Ядерные трансмутации - процесс молекулярный

Заключенный лагеря ЮЖ-312/87 в Донецкой области Б. В. Болотов уже который месяц держал в клетке в еще более страшном заключении курицу. Он кормил ее только продуктами, не содержащими кальция. Нет, не с садистской целью посмотреть как будут выглядеть куриные яйца без скорлупы, построение которой без кальция невозможно. Он проверял свою научную идею о ядерных трансмутациях химических элементов.
Будучи до заключения в 1974 г. в колонию строго режима по сфабрикованному киевскими "органами" обвинению в антисоветчине еще молодым ученым-кибернетиком, подающим большие надежды, он живо интересовался еще и биологией. А биологи хорошо знают, что птицы любят заглатывать песок и мелкие камешки. Полагали, что те помогают перетирать пищу в желудке. Болотов усомнился: а только ли для этого? Что если в организме курицы происходит превращение кремния в кальций, столь необходимый для формирования скорлупы яиц? Ведь кальций не во всех почвах имеется в достаточных количествах, а кремния - всегда избыток, ибо песок -это кремнезем SiО2. Шли долгие месяцы и годы заключения, а курица, клевавшая песок и не имевшая доступа к столь необходимому ей кальцию, всё несла нормальные яйца с нормальной скорлупой.
Но оставим на некоторое время заключенных в их страшных застенках, из которых они мечтали вырваться, и вернемся к нашей теме. До сих пор мы в разделе 13.2 и других рассматривали квантовые прыжки сквозь ядро атома кислорода лишь одного из ядер атомов водорода в молекуле воды. Но в молекуле их два. Что если оба они прыгнут одновременно? Тогда в случае протиевой воды может случиться ядерная реакция

(14.6)

а в случае тяжелой воды реакция

(14.7)

Спины и четности ядер атомов обоих получающихся изотопов неона такие же, как у ядра атома исходного кислорода (О+). Следовательно, спины ядер атомов водорода, вступающих в реакцию, должны быть антипараллельны, чтобы произошло образование ядра атома неона. В исходной воде молекул с антипараллельными спинами ядер атомов водорода сколько угодно. И масс исходных компонентов достаточно для образования ядра атома неона. Так что реакцию вроде бы ничто не запрещает. Только могут ли прыгать оба ядра атомов водорода одновременно?
Судя по тому, что земные моря и океаны до сих пор не превратились в моря инертного газа, можно было бы ответить, что по крайней мере с протиевой водой такое случается не часто. Но не будем спешить с выводами. Ведь изотоп нестабилен и быстро распадается с периодом -полураспада всего 1,5 сек., превращаясь в изотоп фтора-18. Тот хоть и "живет" немножко дольше (период полураспада 109,8 мин), но тоже вскоре превращается в стабильный изотоп кислорода-18. Так что в результате всего этого количество кислорода не убывает. Убывает лишь водород, затрачиваемый в реакциях (14.6) и (14.7). При этом происходит превращение одного изотопа кислорода в другой с выделением значительного количества энергии 10,624 МэВ на атом) и высвобождение этого кислорода из воды. Кстати, это могло быть еще одним каналом пополнения запасов кислорода в земной атмосфере. Правда, кислорода-18 содержится всего лишь 0,2% среди всего ислорода на Земле. И хотя в пересчете на тонны это немало, но все же это говорит о том, что если ядерная реакция (14.6) и случается в обычных земных условиях, то весьма и весьма редко.
А вот в вихревом теплогенераторе "Юсмар", где, не исключено, в условиях торсионных полей и кавитационных пузырьков вероятность реакции (15.6) может повышаться, такой цикл превращения кислорода-16 воды в кислород-18 мог бы являться еще одним дополнительным источником тепла. Так что анализ на кислород-18 нам очень необходим.
А теперь зададим вопрос, который, казалось бы, уводит в сторону от нашей темы: что будет, если вместо двух атомов водорода в молекулу воды поместить два атома лития - элемента, стоящего в той же группе химических элементов таблицы Менделеева, что и водород, но только во втором ее ряду? В [8] отмечалось, что экстремум графика зависимости полной энергии ядра атома лития от скорости его движения лежит точно на одной из резонансных линий, как и минимумы графиков полной энергии протона и а -частицы (ядра атома гелия). Последние два благодаря этому (а вернее, благодаря полной симметричности их структуры, описанной в [8]) являются наиболее стабильными и распространенными частицами в природе. Так почему же литий, ядро которого тоже попадает на резонансную линию стабильности, является редким химическим элементом на Земле? Ведь если бы этого ценного металла, обладающего целым набором уникальных свойств, было побольше, то не пришлось бы строить планы добычи гелия-3 на Луне, о которых мы рассказывали в разделе 10.1.
Если мы в молекуле воды заменим атомы водорода атомами лития, то получим молекулу оксида лития Li2О. Любопытно, что из всех щелочных металлов только литий, сгорая в воздухе, образует оксид. Остальные превращаются в пероксиды (Na2О2, KО2 и др.). Случайно ли?
Но посмотрим, что получится, если оба ядра атомов лития в молекуле "литиевой воды" Li2О одновременно будут захвачены ядром атома кислорода при квантовых скачках сквозь него:

(14.8)

Спин и четность получающегося ядра атома изотопа кремния-30 такие же, как у исходного кислорода. Значит, при антипараллельных спинах ядер атомов лития эта ядерная реакция не запрещена. Масс исходных частиц тоже достаточно для образования ядра атома кремния-30. Поэтому такая ядерная реакция вполне возможна. Не по ее ли вине исчез литий на Земле?
Но кремния-30 в земной коре содержится только 3,12% от всего кремния в ней. Гораздо больше кремния-28 (92,17%). Почему? Не потому ли, что ядра атомов лития-7 имеют отрицательную четность, а это означает медленность реакции (14.8), в которой остальные ее участники имеют положительную четность?
А может быть, потому, что кремний-28 образовался в результате аналогичной реакции

(14.9)

ядер атомов кислорода с ядрами атомов изотопа лития-6 в "литиевой воде"? Атомов тоже стабильного изотопа лития-6 в земной коре содержится только 7,42% от всего лития в ней. Не потому ли их так мало, что ядра атомов лития-6 охотнее вступают в реакцию соединения с ядрами атомов кислорода, чем ядра атомов лития-7? А охотнее они вступают в эту реакцию потому, что спин ядра атома лития - 6 целочисленный (1), а четность положительна, как и у ядер атомов кремния и кислорода. А это значит, что правила отбора уже не мешают ядрам атомов лития-6 вступать в реакцию (14.9).
Теперь становится понятно почему кремния-28 так много на Земле: в него превратился, соединясь с кислородом, почти весь литий-6, первоначально содержавшийся на планете в больших количествах. А больше лития-6, чем лития-7, на Земле когда-то было, конечно же, потому, что ядро атома этого изотопа правильное и симметричное: нейтронов в нем столько же, сколько и протонов. Так за небольшим исключением обстоит дело в большинстве атомов остальных химических элементов первых рядов таблицы Менделеева. Поэтому правильнее будет считать основным изотопом лития - примесью, которая, увы, и сохранилась на Земле почти в нетронутом виде. Интересно, а как обстоят дела на других планетах и небесных телах? Особенно на тех, где нет и никогда не было воды и мало кислорода. Может, там лежат несметные запасы лития?
Наверно, неслучайно Б. В. Болотов назвал кремний "литиевой водой" и разрабатывал "химию второго поколения", в которой вместо воды растворителем является "литиевая вода" - кремний. Опыты по диссоциации кремния в расплавах под воздействием электрических полей и реакций с образованием "кислот" и "щелочей" позволили ему предположить и возможность реакций нейтрализации. Например, магний и цинк, растворенные в расплаве кремния, при наложении электрических полей превращались в кремний и никель с выделением тепла, что подтвердили эксперименты, осуществленные Болотовым в тюремных мастерских [245]. Так что реологическая связь воды с кремнием, о которой мы говорили в разделе 9.2, имеет глубокие корни.
Ну а как же курица, о которой мы чуть не забыли, но которую ежедневно в течение многих лет не забывал кормить пищей без кальция простой советский заключенный Б. В. Болотов, избранный академиком тогда еще неофициальной РАЕН еще до его освобождения из тюрьмы в 1990 г. Желудок птицы - это, как известно, целая химическая фабрика. Какие только реакции там не идут! Например, растворение кремнезема в кислотах и щелочах с последующим образованием кремнийорганических соединений, которые, как и вода, тоже имеют гексагональную структуру. В этих соединениях ядра атомов углерода вполне могут совершать квантовые скачки сквозь ядра атомов кремния, с которыми они связаны ковалентными связями.
Да и образование карборунда SiC, имеющего алмазоподобную тетраэдрическую кристаллическую структуру, тоже не исключено в желудке птицы. Этот процесс вообще может идти за одну химическую реакцию

(14.10)

Люди осуществляют эту реакцию в электропечах, где разогревают смесь песка и кокса. Но не исключено, что в присутствии катализаторов - ферментов желудка птицы - реакция может идти и при обычной температуре. Ковалентные связи, соединяющие атомы углерода и кремния в карборунде, - это те мостики, по которым ядра атомов углерода могут иногда перескакивать к ядрам атомов кремния, чтобы слиться с ними в ядерной реакции

(14.11)

Конечно, все это требует разработки новой химии - химии ядерных трансмутаций, или "химии второго поколения", как назвал ее Болотов. А это задача непростая, тем более, что советская официальная наука в свое время встретила эти идеи в штыки и, чтобы не дискутировать с Болотовым, предпочла засадить его, работавшего тогда в киевском Институте электродинамики, за решетку, проведя через все круги ада.
Слава Богу, тюремное начальство оказалось более снисходительным к новым научным идеям, чем академики, и разрешило заключенному заниматься в тюремных мастерских научными изысканиями в свободное от принудительной каторжной работы время и писать научные работы. А все то, что он написал до заключения, киевская прокуратура конфисковала и сожгла вместе с книгами обширной личной библиотеки Болотова. Об этом поведал миру журнал "Изобретатель и рационализатор" [246], добиваясь освобождения и реабилитации незаконно осужденного ученого.
А центральная профсоюзная газета "Труд" вскоре сообщила, что накануне освобождения из тюрьмы, где ему пришлось отсидеть "от звонка до звонка", Б. В. Болотов впервые превратил ртуть в платину [245].
Тем временем в благополучной Франции Луи Кервран разрабатывал почти аналогичную теорию ядерных трансмутаций. И весь мир теперь ассоциирует с этим процессом имя Керврана, а не Болотова, таблицу изостеров которого, предложенную им на смену и в развитие таблицы Менделеева, можно увидеть разве только в московском музее им. академика Н. Д. Зелинского [245]. Так в основном и делается у нас: все новое - сразу в музей, а не на полки библиотек и страницы учебников!
Но Бог с ними, с приоритетами отечественной науки и мировой известностью. Если уж не ценим это, все ниже преклоняясь перед латинским шрифтом, то постараемся почерпнуть из этой истории хоть самое главное - доказанность возможности ядерных трансмутаций.
Укрепившись в этом мнении, вернемся теперь к реакции (11.5) синтеза дейтерия в воде, на которую мы уже возложили столько надежд. Если оба ядра атомов водорода в молекуле воды могут прыгать сквозь ядро атома кислорода одновременно, как это мы предположили теперь, при рассмотрении ядерной реакции (14.6), то почему бы тогда синтезу дейтронов по реакции (11.5) не идти в ядро атома кислорода? Для этого достаточно, чтобы вместе с протонами в ядро атома кислорода прыгнул хотя бы один электрон с электронной оболочки атома. А они ведь тоже прыгают сквозь ядро! Тогда в ядерной реакции

(14.2)

ядро атома кислорода играет роль третьего тела - катализатора, с помощью которого идет эта реакция.
И в самом деле, до сих пор физики считали, что превращение протона в нейтрон с поглощением электрона может происходить только в ядрах атомов. Лишь мы в одиннадцатой главе осмелились предположить, что такой процесс захвата электрона может идти и на свободном протоне в водородных связях. Реакция (14.12) возвращает нас к традиционной точке зрения.
Эта реакция вроде бы ничем не запрещена. Соблюдаются и закон сохранения момента количества движения, и закон сохранения четности. Единственное условне - чтобы спины исходных протонов были параллельны. Если бы не было еще и электрона, то принцип Паули запрещал бы двум протонам в одном ядре иметь параллельные спины. Но электрон выручает, если успевает соединиться в ядре атома кислорода с протоном и превратить его в нейтрон до того, как он оттолкнется от другого протона. Потому-то ядерная реакция (14.12) случается не часто, а лишь в торсионных полях вихревых потоков воды, которые ориентируют спины параллельно.
И еще одно преимущество перед реакцией (11.5) мы видим здесь: рождающееся в реакции (14.12) нейтрино теперь уже не обязано уносить с собой почти всю энергию реакции 1,953 МэВ, как это было при реакции (11.5). Теперь эта энергия распределяется уже среди трех частиц. А потому львиная доля энергии реакции теперь может распределяться между дейтроном и ядром атома кислорода, то есть идти на нагрев воды, а не исчезать вместе с неуловимым нейтрино. И тогда для выработки одного киловатта "лишней" тепловой энергии в вихревом теплогенераторе достаточно, чтобы в нем синтезировалось всего дейтронов в секунду, а не , как мы насчитали в разделе 11.3, исходя из реакции (11.5).
Но такой поворот, если это действительно так, хоть и полезен для объяснения причин появления "лишнего" тепла в вихревом теплогенераторе, лишает нас надежд на получение остронаправленного нейтринного пучка и создание нейтринных двигателей для космических кораблей.