Глава четырнадцатаяЯДЕРНЫЕ ТРАНСМУТАЦИИ

14.1. Гипотеза о квантовых скачках протонов сквозь ядра атомов в молекулах

Изложенное в разделе 13.6 требовало длительного нахождения дейтрона в квазинейтральном состоянии временного сосуществования с электроном, прыгнувшим к нему с атомной орбитали, для того чтобы такой дейтрон за это время успел приблизиться к другому дейтрону или к ядру другого атома, двигаясь с досветовои скоростью. Но давно известно, что движение частиц в атомах носит скачкообразный характер. И вообще всякое движение любых тел осуществляется только квантовыми скачками, слишком мелкими, чтобы мы могли заметить их в обыденной жизни. Так мы порой не замечаем скачков минутной стрелки на часах. Нам кажется, что она медленно ползет по циферблату, хотя на самом деле движется мелкими шагами с остановками после каждого, как зримо движется секундная стрелка.
Если бы движение не состояло из квантовых скачков, то знаменитый зеноновский бегун никогда бы не догнал черепаху: пока он бежит к ней, она успевает отползти немного вперед, пока он пробежит еще и это расстояние, она отползет еще немножко и так далее. Лишь введение представления о квантовых скачках с бесконечно большими скоростями движения при них разрешает такие парадоксы движения.
Все давно согласились, что электрон в атоме при излучении фотона совершает квантовый скачок с одной орбитали на другую мгновенно. Но только в учебниках "забывают" написать, что мгновенность перескоков означает бесконечно большую скорость движения при перескоке. "Забывают" в угоду теории относительности Эйнштейна, который отрицал возможность сверхсветовых скоростей движения, а потому терпеть не мог разговоров о квантовых скачках.
Теория движения убедительно показывает, что мир сверсхветовых скоростей отнюдь не беднее нашего мира досветовых скоростей [9]. Более того, то обстоятельство, что все досветовые скорости движения складываются из квантовых скачков со сверхсветовыми скоростями, указывает на то, что наш мир досветовых скоростей -лишь слабая тень большого мира сверхсветовых скоростей и похож на иллюзию, такую же, как мир на экране кинематографа, где движение тоже складывается из маленьких скачков изображения из одной точки экрана в другую.
Коль мы начали разговор о движении электрона, пронизывающего ядро атома, то пора вспомнить, что Д. И. Блохинцев задолго до разработки в 60-е годы трудами Я. П. Терлецкого, С. Танаки, 0. М. Биланюка, Е. Сударшана, Дж. Фейнберга и других теории тахионов пришел к выводу, что сигнал (или частица) внутри элементарной частицы (например внутри нуклона) может перемещаться только со сверхсветовыми скоростями [242].
В этом свете изложенный в разделе 11.1 рассказ о К-захвате электронов вместе с нашими гипотезами о тонкостях этого процесса был только присказкой к тому, что мы собираемся сказать теперь. А мы собираемся спросить: что если в воде те квантовые скачки протона из одной его позиции в другую на водородной связи между молекулами, о которых была речь в разделе 10.4, осуществляются не вдоль связи по кратчайшей прямой, как мы вслед за Л. Полингом полагали до сих пор, а сквозь ядро атома кислорода в молекуле воды? Точно так, как скачут электроны сквозь ядро в модели атома, изложенной в разделе 11.1. Ведь протон в молекуле воды фактически расположен на Р-орбитали атома кислорода (см. рис. 11.4) и почти неразрывно связан с электроном этой орбитали, являющимся общим электроном двух атомов. Если этот электрон в соответствии с гипотезой Л. Г. Сапогина то и дело перескакивает сквозь ядро атома кислорода на противоположную ветвь орбитали, то почему бы и связанному с ним протону или дейтрону не последовать за ним? Особенно квазинейтральному дейтрону. Ведь положительный электрический заряд протона или дейтрона здесь скомпенсирован отрицательным зарядом электрона, находящегося на этой орбитали, называемой еще "электронным облаком". Кулоновский барьер ядра для них уже не преграда.
Кроме того, из теории тахионов следует, что при сверхсветовых скоростях движений вообще не существует электрических зарядов, как при досветовых скоростях не существует магнитных зарядов [9,243]. При переходе к сверхсветовым скоростям движений электрические заряды должны заменяться магнитными зарядами, как энергии заменяются импульсами. А при скорости света не существует ни электрических, ни магнитных зарядов. Недаром свет (поток фотонов) не чувствует зарядов. Если протон проскакивает сквозь ядро атома со скоростью света, то уже можно не вести речь о зарядах и их электростатическом оиалкивании.
О том, что протоны в водородных связях между молекулами воды перескакивают из одной позиции на другую, расположенную на расстоянии, меньшем 1 А от первой, не по кратчайшей прямой вдоль связи, а через атом кислорода в молекуле воды, первыми догадались Е. Уоллан, В. Девидсон и К. Шаллом из США, предложившие модель структуры льда с "обращающимися протонами", о чем рассказывается на с. 85 в [188]. Но указанные исследователи полагали, что протон при таких своих прыжках облетает ядро атома по дуге, как это мы рисовали на рис. 12.2 для квантовых прыжков электрона в атоме. Такая модель американцев лучше, чем другие, согласовывалась с экспериментальными данными, но все же не было полного соответствия между теоретическими и экспериментальными кривыми интенсивности, полученными в опытах по дифракции пучка нейтронов на кристаллах дейтериевого льда. Эксперименты указывали на то, что если отклонение движения протонов от прямой линии и существует, то весьма и весьма незначительное. И вообще строгая направленность считается одним из основных условий существования водородных связей.
Наше предположение о квантовых прыжках ядер атомов водорода в молекулах воды сквозь ядро атома кислорода снимает это несоответствие, возвращая движение протонов к строгой направленности вдоль водородной связи и в то же время не противореча модели "обращающихся протонов". Да и общие принципы квантовой механики подсказывают, что частице во всех случаях легче прыгать хоть на большие расстояния, но в своей квантовой ячейке (каковой в данном случае является Р-орбиталь в атоме кислорода), чем перескакивать из нее в другую. Перескоки частицы на другую орбиталь должны сопровождаться излучением фотона и потерей системой энергии, чего в воде не наблюдается.

14.2. На пути к ядерным трансмутациям

Если ядро атома водорода в молекуле воды, имеющей водородную связь с другой молекулой, ежеминутно проскакивает сквозь ядро атома кислорода, как это мы предположили в предыдущем разделе, то почему оно не вступает в ядерное взаимодействие с ним, не образует более тяжелое составное ядро? Ведь с увеличением массы ядер атомов первой половины таблицы химических элементов Менделеева (то есть с ростом их массового числа Л или атомного номера-Z) возрастает энергия связи нуклонов в ядрах. Поэтому такая ядерная реакция была бы энергетически выгодной, если бы была возможной.
Ответ прост: все возможные в обычных условиях реакции такого рода давно уже произошли, в результате чего мы и имеем в окружающей нас природе тот набор химических элементов и их изотопов, который имеем.
Действительно, захват протона ядром атома кислорода привел бы к возрастанию массового числа "составного ядра" на единицу (точнее, до величины массы ядра 17,002740 аем) и к возрастанию его атомного номера (заряда ядра, выраженного в единицах заряда протона) тоже на единицу. То есть ядро атома кислорода фактически превратилось бы в возбужденное ядро атома одного из изотопов фтора - следующего в таблице Менделеева химического элемента после кислорода. Ближайшим чуть меньшим по массе, чем это "составное ядро", известным ядром атома изотопа фтора является ядро (17,002095 аем). Разность масс-энергий составляет в данном случае 6,917 МэВ - это энергия возбуждения "составного ядра", или энергетический выход такой ядерной реакции, если бы она случилась. Но ядро имеет спин 5/2, в то время как исходное ядро имело нулевой спин. Добавление к нему спина протона (1/2) все равно не дает требуемой величины 5/2. Значит, образованию ядра атома фтора-17 препятствует закон сохранения момента количества движения. Вот и не наблюдается такой ядерной реакции.
Одновременный же захват ядром атома кислорода протона и электрона с излучением нейтрино (для сохранения лептонного заряда) и образованием возбужденного составного ядра, имеющего массу, чуть большую массы ядра атома изотопа , тоже не может состояться, ибо спин этого ядра тоже равен 5/2 и опять не соблюдается закон сохранения момента количества движения.
Такого же рода сложности возникают и при попытке захвата ядром атома кислорода дейтрона, если дело происходит в тяжелой воде.
А вот когда ядро атома кислорода-16 захватывает квазинейтральный дейтрон, который летит сквозь ядра вместе с находящимся некоторое время в нем орбитальным электроном, то уже вроде бы ничто на препятствует ядерной реакции.

(14.1)

Действительно, спин и четность ядра такие же, как у исходного ядра кислорода (составляют 0+), поэтому достаточно лишь, чтобы электрон, вступающий в реакцию, имел спин, антипараллельный единичному спину дейтрона. Это единственное правило отбора в данной реакции. Но оно отсеивает подавляющее большинство квазинейтральных дейтронов, у которых временно "прихваченный" ими электрон имеет другую ориентацию спина. Потому-то, наверно, изотопа 180 в природных водах гораздо меньше, чем изотопа 160. Но все же сравнительно много - 0,2% [122]. Может, торсионные поля атмосферных и водяных вихрей иногда поворачивают спины электронов в молекулах в нужном направлении - и случается реакция (14.1)?
Кстати, при этой реакции из-за действия закона сохранения импульса рождающееся нейтрино уносит львиную долю выделяющейся энергии, а образующееся ядро атома приобретает, согласно формуле (11.2), кинетическую энергию отдачи всего лишь в 2,8 кэВ. Так что для получения теплового выхода 1 кВт потребовалось бы, чтобы интенсивность реакций (14.1) составляла . Поэтому подозревать данную реакцию в том, что она вносит значительный вклад в тепловой выход вихревого теплогенератора "Юсмар", не приходится: тогда через несколько суток его работы мы получили бы большое количество малоизученной воды H2 , являющейся огромной редкостью. А впрочем, кто знает - ведь анализов воды никто не делал!
Аналогично может осуществляться захват квазинейтрального дейтрона и ядром атома углерода по реакции:

(14.2)

Ведь углерод образует с водородом углеводородные соединения, тоже способные создавать водородные связи между молекулами. При этом образующиеся в реакции (14.2) ядра уносят всего 4,32 кэВ энергии отдачи.
Поскольку углерод содержится в любой стали, то в поверхностных слоях стального тормозного устройства вихревой трубы теплогенератора "Юсмар" вполне может идти и эта ядерная реакция. Образующийся изотоп несложно обнаружить методом радиационного анализа, ибо наличие именно этого слаборадиоактивного изотопа, имеющего период полураспада 5730 лет, положено в основу широко известного радиоуглеродного метода определения возраста остатков древних деревьев.
Кстати, в описанных в разделе 14.4 экспериментах по замене в теплогенераторе "Юсмар" воды тосолом (углеродсодержащей жидкостью) после получаса работы теплогенератора удельная ß -активность тосола, обусловленная излучением быстрых электронов ядрами углерода-14, увеличилась на 3 Бк/мл [244].
Не исключено, что квазинейтральные дейтроны по такому же механизму могут взаимодействовать и с ядрами атомов железа, из которого сделано большинство деталей вихревого теплогенератора. При такой реакции

(14.3)

У ядра 58Fe остается 2,136 кэВ кинетической энергии.
Судя и по тому, что изотопа в природном железе содержится 0,34%, такая ядерная реакция в природе тоже не редкость.
Но реакции захвата квазинейтрального дейтрона ядрами других атомов - не единственные реакции захвата, которые могут идти в вихревом теплогенераторе. Физикам хорошо известны реакции захвата ядрами атомов нейтрона из дейтрона при бомбардировке ускоренными дейтронами ядер атомов [186], о чем мы уже упоминали в разделе 12.1. Можно представить, что и с квазинейтральным дейтроном иногда случается такое, когда правила отбора и законы сохранения не запрещают это. Например:

(14.4)

Здесь ядро атома железа выхватило из пролетающего около него квазинейтрального дейтрона нейтрон и отвергло протон вместе с электроном. Но для соблюдения закона сохранения четности (так как четность у образующегося ядра отрицательна, а у всех исходных частиц она положительна) нам пришлось предположить, что при этом возбужденное составное ядро излучает фотон, имеющий, как известно, отрицательную четность.
Не эта ли ядерная реакция обуславливает слабое остаточное рентгеновское послесвечение, обнаруженное нами после выключения установки "Юсмар" и продолжающееся более часа с интенсивностью, сравнимой с той, какой обладало осевое ионизирующее излучение во время работы установки, о котором мы уже говорили в разделе 11.4?
Описанные нами здесь гипотетические ядерные реакции захвата ядрами атомов квазинейтрального дейтрона несколько напоминают хорошо известные реакции захвата ядрами атомов тепловых нейтронов, которые так же беспрепятственно приближаются к ядрам, не замечая кулоновского барьера, поскольку нейтроны электрически нейтральны. Например, реакцию

(14.5)

по которой в атмосферном воздухе под действием нейтронов космических лучей азот превращается в радиоуглерод. Последний затем усваивается при фотосинтезе растениями, потребляющими углекислый газ из воздуха. После смерти растения процесс усвоения прекращается, и концентрация углерода-14 в растительных остатках начинает убывать по закону ß -радиоактивного распада, так как ядра распадаются с периодом полураспада 5730 лет. Это позволяет довольно точно определять возраст остатков древних растений.
Так что можно посоветовать В. И. Михеенко, о гипотезе которого мы говорили в разделе 12.6, подумать, как с помощью этого метода определить, действительно ли каменный уголь имеет нерастительное происхождение. Ведь если это так, то тогда его ß -радиоактивность должна оказаться почти нулевой.

Date: 2015-07-27; view: 566; Нарушение авторских прав