Как повысить эффективность теплового ядерного синтеза?
реклама
В.А. Шашлов Как повысить эффективность «теплого» ядерного синтеза? Изложен механизм теплого ядерного синтеза, в основу которого положена модель атомных ядер в виде конструкций, построенных из нуклонов, имеющих форму прямоугольных тетраэдров. Предлагается осуществить замену лития на бериллий, что способно повысить эффективность работы генераторов LENR. Введение Месяц назад на сайте «Академия Тринитаризма» появилась работа [1] с описанием генератора Росси, в котором, вероятно, реализуются низкоэнергетические ядерные реакции LENR (Low Energy Nuclear Reactions). Как следует из описания генератора, одним из компонентов рабочего тела является литий и в результате работы происходит превращение ядер 7Li в ядра 6Li. С другой стороны, за неделю до этого, автор опубликовал работу [2], в которой описана структура ядер 7Li, 6Li. Если эта структура соответствует действительности, она должна влиять, а возможно, и обуславливать протекание LENR-процессов. Необходимо исследовать влияние структуры ядер 7Li, 6Li в осуществлении LENR. Первый этап такого исследования и представлен в данной работе. Постановка проблемы Мощные источники энергии могут работать исключительно на трансмутациях ядер (в атомных процессах изменения энергии на много порядков меньше, а элементарные частицы, в большинстве своем, не стабильны). Имеется, правда, возможность создания источника энергии с использованием нейтрино [3], но это – «другая песня». Проблема в том, чтобы найти оптимальный способ ядерных превращений, позволяющий получать максимальный выход заключенной в ядрах энергии в возможно более «мягких» условиях. Нахождению такого способа и посвящена данная работа. Цель работы Целью работы является применение разработанной автором модели строения атомных ядер для понимания механизма работы и совершенствования генераторов LENR. Содержание работы В первой части рассмотрен возможный механизм взаимодействия ядер 7Li с ядрами Ni, который приводит к выделению энергии в LENR-генераторах. Во второй части рассмотрено строение ядра 9Ве в проективной модели нуклонов, и приведены оценки электрического и магнитного моментов ядер 9Ве. В третьей части рассматривается возможность замены лития на бериллий, что должно существенно повысить эффективность генераторов LENR. В Дополнении указан еще один возможный тип частиц темной материи. I. Механизм работы LENR-генераторов Описание LENR-генератора Росси изложено во многих работах, опубликованных в Интернете за последние 3 месяца. Результаты работы генератора весьма убедительны. Дело даже не столько в получении избыточного количества энергии, а в факте изменения изотопного состава рабочего вещества, что может быть объяснено исключительно превращениями ядер (если, конечно, не было тривиальной подмены образцов). Сразу приведу основной вывод данного раздела: процесс, приводящий к выделению энергии в LENR-генераторах, это – взаимодействие ядер 7Li с ядрами Ni. Ключевым фактором, который позволяет осуществить данное взаимодействие, является то, что в ядре 7Li имеется полость, в которой могут собираться электроны, тем самым компенсируя заряд ядра. Когда в полости соберется 4 электрона, ядро 7Li приобретет отрицательный заряд, и вместо кулоновского отталкивания будет иметь место притяжение ядер 7Li и Ni (любого изотопа никеля). За счет этого притяжения и осуществляется слияние ядер 7Li и Ni, при котором происходят ядерные преобразования (изменяется конструкция ядер), результатом чего является выделение энергии. Полость в конструкции ядра 7Li хорошо видна в центре фото 2в в работе [2]. Точно такая же полость имеется в ядре 9Ве (раздел II, фото 1в). Полость имеет форму правильного тетраэдра, ребро которого равно удвоенному радиусу нуклона: а ~ 2R ~ 1,732 Фм. Боковая поверхность этого тетраэдра образована основаниями 3-х прямоугольных тетраэдров, с помощью которых моделируется форма нуклонов (реальная форма нуклонов гораздо сложнее: это – поверхность Боя, см. [4]). Вершины полости образованы (n,m)-узлами. Напомню, что (n,m)-узлы представляют собой небольшие по размерам участки ядра, в которых собраны валентные кварки соседних нуклонов: «n» – количество u-кварков, «m» – количество d-кварков в данном узле. (n,m)-узлы выполняют важнейшую функцию в формировании ядра, скрепляя входящие в состав ядра нуклоны. Ядерные конструкции образуются за счет кулоновского притяжения кварков в (n,m)-узлах. Примечание. Никакого специфического (сильного) взаимодействия для образования атомных ядер не требуется: необходимо лишь, чтобы (+) и (-) заряженные кварки находились в разных частях нуклона. Аналогичным образом молекулы образуются за счет взаимодействия (+) и (-) зарядов разных частей атомов: ядер и электронов. Согласно проективной модели строения адронов, каждый кварк располагается в своем лепестке поверхности Боя, что делает возможным объединение нуклонов в атомные ядра. Нижняя грань полости является открытой: именно через нее электроны попадают внутрь полости. Однако каким образом это происходит и почему электроны способны находиться в столь малом объеме? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо рассмотреть процесс слияния ядер лития и никеля с самого начала. В исходном состоянии имеются микрочастицы никеля, поверхность которых омывается расплавом лития (Тплав = 454 0К), благодаря чему атомы лития находятся в максимально тесном контакте с атомами никеля. При температурах выше 1000 0С в расплаве с атомами и ионами водорода Н+ (способными присоединять электроны), большая часть атомов лития находится в ионизированном состоянии 7Li+. Радиус иона 7Li+ равен r1 ~ 0,76*10-8 см, радиус атома никеля rNi ~ 1,24*10-8 см. Исходное расположение ядер 7Li (в составе ионов 7Li+) и ядер Ni (в составе атомов Ni на поверхности микрочастиц) показано на схеме: III II I Ni ----- r3 ----- | е… ----- r2 ----- …е | | е,е | ----- r1----- 7Li Крайние точки показывают положение ядер Ni и 7Li. В средней части схемы вертикальными чертами отмечены границы электронных оболочек атомов Ni и ионов 7 + Li : первая оболочка содержит 28 электронов, а вторая оболочка – 2 электрона. Расстояние от ядра никеля до внутренней поверхности электронной оболочки (r3) примерно в 28 меньше радиуса атома никеля: r3 ~ (1/28)*1,24*10-8 см ~ 0,05*10-8 см. Соответственно, толщина оболочки r2 ~ rNi - r3 ~ 1,19*10-8 см (большая часть атома – это электронная оболочка). В исходном состоянии расстояние между ядрами лития и никеля составляет r1 + rNi ~ 2*10-8 см. По ядерным масштабам, это очень большая величина: она на 5 порядков превышает радиус ядра лития. Энергия кулоновского взаимодействия этих ядер в 3*28 = 84 раза превышает энергию взаимодействия единичных зарядов. Это означает, что кулоновский барьер, препятствующий слиянию ядер лития и никеля, является чрезвычайно широким и высоким. Для частиц с энергией порядка 0,1 эв (именно такую энергию имеют ядра лития и никеля при температуре ~ 1000 0С) вероятность преодоления данного барьера пропорциональна экспоненте с отрицательным показателем порядка 105, что является пренебрежимо малой величиной (за все время существования Вселенной не должно произойти ни одного акта слияния). Ясно, что сближение ядер лития и никеля возможно только при учете дополнительных физических эффектов, позволяющих компенсировать столь высокий и широкий барьер. Рассмотрим процесс слияния ядер 7Li (в составе иона 7Li+) с ядрами Ni в виде последовательности указанных на схеме 3-х этапов: I, II, III. I этап. На данном этапе ядро 7Li преодолевает расстояние r1 ~ 0,76*10-8 см. Имеется, по крайней мере, 2 механизма реализации данного этапа, которые можно именовать 1) химико-физический, 2) физико-химический. 1) Непосредственно за ионом 7Li+ располагаются атомы водорода Н, которые «отбирают» у иона 7Li+ два электрона, превращаясь в отрицательные ионы Н-. Данный процесс еще более эффективен, если в нем участвуют положительные ионы Н + (протоны). Свой вклад в «освобождение» иона 7Li+ от 2-х электронов могут вносить и атомы Ni, у которых недостает 2-х электронов, чтобы сделать внешнюю d-оболочку замкнутой: принадлежащие иону 7Li+ электроны могут встраиваться в d-оболочку Ni. В результате, принадлежащие иону 7Li+ электроны смещены в сторону никеля и водорода (оболочка 7Li+ сильно поляризована) и на поверхности никелевых микрочастиц образуется слоистая структура (подобная жидкому кристаллу): Ni- – 7Li+ – H- – Al+. В рабочем веществе ионы водорода H+ находятся в избытке. Обладая высокой подвижностью, эти ионы с высокой вероятностью попадают в область связи 7Li+ – H-. В результате связь разрывается и возникает кулоновское отталкивание, которое «выбивает» ядро 7Li из своего положения в направлении атома Ni. Одновременно увеличивается притяжение ядра 7Li электронной оболочкой атома никеля. Действие этих 2-х причин приводит к тому, что ядро 7Li приобретает импульс в направлении атома Ni. 2) В s-состоянии вероятность нахождения электронов в ядре не равна нулю. Именно по этой причине имеет место К-захват, который является одним из видов β-распада. Для легких атомов (ионов) вероятность К-захвата чрезвычайно мала, поскольку электронные оболочки находятся на большом расстоянии от ядра. Однако в нашем случае s-орбиталь, на которой находятся 2 электрона иона 7Li+, сильно поляризована, поэтому вероятность того, что эти электроны проходят через ядро 7Li, может иметь столь же большую величину, как для атомов, в которых реализуется К-захват. При прохождении через ядро 7Li, электрон может оказаться в описанной выше полости и остаться в ней (более подробно это описано на втором этапе). В этом случае ион 7Li+ становится похож на атом водорода (точнее – на ион гелия). Ядро этого иона способно совершить переход через свою электронную оболочку, содержащую всего один электрон, так же, как это происходит с протонами при автопротолизе молекул воды. Осуществив такой переход, ядро 7Li оказывается в электронной оболочке атома Ni. Каждый из указанных 2-х механизмов (тем более, их совместное действие) приводит к тому, что в рабочем веществе LENR-генератора происходит непрерывное проникновение ядер 7Li в электронные оболочки поверхностных атомов Ni. Данный процесс представляет собой первый этап сближения ядер 7Li и Ni. II этап. Прохождение ядром 7Li электронной оболочки атома Ni. Как видно из схемы, большую часть расстояния между ядрами 7Li и Ni занимает электронная оболочка никеля. Эта оболочка представляет для ядер 7Li потенциальную яму, центр которой располагается вблизи центральной части оболочки (в р-оболочке М-слоя). При удалении ядра 7Li от центральной части оболочки, количество электронов с противоположной стороны увеличивается, и этот избыток создает силу, которая стремится возвратить данное ядро в центральную часть оболочки. Глубина потенциальной ямы U ~ 0,1е*Eоб*(1/2)r2 ~ 3 эв, здесь е – элементарный заряд, Eоб ~ 5*109 в/см – среднее значение напряженности электрического поля внутри оболочки. Эта глубина на 1,5 порядка превышает тепловую энергию, поэтому ядра 7Li могут находиться в электронной оболочке атома Ni длительное время. За это время ядро 7Li совершает множество столкновений с электронами (импульсы электронов и ядра 7Li примерно одинаковы, поэтому столкновения не выбивают ядра из оболочки). Часть этих столкновений приводит к тому, что электроны попадают в описанную выше полость в ядре 7Li и «застревают» в ней, уменьшая электрический заряд данного ядра. Рассмотрим строение данной полости более подробно. Каждая из 3-х боковых граней полости образована основанием моделирующего нуклон прямоугольного тетраэдра и имеет вид, показанный на рис. 3 работы [5]. Данное основание не является плоским, наоборот, это криволинейная поверхность, составленная из частей 3-х лепестков поверхности Боя (в терминах Стандартной Модели, лепестки – это глюонные струны, в вершинах которых располагаются валентные кварки). В центре основания остается отверстие, не занятое ни одним из 3-х лепестков. Электрон может «просочиться» в это отверстие и оказаться внутри нуклона. Термин: «внутри нуклона» не означает, что электрон оказывается под поверхностью нуклона (где располагаются морские кварки). Поверхность Боя имеет внутренние «пустоты», и электрон может оказаться в одной из этих пустот (см. [4]). Электрон в «пустотах» внутри нуклона существенно отличается от электрона в свободном пространстве. Лепестки столь сильно сдавливают электрон, что для него перестает выполняться принцип неопределенности: лепестки слишком «тяжелы», чтобы заключенный внутри них электрон был способен совершать нулевые колебания (для этого нужно было бы деформировать лепесток, что электрону не под силу). Примечание. Наглядно процесс «поглощения» электрона лепестками поверхности Боя можно представить как процесс попадания маленькой мушки в плотный цветочный бутон, лепестки которого обладают клейкими свойствами. Попав в «пустоты» нуклона, электрон становится составной частью новой частицы, которую можно назвать «нуклон+электрон»: (N+е). Данная частица может существовать в двух разновидностях: «протон+электрон» (Nр+е) и «нейтрон+электрон» (Nn+е). (Nn+е)-частица имеет отрицательный заряд и массу, близкую к массе антипротона. Вероятно, данная частица, также как и нейтрон, является нестабильной (Nр+е)-частица имеет нулевой заряд и может оказаться столь же стабильной, как протон. Данная частица может служить частицей темной материи (Дополнение). Гипотеза существования (Nр+е)-частиц допускает экспериментальную проверку (см. Дополнение). Если гипотеза соответствует действительности, то за время пребывания в электронной оболочке никеля, ядро 7Li может «захватить» 3-4 электрона. В первом случае эффективный заряд этого ядра становится равным нулю и кулоновский барьер исчезает. Во втором случае суммарный заряд ядра станет отрицательным, отталкивание сменится на притяжение и ядро лития (с внедренными в его нуклоны электронами) устремится к ядру Ni: кулоновское притяжение будет способствовать сближению ядер. III этап. Прохождение заключительного отрезка пути длиной r3 ~ 5*10-10 см. В ядерных масштабах эта величина все еще чрезвычайно велика: она на 3 порядка превышает характерный размер ядер. Однако после того, как нуклоны ядра 7Li «захватят» 3-4 электрона, кулоновский барьер либо перестает существовать, либо между ядрами возникает кулоновское притяжение, которое подталкивает ядра друг к другу. Характерной особенностью поверхности ядер Ni является то, что на ней имеются элементы, которые «подходят» к полости в ядре 7Li как «ключ к замку». Таким «ключом» являются любой прямоугольный тетраэдр, который имеется на поверхности ядер Ni. Прямоугольный тетраэдр меньше правильного тетраэдра, и может вставляться в полость прямоугольной вершиной «до упора». При этом все 3 (n,m)-узла в основаниях этих тетраэдров попарно совпадут друг с другом: «ключ» будет вставлен в «замок». В результате, на короткое время возникает ядерная конструкция, включающая в себя (28 + 3) = 31 протонов и (N + 4) нейтронов, здесь N – число нейтронов в изотопе Ni, который вступает в реакцию. Энергетически наиболее выгодным изменением данной ядерной конструкции является перемещение одного нейтрона от ядра лития к ядру никеля. Согласно предлагаемому механизму, выделение энергии в LENR-генераторах осуществляется в результате последовательной реализации 4-х реакций: 7 Li + 58Ni → 59Ni + 6Li + Q1 7 Li + 59Ni → 60Ni + 6Li + Q2 7 Li + 60Ni → 61Ni + 6Li + Q3 7 Li + 61Ni → 62Ni + 6Li + Q4 Энергия, которая выделяется на каждом шаге преобразования ядер никеля во все более тяжелые изотопы, легко находится с использованием Банка ядерных данных МГУ: Q1 ~ 1,75 Мэв, Q2 ~ 4,14 Мэв, Q3 ~ 0,58 Мэв, Q4 ~ 3,35 Мэв. Соответственно, суммарный выход энергии на этих 4-х этапах, с помощью которых основной изотоп 58Ni превращается в 62Ni, составляет Q1-4 ~ 9,81 Мэв. Для того чтобы рабочее тело являлось источником мощности 1 квт, необходимо, чтобы в одну секунду данные превращения происходили с 6*1014 ядрами 58Ni. Для 1 грамма рабочего вещества эта величина вполне реальна. На изотопе 62Ni данная реакция идет с поглощением энергии. Правда, на следующем изотопе 63Ni энергия снова выделяется, но при взаимодействии с последним стабильным изотопом 64Ni опять происходит поглощение энергии, поэтому на изотопе 62 Ni экзотермические реакции заканчиваются. Важным достоинством предлагаемого механизма является то, что он объясняет, почему LENR-реакция не сопровождается жесткими излучениями. Причина в том, что энергия, которая выделяется при ядерных преобразованиях, передается электронам, которые высвобождаются из (N+е)-частиц. Эти электроны возвращаются в электронную оболочку атома Ni и передают ей энергию. С помощью такого механизма выделяющаяся энергия безизлучательным способом передается сразу всей электронной оболочке атомов Ni, и затем распределяется по степеням свободы атомов и ионов рабочего вещества. II. Структура и электромагнитные моменты ядер 9Ве Конструкция ядра 9Ве показана на фото 1а, 1б, 1в. На этих фото представлен вид модели ядра 9Ве спереди, сверху и снизу. фото 1а фото 1б фото 1в По своему строению ядро 9Ве очень похоже на ядро 7Li. Отличие лишь в том, что положение нечетного тетраэдра-протона занимает нечетный тетраэдр-нейтрон, и добавляются один тетраэдр-протон и один тетраэдр-нейтрон. При этом 2 дополнительных нуклона соединяются с двумя блоками их 3-х нуклонов, образуя максимально плотный блок из 2-х нейтронов и 2-х протонов, представляющий собой αчастицу. Ядро 9Ве является первым ядром, в котором имеются две α-частицы, которые соединены в жесткую конструкцию благодаря тому, что между ними вставлен тетраэдр-нейтрон. Знание конструкции ядра магнитный (µ) моменты. 9 Ве позволяет оценить его 1) электрический (Q0), 2) 1) Пространственное расположение (n,m)-узлов в конструкции ядра 9Ве такое же, как расположение (n,m)-узлов в конструкции ядра 7Li. Отличаются лишь количества кварков в некоторых (n,m)-узлах, т.е. величина заряда этих узлов. Данное обстоятельство позволяет воспользоваться формулами, с помощью которых вычислялся Q0(7Li) в [2]. Кварковая формула ядра 9Ве, показывающая сколько и каких (n,m)-узлов содержит данное ядро, имеет вид: Fq(9Ве)= (3,4) + (2,4) + 2(2,2) + 2(2,1). Из сравнения с кварковой формулой ядра 7Li: Fq(7Li)= (2,4) + (2,3) + 2(2,1) + 2(1,1) видны следующие различия: (3,4)-узел заменяет (2,3)-узел, а два (2,2)-узла заменяют два (1,1)-узла. Воспользовавшись формулами, которые приведены в [2], получаем: Q0(9Ве) ~ Q3,4 + 2*Q2,2 + 2*Q2,1 ~ - 3,0 - 3*2*(2/3)*[0 - (1,5)2] - 3*2*1*[0 - (1,5)2] ~ -3,0 + 10*2,25 ~ + 19,5 Фм2. Как и в случае с ядром 7Li, полученная оценка довольно значительно (на 20%) отличается от экспериментального значения в меньшую сторону. В работе [2] уже была указана одна из возможных причин занижения Q0: не учитывается растяжение ядра, обусловленное его вращением. Ядра 7Li совершают вращение таким образом, что (n,m)узлы, имеющие наибольшие заряды, располагаются в экваториальной плоскости, поэтому растяжение приводит квадрупольном моменте. к увеличению положительных слагаемых в Еще одна возможная причина обусловлена взаимным отталкиванием этих самых зарядов, что также приводит к растяжению в экваториальной плоскости. У легких ядер конструкция не достаточно жесткая, и данная причина может быть определяющей. Примечание. Общепринятая модель строения ядра 9Ве, в которой входящие в его состав две α-частицы выстроены вдоль оси z, не объясняет даже половины указанного значения квадрупольного момента. Столь сильное не соответствие с экспериментом означает, что либо в ядре 9Ве нуклоны не объединяются в α-частицы, либо (что более вероятно) современная модель атомных ядер не соответствует действительности. 2) В ядре 9Ве, в отличие от ядра 7Li, нечетным нуклоном является не протон, а нейтрон. Данный нейтрон также закреплен в конструкции ядра 9Ве таким образом, что у него остается свободное пространство для вращения (независимого от вращения ядра как целого). Вращение нейтрона вносит в магнитный момент µ(9Ве) отрицательную величину, равную магнитному моменту нейтрона, и даже превышающее это значение на (10-20)%: (1,1-1,2)*(-1,91) ~ - 2,2 µя, µя – ядерный магнетон. Данное превышение объясняется тем, что, размер нуклона, зажатого между двумя α-частицами, уменьшается, что приводит к уменьшению момента инерции и пропорциональному увеличению магнитного момента. Положительный вклад в магнитный момент ядра 9Ве вносят все не лежащие на оси вращения (n,m)-узлы (совершающие вращение вместе с ядром). В единицах постоянной Планка, момент количества движения этого вращения имеет величину, равную 1 (из полного момента количества движения, равного 3/2, на несимметрично расположенный нейтрон приходится 1/2, поэтому ядро в целом имеет момент 3/2 - 1/2 = 1). Зная величину момента количества движения, заряды и массы (n,m)-узлов, а также их расстояния от оси вращения, по формуле работы [2] находим, что данный вклад имеет величину + 1µя. Складывая полученные величины, находим результирующую величину: µ( 9Ве) ~ - 2,2µя + 1µя ~ - 1,2µя, что весьма близко к экспериментальному значению. III. LENR-генератор на основе 9Ве Как видно из предыдущего раздела, конструкция ядра 9Ве такая же, как у ядра 7Li. Отличие лишь в том, что имеются 2 дополнительных тетраэдра, однако эти тетраэдры не загораживают доступ к имеющейся в конструкции полости, которая имеет точно такую же форму и размеры, как в ядре 7Li. На основании этого можно заключить, что бериллий также может служить компонентом рабочего вещества в LENR-генераторах. LENR-генераторы на основе бериллия будут несколько сложнее, т.к. температура плавления составляет 1551 0К, поэтому рабочую температуру придется поднимать до 2000 0С. Еще большую трудность будет представлять реализация первого этапа: необходимо «освободить» атомы бериллия не от 3-х, а от 4-х электронов. Однако бериллий обладает двумя важными достоинствами: 1. несимметричным нуклоном в ядре 9Ве является нейтрон, а не протон, благодаря чему реакция с отделением нейтрона будет протекать значительно легче, 2. энергия будет выделяться не только при преобразовании ядер Ni в более тяжелые изотопы, но и при превращении ядер бериллия в более легкие ядра. Ядра 9Ве, у которых отбирается один нейтрон, становятся ядрами 8Ве, однако эти ядра чрезвычайно нестабильны и, не успев образоваться, распадаются на две α-частицы. Примечание. Современная теория ядра не объясняет почему ядро 8Ве столь нестабильно, хотя составлено из 2-х α-частиц (известно, что ядра из 3-х и более αчастиц, наоборот, отличаются повышенной стабильностью). Тетраэдрическая модель строения ядер объясняет нестабильность ядер 8Ве тем, что из 2-х блоков (каждый из которых является α-частицей) не возможно построить жесткую конструкцию. Для этого необходимо, по крайней мере, 3 блока, что достигается в ядре 12С. Количество выделяемой энергии в бериллиевых LENR-генераторах (на один атом 9Ве) будет в 4 раза больше, чем в литиевых LENR-генераторах. Однако это достоинство будет иметь и негативные последствия: испускание α-частиц. Для стационарных энергетических станций этот недостаток вполне устраним. Бериллиевые и литиевые LENR-генераторы будут использоваться в разных секторах энергетики: бериллиевые LENR-генераторы будут стационарными, но более мощными. Из проективной модели строения ядер следует, что кроме ядер бериллия, заменой лития могут служить ядра бора и углерода, поскольку в них также имеется указанная полость. Для этих ядер гораздо сложнее реализовать первый этап и, кроме того, для работы данных генераторов требуется температура порядка 3000 0С. Вместе с тем, эти трудности преодолимы, и в будущем создание LENR-генераторов с использованием бора и углерода вполне возможно. У ядер следующих элементов (начиная с азота) описанная полость закрыта другими нуклонами. По этой причине элементы тяжелее углерода не способны служить в качестве легких элементов в LENR-реакциях. Функцию тяжелого элемента может выполнять не только никель, но и другие элементы. Требуемые для осуществления реакции выступы имеются на поверхности любого ядра. Согласно тетраэдрической модели строения ядер, поверхности всех ядер образованы прямоугольными вершинами нуклонов-тетраэдров. Причина в том, что соединение тетраэдров осуществляется с помощью 3-х заряженных вершин оснований, которые противолежат прямоугольным вершинам. При таком соединении, каждый следующий слой тетраэдров обращен данными основаниями внутрь, а прямоугольные вершины автоматически оказываются ориентированными наружу (от центра ядра). Явно не годятся лишь элементы с магическими ядрами: у них прямоугольные вершины располагаются на поверхности ядра слишком плотно, так что соседние вершины препятствуют «надеванию» отверстия ядра 7Li на одну вершину. Заключение Опишем кратко суть предлагаемого механизма ядерной реакции ядер 7Li и Ni, который приводит к выделению энергии в LENR-генераторах. Ионы лития 7Li+ освобождаются от 2-х s-электронов и образовавшиеся ядра 7Li проникают в электронную оболочку Ni. Далее ядра 7Li захватывают из этой оболочки 3-4 электрона и притягиваются ядром Ni. Соединение этих 2-х ядер происходит максимально «мягким» образом: происходит «причаливание» ядра 7Li к ядру Ni. Далее один из нейтронов ядра 7Li переходит к ядру Ni, в результате чего ядра 7Li преобразуются в ядра 6Li, и возникает на 1 единицу более тяжелый изотоп ядра Ni. Данный процесс повторяется 4 раза, пока все изотопы 58Ni, 59Ni, 60Ni, 61Ni не преобразуются в 62Ni. Данный механизм LENR аналогичен механизму ферментативных реакций, только на ядерном уровне. В данном случае функцию активного центра выполняет выступ в ядре никеля, на которое ядро лития (бериллия) «надевается» своей полостью. Ядра никеля работают как ферменты, расщепляющие ядра 7Li (9Ве): функцию «ядерного фермента» выполняет ядро никеля, а ядро лития (бериллия) выступает в качестве «ядерной молекулы», испытывающей преобразование на активном центре этого «фермента». Примечание. Значительно более редко осуществляются перемещения протона или целых групп нуклонов. В результате таких перемещений будут образовываться ядра меди, цинка и галлия. Обнаружение в продуктах работы LENR-генераторов этих атомов будет являться явным указанием, что ядра Ni взаимодействуют именно с ядрами 7Li. В данном механизме кулоновское взаимодействие играет не отрицательную, а положительную роль. Описанная реакция представляет собой третий возможный способ ядерных преобразований, дополняющий деление тяжелых ядер (что уже используется в течение 60-ти лет) и синтез легких ядер (что, с упорством, достойным лучшего применения, физики пытаются «приручить» в течение этих же 60-ти лет). Изложенный механизм может быть проверен, по крайней мере, двумя способами. 1. Осуществить замену 7Li на 9Ве. В ядрах бериллия имеется точно такая же полость, поэтому описанный механизм LENR также должен иметь место. 2. Облучать никелевую мишень пучком ядер 7Li низкой энергии (0,1-1) эв. После встраивания в электронные оболочки атомов Ni, будут осуществляться второй и третий из описанных этапов, наблюдаться выход энергии и образование ядер 6Li. Для осуществления LENR-процессов, может оказаться достаточным, чтобы в полость в ядре 7Li попал всего 1 электрон. В пользу этого можно привести 2 аргумента. 1. В соответствие с принципом неопределенности, в полости размером порядка 1 Фм электрон должен иметь энергию порядка 3 Мэв, эта энергия становится энергией (N+е)-частицы в составе ядра 7Li, и за счет этой энергии ядро 7Li способно преодолеть кулоновский барьер. 2. Распределение электрических силовых линий электронов, попавших внутрь нуклона, может существенно отличаться от сферически симметричной связки силовых линий свободного электрона. Внутри нуклона связка может преобразовываться в пучок, который выходит из отверстия полости «направленным лучом». Если этот пучок направлен на ядро Ni, то интенсивность притяжения, которую обеспечат силовые линии этого пучка, может оказаться выше отталкивания положительно заряженных (n,m)-узлов ядра 7Li (хотя количество их силовых линий в 3 раза больше, но они распределены по всему телесному углу). Существенно, что в данном случае, полость в ядре 7Li автоматически оказывается ориентированной в направлении ядра Ni, что облегчает «со стыкование» с вершинами нуклонов на поверхности ядра Ni. Выводы 1. Описан механизм LENR-процессов, использующий модель атомных ядер в виде конструкций, собранных из нуклонов-тетраэдров. 2. Приведена конструкция ядер бериллия и дана оценка электрического и магнитного моментов ядер 9Ве. 3. Предложен способ увеличения эффективности LENR-генераторов путем замены лития на бериллий. 4. Обосновано существование новой частицы материи (Nр+е), которая может возникать при попадании электрона внутрь протона. 5. Высказана гипотеза, что (Nр+е)-частица служит одним из главных компонентов темной материи. До конца текущего года автор планирует запатентовать изложенный способ извлечения ядерной энергии и создать компанию, которая будет носить название «НЭЯР» и заниматься разработкой и изготовлением LENR-источников энергии. Дополнение О природе частиц темной материи В предыдущих работах, опубликованных на сайте «Академия Тринитаризма», автор предлагал 2 новых вида частиц темной материи, существование которых не предполагается Стандартной Моделью: 1. тетранейтроны, 2. особый тип экзотических адронов. 1. Согласно тетраэдрической модели нуклонов, конструкция, составленная из 4-х нейтронов должна быть столь же стабильной, как α-частица. В тетранейтроне имеются электрические заряды: это 4 u-кварка и 8 d-кварков, но эти кварки сгруппированы в четыре (1,2)-узла, имеющие размеры порядка 10-14 см и нулевые заряды. Обнаружить электрические заряды в столь малых объемах пространства, имеющих (как и тетранейтрон в целом) нулевой суммарный заряд, чрезвычайно сложно. 2. Согласно проективной модели адронов, экзотические адроны образованы на основе поверхности Штейнера (эта поверхность также является разновидностью проективной плоскости, но отличается от поверхности Боя тем, что имеет не 3, а 6 лепестков). При определенном распределении связок проективных прямых по лепесткам поверхности Штейнера также может образоваться стабильная частица: один из видов экзотических адронов может являться частицей темной материи. Еще один возможный тип частиц темной материи, – это (Np+e)-частицы. (Np+e)-частицы можно рассматривать как третий возможный способ объединения протона и электрона, не сводящийся к известным двум образованиям: 1) атом водорода, 2) нейтрон. Атом водорода представляет собой «механическое» объединения протона и электрона, нейтрон – «химическое» соединение протона и электрона, когда электрон проникает внутрь протона с разрушением его поверхности. В отличие от этих 2-х случаев, (Np+e)-частицу можно рассматривать как промежуточное состояние между атомом водорода и нейтроном: это – «механо-химическое» соединение протона и электрона, когда электрон заключен во внутренних «пустотах» протона, но поверхность протона при этом остается не разрушенной. (Np+e)-частица образуется, если при столкновении с протоном, электрон попадает точно в отверстие между тремя лепестками поверхности Боя. В обычных условиях данное столкновение чрезвычайно маловероятно. Однако на начальной стадии эволюции Вселенной плотности протонов и электронов были весьма велики, поэтому в (Np+e)-частицы могло преобразоваться большая часть родившейся материи. Данные частицы могут представлять самый большой компонент частиц темной материи. Существование (Nр+е)-частиц может быть проверено экспериментально. Прямые столкновения протонов и электронов малоэффективны: необходимо, чтобы протон имел определенную поляризацию, при которой он будет ориентирован навстречу электрону своим основанием (рис. 3 в [5]). Кроме того, столкновение должно быть строго центральным, а такие столкновения чрезвычайно редки. Поэтому эксперимент целесообразно поставить с поляризованными ядрами 7Li. При столкновении электронов с поляризованными ядрами 7Li, вероятность «поглощения» электронов нуклонами, образующими полость в ядре 7Li, значительно выше, чем у отдельных нуклонов. Это объясняется тем, что площадь отверстия полости в центре ядра 7Li больше площади отверстия между лепестками поверхности Боя, и кроме того, электрон может попасть в полость с любого направления в полусфере (а не из малого телесного угла вдоль оси симметрии тетраэдра-протона). Полость в ядре 7Li (а также ядер Ве, В, С) выполняет функцию «ловушки», которая значительно увеличивает вероятность проникновения электрона в один из 3-х образующих эту полость нуклонов. Оказавшись в полости, электрон притягивается к u-кваркам нуклона, благодаря чему «раздвигает» лепестки, и вероятность проникновения в «пустоты» внутри нуклона с образованием (N+е)-частиц резко увеличивается. (Np+e)-частицы могут иметь разнообразные астрофизические проявления. В электрическом поле вероятность «разложения» (Np+e)-частиц на протон и электрон увеличивается. В очень сильных полях реакция (Np+e) → р + е может приводить к выделении большого количества энергии, что может объяснить выделение большой мощности в компактных астрофизических объектах. Однако и в слабых полях, если эти поля существуют в большом объеме, например, в объеме Земли, данный эффект может быть заметен. Возможно, что непрерывный поток тепла, который идет от Земли, обусловлен именно распадом (Np+e)-частиц на протон и электрон. Не исключено, что данный процесс объясняет и увеличение размеров Земли: образовавшиеся протон и электрон могут образовать атом водорода, размер которого на 5 порядков превышает размер (Np+e)-частицы. Результаты данной работы позволяют разрешить проблему аномально высокой распространенности ядер 6Li при невысокой распространенности ядер 7Li, Ве, В. Причина в том, что при осуществлении описанных LENR-процессов, накапливаться будут именно ядра 6Li, а более тяжелые ядра (7Li, Ве, В) будут отдавать по одному нейтрону или протону. В конце концов, большая часть этих ядер превратится в ядра 6 Li. LENR-реакции с участием ядер бора и углерода могут иметь важное значение для синтеза элементов во Вселенной. В результате этих реакций данные ядра могут отдавать вступающим с ними во взаимодействие ядрам целые блоки, состоящие из 3х или 4-х нуклонов, что является еще одним путем синтеза тяжелых элементов. При этом распад ядер углерода будет приводить к образованию ядер гелия, что будет восполнять запасы ядер гелия для осуществления термоядерных реакций в звездах. ЛИТЕРАТУРА. 1. Власов В. Н., Пять копеек в защиту холодного ядерного синтеза // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20180, 11.02.2015 2. В. А. Шашлов, Вычисление электромагнитных моментов ядер лития // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20132, 03.02.2015 3. В. А. Шашлов, Проективная картина мироздания // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.17848, 20.01.2013 4. http://moodhouse.blogspot.ru/2013/08/blog-post_2271.html 5. В. А. Шашлов, О природе материи // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.19336, 28.07.2014 В. А. Шашлов, Как повысить эффективность «теплого» ядерного синтеза? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20325, 10.03.2015
