabaha huyeyuka kwa sehemu, na kioevu kinachogusana nayo huchemka mara moja. Vinyunyizio vya shinikizo la mvuke vina ukubwa wa matone ya dhahabu kutoka kwenye uso unaolengwa hadi kwenye kioevu kinachozunguka, ambapo hupoa na kugeuka kuwa nanoparticles thabiti zenye ukubwa wa tabia wa nanomita 10. Utaratibu huu unaitwa ablation laser katika kioevu na hutumiwa sana wakati ni muhimu kuandaa ufumbuzi wa colloidal wa nanoparticles ya metali mbalimbali.
Katika majaribio ya Shafeev, katika saa moja ya mionzi ya shabaha ya dhahabu, 10 ^ 15 nanoparticles za dhahabu ziliundwa katika 1 cm3 ya ufumbuzi. Sifa za macho za nanoparticles kama hizo ni tofauti sana na mali ya sahani kubwa ya dhahabu: haziakisi mwanga, lakini huichukua, na uwanja wa sumakuumeme wa wimbi la mwanga karibu na nanoparticles unaweza kukuzwa mara 100-10,000 na kufikia intra-atomiki. maadili!
Viini vya urani na bidhaa zake za kuoza (thorium, protactinium), ambazo zilijikuta karibu na nanoparticles hizi, ziliwekwa wazi kwa kuzidisha sehemu za sumakuumeme za laser zilizoimarishwa. Kama matokeo, mionzi yao ilibadilika sana. Hasa, shughuli ya gamma ya thorium-234 iliongezeka mara mbili. (Shughuli ya gamma ya sampuli kabla na baada ya mionzi ya leza ilipimwa kwa spectrometa ya gamma ya semiconductor.) Kwa kuwa thorium-234 inatokana na kuoza kwa alpha ya uranium-238, ongezeko la shughuli zake za gamma linaonyesha kuongeza kasi ya kuoza kwa alfa hii. isotopu ya uranium. Kumbuka kwamba shughuli ya gamma ya uranium-235 haijaongezeka.
Wanasayansi kutoka Taasisi ya Fizikia ya Jumla ya Chuo cha Sayansi cha Urusi wamegundua kuwa mionzi ya laser inaweza kuongeza kasi sio tu kuoza kwa alpha, lakini pia kuoza kwa beta ya isotopu ya mionzi 137Cs - moja ya sehemu kuu za uzalishaji wa mionzi na taka. Katika majaribio yao, walitumia leza ya kijani ya mvuke ya shaba inayofanya kazi katika hali ya mapigo ya muda na muda wa mapigo ya nanoseconds 15, kasi ya kurudia mapigo ya kilohertz 15, na kiwango cha juu cha 109 W/cm2. Mionzi ya laser iliathiri lengo la dhahabu lililowekwa kwenye cuvette na suluhisho la maji ya chumvi 137Cs, maudhui ambayo katika suluhisho la 2 ml ilikuwa takriban 20 piccograms.
Baada ya masaa mawili ya kuwasha shabaha, watafiti walirekodi kuwa suluhisho la colloidal lenye nanoparticles za dhahabu 30 nm kwa ukubwa lililoundwa kwenye cuvette (Mchoro 4), na shughuli ya gamma ya cesium-137 (na, kwa hivyo, mkusanyiko wake katika suluhisho. ) ilipungua kwa 75%. Nusu ya maisha ya cesium-137 ni kama miaka 30. Hii inamaanisha kuwa kupungua kwa shughuli kama hiyo, ambayo ilipatikana katika jaribio la saa mbili, inapaswa kutokea chini ya hali ya asili katika miaka 60 hivi. Kugawanya miaka 60 kwa saa mbili, tunapata kwamba wakati wa mfiduo wa laser kiwango cha kuoza kiliongezeka takriban mara 260,000. Ongezeko kubwa kama hilo la kiwango cha kuoza kwa beta linapaswa kugeuza cuvette iliyo na suluhisho la cesium kuwa chanzo chenye nguvu cha mionzi ya gamma inayoambatana na uozo wa kawaida wa beta wa cesium-137. Walakini, kwa ukweli hii haifanyiki. Vipimo vya mionzi vilionyesha kuwa shughuli ya gamma ya suluhisho la chumvi haiongezeka (E.V. Barmina, A.V. Simakin, G.A. Shafeev, uharibifu wa caesium-137 unaosababishwa na Laser. "Quantum Electronics", 2014, 44, 8, 791-792).
Ukweli huu unaonyesha kuwa chini ya miale ya laser, kuoza kwa cesium-137 hakuendelei kulingana na hali inayowezekana (94.6%) chini ya hali ya kawaida na utoaji wa quantum ya gamma na nishati ya 662 keV, lakini kulingana na nyingine - isiyo ya kawaida. -enye mionzi. Hii labda ni kuoza kwa beta moja kwa moja na kuundwa kwa kiini cha isotopu 137Ba imara, ambayo katika hali ya kawaida hutokea tu katika 5.4% ya kesi.
Kwa nini ugawaji upya kama huo wa uwezekano hutokea katika mmenyuko wa kuoza kwa beta ya cesium bado haijulikani. Hata hivyo, kuna masomo mengine ya kujitegemea yanayothibitisha kwamba kasi ya uharibifu wa cesium-137 inawezekana hata katika mifumo ya maisha.
Athari za nyuklia za chini-nishati katika mifumo hai
Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Alla Aleksandrovna Kornilova katika Kitivo cha Fizikia cha Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow amekuwa akitafuta athari za nyuklia za nishati ya chini katika vitu vya kibaolojia kwa zaidi ya miaka ishirini. M. V. Lomonosov. Vitu vya majaribio ya kwanza vilikuwa tamaduni za bakteria za Bacillus subtilis, Escherichia coli, na Deinococcus radiodurans. Ziliwekwa kwenye chombo cha virutubisho kilichokuwa na chuma, lakini chenye chumvi ya manganese MnSO4 na maji mazito D2O. Majaribio yalionyesha kuwa mfumo huu ulitoa isotopu duni ya chuma - 57Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Ugunduzi wa majaribio wa hali ya upitishaji wa nishati ya chini ya nyuklia ya isotopu (Mn55 hadi Fe57) katika kukuza tamaduni za kibiolojia na kitaratibu, ya Mkutano wa 6 wa Kimataifa wa Cold Fusion", 1996, Japan, 2, 687-693).
Kulingana na waandishi wa utafiti, isotopu ya 57Fe ilionekana katika seli zinazokua za bakteria kama matokeo ya mmenyuko 55Mn+ d = 57Fe (d ni kiini cha atomi ya deuterium, inayojumuisha protoni na neutroni). Hoja dhahiri inayounga mkono nadharia iliyopendekezwa ni ukweli kwamba ikiwa maji mazito yanabadilishwa na maji mepesi au chumvi ya manganese haijumuishwi kwenye kiungo cha virutubisho, basi bakteria hazitoi isotopu ya 57Fe.
Baada ya kuhakikisha kuwa mabadiliko ya nyuklia ya vitu thabiti vya kemikali yanawezekana katika tamaduni za biolojia, A. A. Kornilova alitumia njia yake kuzima isotopu za mionzi za muda mrefu (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Ubadilishaji wa isotopu thabiti na ulemavu wa taka ya mionzi katika mifumo inayokua ya kibaolojia. . " Annals ya Nishati ya Nyuklia", 2013, 62, 626-633). Wakati huu, Kornilova haikufanya kazi na kilimo cha bakteria, lakini na ushirika mkubwa wa vijidudu vya aina anuwai ili kuongeza maisha yao katika mazingira ya fujo. Kila kikundi cha jumuiya hii kimezoea kikamilifu shughuli za maisha ya pamoja, usaidizi wa pamoja na ulinzi wa pande zote. Matokeo yake, superassociation inakabiliana vizuri na aina mbalimbali za hali ya mazingira, ikiwa ni pamoja na kuongezeka kwa mionzi. Kiwango cha juu cha kawaida ambacho tamaduni za kawaida za kibaolojia zinaweza kuhimili ni kiloradi 30, lakini vyama vya juu vinaweza kuhimili maagizo kadhaa ya ukubwa zaidi, na shughuli zao za kimetaboliki ni karibu bila kuharibika.
Kiasi sawa cha biomass iliyojilimbikizia ya microorganisms zilizotajwa hapo juu na 10 ml ya suluhisho la chumvi ya cesium-137 katika maji yaliyotengenezwa yaliwekwa kwenye cuvettes ya kioo. Shughuli ya awali ya gamma ya suluhisho ilikuwa becquerels 20,000. Chumvi za madini muhimu Ca, K na Na ziliongezwa kwa baadhi ya cuvettes. Cuvettes zilizofungwa ziliwekwa kwa 20°C na shughuli zao za gamma zilipimwa kila baada ya siku saba kwa kutumia kigunduzi cha usahihi wa hali ya juu.
Zaidi ya siku mia moja ya majaribio katika cuvette ya udhibiti ambayo haikuwa na microorganisms, shughuli ya cesium-137 ilipungua kwa 0.6%. Katika cuvette iliyo na chumvi ya potasiamu - kwa 1%. Shughuli ilipungua kwa kasi zaidi katika cuvette iliyo na chumvi ya kalsiamu. Hapa, shughuli ya gamma ilipungua kwa 24%, ambayo ni sawa na kupunguza nusu ya maisha ya cesium kwa mara 12!
Waandishi walidhani kuwa kama matokeo ya shughuli muhimu ya vijidudu, 137Cs inabadilishwa kuwa 138Ba, analog ya biochemical ya potasiamu. Ikiwa kuna potasiamu kidogo katika kati ya virutubisho, basi mabadiliko ya cesium katika bariamu hutokea kwa kasi ikiwa kuna mengi, basi mchakato wa mabadiliko umezuiwa. Kuhusu jukumu la kalsiamu, ni rahisi. Shukrani kwa uwepo wake katika kati ya virutubisho, idadi ya microorganisms inakua kwa kasi na, kwa hiyo, hutumia potasiamu zaidi au analog yake ya biochemical - bariamu, yaani, inasukuma mabadiliko ya cesium ndani ya bariamu.
Vipi kuhusu kuzaliana?
Swali la kuzaliana kwa majaribio yaliyoelezwa hapo juu linahitaji ufafanuzi fulani. Kinu cha E-Cat, kinachovutia kwa urahisi wake, kinatolewa tena na mamia, ikiwa si maelfu ya wavumbuzi wenye shauku duniani kote. Kuna hata mabaraza maalum kwenye Mtandao ambapo "wanakili" hubadilishana uzoefu na kuonyesha mafanikio yao (http://www.lenr-forum.com/). Mvumbuzi wa Kirusi Alexander Georgievich Parkhomov amepata mafanikio fulani katika mwelekeo huu. Aliweza kubuni jenereta ya joto inayofanya kazi kwenye mchanganyiko wa poda ya nickel na hidridi ya alumini ya lithiamu, ambayo hutoa kiasi kikubwa cha nishati (A.G. Parkhomov, Matokeo ya Mtihani wa toleo jipya la analog ya jenereta ya joto la juu nchini Urusi. Jarida la Mielekeo Inayoibuka ya Sayansi”, 2015, 8, 34-39). Walakini, tofauti na majaribio ya Rossi, haikuwezekana kugundua upotovu katika muundo wa isotopiki katika mafuta yaliyotumika.
Majaribio ya mlipuko wa umeme wa waya za tungsten, na vile vile juu ya kuongeza kasi ya laser ya kuoza kwa vitu vyenye mionzi, ni ngumu zaidi kutoka kwa mtazamo wa kiufundi na inaweza kutolewa tena katika maabara kubwa ya kisayansi. Katika suala hili, swali la kuzaliana kwa jaribio linabadilishwa na swali la kurudia kwake. Kwa majaribio ya athari za nyuklia zisizo na nishati kidogo, hali ya kawaida ni wakati, chini ya hali sawa za majaribio, athari inapatikana au la. Ukweli ni kwamba haiwezekani kudhibiti vigezo vyote vya mchakato, ikiwa ni pamoja na, inaonekana, moja kuu - ambayo bado haijatambuliwa. Utafutaji wa njia muhimu ni karibu kipofu na huchukua miezi mingi na hata miaka. Wajaribio zaidi ya mara moja walilazimika kubadilisha muundo wa kimsingi wa usakinishaji katika mchakato wa kutafuta kigezo cha kudhibiti - "kisu" hicho ambacho kinahitaji "kupotoshwa" ili kufikia kurudiwa kwa kuridhisha. Kwa sasa, kurudia katika majaribio yaliyoelezwa hapo juu ni takriban 30%, yaani, matokeo mazuri yanapatikana katika kila jaribio la tatu. Ikiwa hii ni nyingi au kidogo ni kwa msomaji kuhukumu. Jambo moja ni wazi: bila kuunda mfano wa kutosha wa kinadharia wa matukio chini ya utafiti, hakuna uwezekano kwamba itawezekana kuboresha kwa kiasi kikubwa parameter hii.
Jaribio la kutafsiri
Licha ya matokeo ya majaribio ya kushawishi kuthibitisha uwezekano wa mabadiliko ya nyuklia ya vipengele vya kemikali imara, pamoja na kuongeza kasi ya kuoza kwa vitu vyenye mionzi, taratibu za kimwili za taratibu hizi bado hazijulikani.
Siri kuu ya athari za nyuklia za chini ya nishati ni jinsi viini vilivyo na chaji chanya, vinapokaribiana, vinashinda nguvu za kuchukiza, kinachojulikana kama kizuizi cha Coulomb. Hii kwa kawaida huhitaji halijoto ya mamilioni ya nyuzi joto Selsiasi. Ni dhahiri kwamba katika majaribio yaliyozingatiwa hali ya joto kama hiyo haipatikani. Walakini, kuna uwezekano usio wa sifuri kwamba chembe ambayo haina nishati ya kinetic ya kutosha kushinda nguvu za kuchukiza itaishia karibu na kiini na kuingia kwenye mmenyuko wa nyuklia nayo.
Athari hii, inayoitwa athari ya handaki, ni ya kiasi tu na inahusiana kwa karibu na kanuni ya kutokuwa na uhakika ya Heisenberg. Kulingana na kanuni hii, chembe ya quantum (kwa mfano, kiini cha atomi) haiwezi kuwa na viwianishi vilivyoainishwa kwa usahihi na kasi kwa wakati mmoja. Bidhaa ya kutokuwa na uhakika (mikengeuko ya nasibu isiyoweza kuondolewa kutoka kwa thamani kamili) ya kuratibu na kasi inadhibitiwa kutoka chini kwa thamani inayowiana na h isiyobadilika ya Planck. Bidhaa hiyo hiyo huamua uwezekano wa kukanyaga kupitia kizuizi kinachowezekana: kadiri bidhaa ya kutokuwa na uhakika wa nafasi na kasi ya chembe inavyoongezeka, ndivyo uwezekano huu unavyoongezeka.
Kazi za Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati, Profesa Vladimir Ivanovich Manko na waandishi-wenza zinaonyesha kuwa katika majimbo fulani ya chembe ya quantum (kinachojulikana kama majimbo yanayohusiana), bidhaa ya kutokuwa na uhakika inaweza kuzidi kiwango cha Planck kwa maagizo kadhaa ya ukubwa. . Kwa hiyo, kwa chembe za quantum katika majimbo hayo uwezekano wa kushinda kizuizi cha Coulomb utaongezeka (V.V. Dodonov, V.I. Manko, Invariants na mageuzi ya mifumo ya quantum isiyo ya stationary. "Kesi za Taasisi ya Kimwili ya Lebedev. Moscow: Nauka, 1987, v. 183, uk.
Ikiwa nuclei kadhaa za vipengele tofauti vya kemikali hujikuta katika hali iliyounganishwa iliyounganishwa kwa wakati mmoja, basi katika kesi hii mchakato fulani wa pamoja unaweza kutokea, na kusababisha ugawaji wa protoni na neutroni kati yao. Uwezekano wa mchakato kama huo utakuwa mkubwa zaidi, tofauti ndogo ya nishati kati ya majimbo ya awali na ya mwisho ya mkusanyiko wa nuclei. Ni hali hii ambayo inaonekana huamua nafasi ya kati ya athari za nyuklia zenye nishati kidogo kati ya athari za kemikali na "kawaida" za nyuklia.
Je, majimbo madhubuti yanayohusiana yanaundwaje? Ni nini husababisha viini kuungana katika ensembles na kubadilishana viini? Ni viini gani vinaweza na visivyoweza kushiriki katika mchakato huu? Bado hakuna majibu ya maswali haya na mengine mengi. Wananadharia wanachukua hatua za kwanza tu kuelekea kutatua tatizo hili la kuvutia.
Kwa hivyo, katika hatua hii, jukumu kuu katika utafiti wa athari za nyuklia za nishati ya chini linapaswa kuwa la wajaribu na wavumbuzi. Uchunguzi wa kimajaribio na wa kinadharia wa jambo hili la kustaajabisha, uchambuzi wa kina wa data iliyopatikana, na mjadala mpana wa wataalamu unahitajika.
Kuelewa na kufahamu taratibu za athari za nyuklia zenye nishati ya chini kutatusaidia katika kutatua matatizo mbalimbali yanayotumika - kuunda mitambo ya bei nafuu ya umeme inayojiendesha, teknolojia bora za kuondoa uchafuzi wa taka za nyuklia na kubadilisha vipengele vya kemikali.