Reações nucleares em lâmpadas e bactérias

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

A ciência tem seus próprios tópicos proibidos, seus próprios tabus. Hoje, poucos cientistas se atrevem a estudar biocampos, doses ultrabaixas, a estrutura da água …

As áreas são difíceis, nubladas, difíceis de ceder. É fácil perder a reputação aqui, sendo conhecido como um pseudocientista, e não há necessidade de falar em receber uma bolsa. Na ciência, é impossível e perigoso ir além dos conceitos geralmente aceitos, invadir dogmas. Mas são os esforços de pessoas temerárias que estão prontas para serem diferentes de todas as outras pessoas que às vezes abrem novos caminhos no conhecimento.

Observamos mais de uma vez como, à medida que a ciência se desenvolve, os dogmas começam a cambalear e gradualmente adquirem o status de conhecimento preliminar incompleto. Então, mais de uma vez, foi na biologia. Esse foi o caso da física. Vemos a mesma coisa na química. Diante de nossos olhos, a verdade do livro didático "a composição e as propriedades de uma substância não dependem dos métodos de sua produção" ruiu sob o ataque da nanotecnologia. Descobriu-se que uma substância em uma nanoforma pode mudar radicalmente suas propriedades - por exemplo, o ouro deixará de ser um metal nobre.

Hoje podemos afirmar que há um bom número de experimentos, cujos resultados não podem ser explicados do ponto de vista das visões geralmente aceitas. E a tarefa da ciência não é descartá-los, mas cavar e tentar chegar à verdade. A posição “isso não pode ser, porque nunca pode ser” é conveniente, é claro, mas não pode explicar nada. Além disso, experimentos incompreensíveis e inexplicáveis podem ser os precursores de descobertas na ciência, como já aconteceu. Um desses temas quentes no sentido literal e figurativo são as chamadas reações nucleares de baixa energia, que hoje são chamadas de LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.

Pedimos um doutor em ciências físicas e matemáticas Stepan Nikolaevich Andreevdo Instituto de Física Geral. AM Prokhorov RAS para nos familiarizar com a essência do problema e com alguns experimentos científicos realizados em laboratórios russos e ocidentais e publicados em revistas científicas. Experimentos cujos resultados ainda não podemos explicar.

Reator "E-Сat" Andrea Rossi

Em meados de outubro de 2014, a comunidade científica mundial ficou animada com a notícia - um relatório foi divulgado por Giuseppe Levi, professor de física da Universidade de Bolonha, e coautores sobre os resultados dos testes do reator E-Сat, criado por o inventor italiano Andrea Rossi.

Recorde-se que em 2011 A. Rossi apresentou ao público a instalação em que trabalhou durante muitos anos em colaboração com o físico Sergio Fokardi. O reator, denominado "E-Сat" (abreviação de Catalizador de Energia), estava produzindo uma quantidade anormal de energia. O E-Сat foi testado por diferentes grupos de pesquisadores nos últimos quatro anos, enquanto a comunidade científica pressionava por uma revisão por pares.

O teste mais longo e detalhado, registrando todos os parâmetros necessários do processo, foi realizado em março de 2014 pelo grupo de Giuseppe Levi, que incluiu especialistas independentes como Evelyn Foski, física teórica do Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear de Bolonha, o professor de física Hanno Essen do Royal Institute of Technology de Estocolmo e, a propósito, o ex-presidente da Sociedade Sueca de Céticos, além dos físicos suecos Bo Hoystad, Roland Petersson, Lars Tegner da Universidade de Uppsala. Os especialistas confirmaram que o dispositivo (Fig. 1), no qual um grama de combustível foi aquecido a uma temperatura de cerca de 1400 ° C usando eletricidade, produziu uma quantidade anormal de calor (AMS Acta, 2014, doi: 10.6092 / unibo / amsacta / 4084).

Arroz. 1. Reator E-Cat de Andrea Rossi em funcionamento. O inventor não divulga como funciona o reator. No entanto, sabe-se que uma carga de combustível, elementos de aquecimento e um termopar são colocados dentro do tubo de cerâmica. A superfície do tubo é nervurada para melhor dissipação de calor.

O reator era um tubo de cerâmica com 20 cm de comprimento e 2 cm de diâmetro, no interior do reator encontrava-se uma carga de combustível, elementos de aquecimento e um termopar, cujo sinal era alimentado à unidade de controle de aquecimento. A energia era fornecida ao reator por uma rede elétrica com uma tensão de 380 volts por meio de três fios resistentes ao calor, que eram aquecidos em brasa durante a operação do reator. O combustível consistia principalmente em pó de níquel (90%) e hidreto de alumínio e lítio LiAlH₄(10%). Quando aquecido, o hidreto de alumínio e lítio se decompõe e libera hidrogênio, que pode ser absorvido pelo níquel e entrar em uma reação exotérmica com ele.

O relatório afirma que o calor total gerado pelo dispositivo ao longo de 32 dias de operação contínua foi de cerca de 6 GJ. Estimativas elementares mostram que o conteúdo de energia de um pó é mais de mil vezes maior do que, por exemplo, a gasolina!

Como resultado de análises cuidadosas da composição elementar e isotópica, os especialistas estabeleceram de forma confiável que as mudanças nas proporções dos isótopos de lítio e níquel apareceram no combustível irradiado. Se o conteúdo de isótopos de lítio no combustível inicial coincidiu com o natural: ⁶Li - 7,5%, ⁷Li - 92,5%, então o conteúdo do combustível usado é ⁶Li aumentou para 92%, e o conteúdo ⁷Li diminuiu para 8%. As distorções da composição isotópica do níquel foram igualmente fortes. Por exemplo, o conteúdo do isótopo níquel ⁶²Ni na "cinza" era de 99%, embora fosse apenas 4% no combustível inicial. As mudanças detectadas na composição isotópica e liberação de calor anormalmente alta indicaram que processos nucleares podem ter ocorrido no reator. No entanto, não foram registrados sinais de aumento da radioatividade, característico das reações nucleares, durante a operação do dispositivo ou após sua interrupção.

Os processos que ocorrem no reator não poderiam ser reações de fissão nuclear, uma vez que o combustível consistia em substâncias estáveis. Reações de fusão nuclear também estão descartadas, pois do ponto de vista da física nuclear moderna, a temperatura de 1400 ° C é desprezível para superar as forças de repulsão dos núcleos de Coulomb. É por isso que o uso do sensacional termo "fusão a frio" para tais processos é um erro enganoso.

Provavelmente, estamos diante de manifestações de um novo tipo de reações, nas quais ocorrem transformações coletivas de baixa energia dos núcleos dos elementos que constituem o combustível. As energias de tais reações são estimadas em cerca de 1–10 keV por nucleon, ou seja, ocupam uma posição intermediária entre as reações nucleares de alta energia "comuns" (energias acima de 1 MeV por nucleon) e reações químicas (energias da ordem de 1 eV por átomo).

Até o momento, ninguém consegue explicar de forma satisfatória o fenômeno descrito, e as hipóteses de muitos autores não resistem a críticas. Para estabelecer os mecanismos físicos do novo fenômeno, é necessário estudar cuidadosamente as possíveis manifestações de tais reações nucleares de baixa energia em vários cenários experimentais e generalizar os dados obtidos. Além disso, uma quantidade significativa de tais fatos inexplicáveis se acumulou ao longo dos anos. Aqui estão apenas alguns deles.

Explosão elétrica de um fio de tungstênio - início do século 20

Em 1922, funcionários do Laboratório de Química da Universidade de Chicago Clarence Irion e Gerald Wendt publicaram um artigo sobre o estudo da explosão elétrica de um fio de tungstênio no vácuo (GL Wendt, CE Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungsten at High Temperatures. Journal of the American Chemical Society, 1922, 44, 1887-1894; Tradução para o russo: tentativas experimentais de dividir o tungstênio em altas temperaturas).

Não há nada de exótico em uma explosão elétrica. Esse fenômeno foi descoberto nem mais nem menos no final do século XVIII, mas no dia a dia o observamos constantemente, quando, durante um curto-circuito, queimam lâmpadas (lâmpadas incandescentes, claro). O que acontece em uma explosão elétrica? Se a intensidade da corrente que flui através do fio de metal for grande, o metal começa a derreter e evaporar. O plasma se forma próximo à superfície do fio. O aquecimento ocorre de forma desigual: “pontos quentes” aparecem em locais aleatórios do fio, nos quais mais calor é liberado, a temperatura atinge valores máximos e ocorre uma destruição explosiva do material.

O mais impressionante nesta história é que os cientistas esperavam inicialmente detectar experimentalmente a decomposição do tungstênio em elementos químicos mais leves. Em sua intenção, Irion e Wendt confiaram nos seguintes fatos já conhecidos na época.

Primeiro, no espectro visível de radiação do Sol e de outras estrelas, não há linhas ópticas características pertencentes a elementos químicos pesados. Em segundo lugar, a temperatura da superfície do Sol é de cerca de 6.000 ° C. Portanto, eles raciocinaram, átomos de elementos pesados não podem existir nessas temperaturas. Terceiro, quando um banco de capacitores é descarregado em um fio de metal, a temperatura do plasma formado durante uma explosão elétrica pode chegar a 20.000 ° C.

Com base nisso, os cientistas americanos sugeriram que se uma forte corrente elétrica for passada através de um fio fino feito de um elemento químico pesado, como o tungstênio, e aquecido a temperaturas comparáveis à temperatura do Sol, então os núcleos de tungstênio estarão em um estado instável e se decompõe em elementos mais leves. Eles prepararam cuidadosamente e realizaram o experimento de maneira brilhante, usando meios muito simples.

A explosão elétrica de um fio de tungstênio foi realizada em um frasco esférico de vidro (Fig. 2), fechando sobre ele um capacitor com capacidade de 0,1 microfarads, carregado com uma tensão de 35 quilovolts. O fio foi localizado entre dois eletrodos de tungstênio de fixação soldados no frasco de dois lados opostos. Além disso, o frasco tinha um eletrodo "espectral" adicional, que servia para acionar uma descarga de plasma no gás formado após a explosão elétrica.

Arroz. 2 Diagrama da câmara de descarga explosiva de Irion e Wendt (experimento de 1922)

Alguns detalhes técnicos importantes do experimento devem ser observados. Durante o preparo, o frasco foi colocado em uma estufa, onde foi continuamente aquecido a 300 ° C por 15 horas, sendo que durante esse tempo o gás foi evacuado. Junto com o aquecimento do frasco, uma corrente elétrica foi passada através do fio de tungstênio, aquecendo-o a uma temperatura de 2.000 ° C. Após a desgaseificação, um tubo de vidro conectando o frasco com uma bomba de mercúrio foi derretido com um queimador e selado. Os autores do trabalho argumentaram que as medidas tomadas permitiram manter uma pressão baixíssima dos gases residuais no frasco por 12 horas. Portanto, quando uma tensão de alta voltagem de 50 quilovolts foi aplicada, não houve quebra entre os eletrodos "espectrais" e fixadores.

Irion e Wendt realizaram 21 experimentos de explosão elétrica. Como resultado de cada experimento, cerca de 10¹⁹ partículas de um gás desconhecido. A análise espectral mostrou que ele continha uma linha característica de hélio-4. Os autores sugeriram que o hélio é formado como resultado da decomposição alfa do tungstênio, induzida por uma explosão elétrica. Lembre-se de que as partículas alfa que aparecem no processo de decaimento alfa são os núcleos de um átomo ⁴Ele.

A publicação de Irion e Wendt causou grande ressonância na comunidade científica da época. O próprio Rutherford chamou a atenção para este trabalho. Ele expressou profunda dúvida de que a voltagem usada no experimento (35 kV) fosse alta o suficiente para que os elétrons induzissem reações nucleares no metal. Querendo verificar os resultados dos cientistas americanos, Rutherford realizou seu experimento - irradiou um alvo de tungstênio com um feixe de elétrons com energia de 100 keV. Rutherford não encontrou nenhum traço de reações nucleares no tungstênio, sobre o qual fez uma reportagem bastante contundente na revista Nature. A comunidade científica ficou do lado de Rutherford, o trabalho de Irion e Wendt foi reconhecido como errôneo e esquecido por muitos anos.

Explosão elétrica de um fio de tungstênio: 90 anos depois

Apenas 90 anos depois, uma equipe de pesquisa russa chefiada por Leonid Irbekovich Urutskoyev, Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas, começou a repetir os experimentos de Irion e Wendt. Os experimentos, equipados com modernos equipamentos experimentais e diagnósticos, foram realizados no lendário Instituto de Física e Tecnologia Sukhumi, na Abkházia. Os físicos chamaram sua atitude de "HELIOS" em homenagem à ideia norteadora de Irion e Wendt (Fig. 3). Uma câmara de explosão de quartzo está localizada na parte superior da instalação e é conectada a um sistema de vácuo - uma bomba turbomolecular (de cor azul). Quatro cabos pretos conduzem à câmara de explosão do descarregador do banco de capacitores com capacidade de 0,1 microfarads, localizado à esquerda da instalação. Para uma explosão elétrica, a bateria foi carregada até 35-40 quilovolts. O equipamento de diagnóstico utilizado nos experimentos (não mostrado na figura) permitiu estudar a composição espectral do brilho do plasma, que se formou durante a explosão elétrica do fio, bem como a composição química e elementar dos produtos de sua decadência.

Arroz. 3 É assim que se parece a instalação HELIOS, na qual o grupo de L. I. Urutskoyev investigou a explosão de um fio de tungstênio no vácuo (experimento de 2012)

Os experimentos do grupo de Urutskoyev confirmaram a principal conclusão do trabalho noventa anos atrás. Na verdade, como resultado da explosão elétrica de tungstênio, uma quantidade excessiva de átomos de hélio-4 foi formada (cerca de 10¹⁶ partículas). Se o fio de tungstênio foi substituído por um de ferro, o hélio não se formou. Observe que nos experimentos com o dispositivo HELIOS, os pesquisadores registraram mil vezes menos átomos de hélio do que nos experimentos de Irion e Wendt, embora a “entrada de energia” no fio fosse aproximadamente a mesma. Qual é a razão para essa diferença ainda está para ser ver.

Durante a explosão elétrica, o material do fio foi pulverizado na superfície interna da câmara de explosão. A análise por espectrometria de massa mostrou que o isótopo tungstênio-180 era deficiente nesses resíduos sólidos, embora sua concentração no fio original correspondesse à natural. Este fato também pode indicar uma possível decadência alfa do tungstênio ou outro processo nuclear durante a explosão elétrica de um fio (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov, etc. Estudo da composição espectral da radiação óptica na explosão elétrica de um fio de tungstênio. "Brief Communications on Physics FIAN", 2012, 7, 13-18).

Acelerando a decadência alfa com um laser

As reações nucleares de baixa energia incluem alguns processos que aceleram as transformações nucleares espontâneas de elementos radioativos. Resultados interessantes nesta área foram obtidos no Instituto de Física Geral. A. M. Prokhorov RAS no laboratório chefiado por Georgy Airatovich Shafeev, Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas. Os cientistas descobriram um efeito surpreendente: o decaimento alfa do urânio-238 foi acelerado pela radiação laser com uma intensidade de pico relativamente baixa 10¹²–10¹³ W / cm² (AV Simakin, GA Shafeev, Influence of laser irradiation of nanoparticles in water solutions of uranium salt on the activity of nuclides. "Quantum Electronics", 2011, 41, 7, 614-618).

Arroz. 4 Micrografia de nanopartículas de ouro obtidas por irradiação a laser de um alvo de ouro em uma solução aquosa de sal de césio-137 (experimento de 2011)

Esta é a aparência do experimento. Em uma cubeta com uma solução aquosa de sal de urânio UO₂Cl₂ Com uma concentração de 5–35 mg / ml, foi colocado um alvo de ouro, que foi irradiado com pulsos de laser com comprimento de onda de 532 nanômetros, duração de 150 picossegundos e taxa de repetição de 1 quilohertz por uma hora. Sob tais condições, a superfície do alvo derrete parcialmente e o líquido em contato com ela ferve instantaneamente. A pressão de vapor pulveriza gotículas de ouro nanométricas da superfície do alvo para o líquido circundante, onde elas esfriam e se transformam em nanopartículas sólidas com um tamanho característico de 10 nanômetros. Este processo é denominado ablação a laser em líquido e é amplamente utilizado quando é necessário preparar soluções coloidais de nanopartículas de vários metais.

Nos experimentos de Shafeev, 10¹⁵ nanopartículas de ouro em 1 cm³ solução. As propriedades ópticas de tais nanopartículas são radicalmente diferentes das propriedades de uma enorme placa de ouro: elas não refletem a luz, mas a absorvem, e o campo eletromagnético de uma onda de luz perto das nanopartículas pode ser amplificado por um fator de 100-10.000 e atingir valores intra-atômicos!

Os núcleos de urânio e seus produtos de decomposição (tório, protactínio), que por acaso estavam próximos dessas nanopartículas, foram expostos a campos eletromagnéticos de laser amplificados. Como resultado, sua radioatividade mudou significativamente. Em particular, a atividade gama do tório-234 dobrou. (A atividade gama das amostras antes e depois da irradiação a laser foi medida com um espectrômetro gama semicondutor.) Como o tório-234 surge do decaimento alfa do urânio-238, um aumento em sua atividade gama indica um decaimento alfa acelerado deste isótopo de urânio.. Observe que a atividade gama do urânio-235 não aumentou.

Cientistas do GPI RAS descobriram que a radiação laser pode acelerar não apenas o decaimento alfa, mas também o decaimento beta de um isótopo radioativo ¹³⁷Cs é um dos principais componentes das emissões e resíduos radioativos. Em seus experimentos, eles usaram um laser de vapor de cobre verde operando em um modo pulsado repetidamente com uma duração de pulso de 15 nanossegundos, uma taxa de repetição de pulso de 15 quilohertz e uma intensidade de pico de 10⁹ W / cm²… A radiação laser atuou em um alvo de ouro colocado em uma cubeta com uma solução aquosa de sal ¹³⁷Cs, cujo conteúdo em uma solução com um volume de 2 ml era de aproximadamente 20 picogramas.

Após duas horas de irradiação do alvo, os pesquisadores registraram que uma solução coloidal com nanopartículas de ouro de 30 nm formadas na cubeta (Fig. 4), e a atividade gama do césio-137 (e, portanto, sua concentração na solução) diminuiu em 75%. A meia-vida do césio-137 é de cerca de 30 anos. Isso significa que essa diminuição da atividade, que foi obtida em um experimento de duas horas, deve ocorrer em condições naturais em cerca de 60 anos. Dividindo 60 anos por duas horas, descobrimos que a taxa de decaimento aumentou cerca de 260.000 vezes durante a exposição ao laser. Esse aumento gigantesco na taxa de decaimento beta deveria ter transformado uma cubeta com uma solução de césio em uma fonte poderosa de radiação gama que acompanha o decaimento beta usual de césio-137. No entanto, na realidade, isso não acontece. As medições de radiação mostraram que a atividade gama da solução de sal não aumenta (E. V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, decaimento de césio-137 induzido por laser. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791-792).

Esse fato sugere que sob ação do laser a decadência do césio-137 não ocorre de acordo com o cenário mais provável (94,6%) em condições normais com a emissão de um quantum gama com energia de 662 keV, mas de forma diferente - não radiativa. Isso é, presumivelmente, decaimento beta direto com a formação de um núcleo de um isótopo estável ¹³⁷Ba, que em condições normais é realizado em apenas 5,4% dos casos.

Por que essa redistribuição de probabilidades ocorre na reação de decaimento beta do césio ainda não está claro. No entanto, existem outros estudos independentes que confirmam que a desativação acelerada de césio-137 é possível mesmo em sistemas vivos.

Sobre o assunto: Reator nuclear em célula viva

Reações nucleares de baixa energia em sistemas vivos

Por mais de vinte anos, o Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas Alla Aleksandrovna Kornilova tem se empenhado na busca de reações nucleares de baixa energia em objetos biológicos na Faculdade de Física da Universidade Estadual de Moscou. M. V. Lomonosov. Os objetos dos primeiros experimentos foram culturas das bactérias Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Eles foram colocados em um meio nutriente empobrecido em ferro, mas contendo o sal de manganês MnSO₄e água pesada D₂O. Os experimentos mostraram que este sistema produziu um isótopo deficiente de ferro - ⁵⁷Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., descoberta experimental do fenômeno da transmutação nuclear de baixa energia de isótopos (Mn⁵⁵para Fe⁵⁷) em cultivo de culturas biológicas, Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion, 1996, Japão, 2, 687-693).

Segundo os autores do estudo, o isótopo ⁵⁷Fe apareceu em células bacterianas em crescimento como resultado da reação ⁵⁵Mn + d = ⁵⁷Fe (d é o núcleo de um átomo de deutério, consistindo em um próton e um nêutron). Um argumento definitivo a favor da hipótese proposta é o fato de que se a água pesada for substituída por água leve ou sal de manganês for excluída da composição do meio nutriente, então o isótopo ⁵⁷A bactéria Fe não se acumulou.

Depois de se certificar de que as transformações nucleares de elementos químicos estáveis são possíveis em culturas microbiológicas, AA Kornilova aplicou seu método para a desativação de isótopos radioativos de longa duração (Vysotskii VI, Kornilova AA, Transmutação de isótopos estáveis e desativação de resíduos radioativos em sistemas biológicos em crescimento. Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Desta vez, Kornilova trabalhou não com monoculturas de bactérias, mas com a superassociação de vários tipos de microrganismos para aumentar sua sobrevivência em ambientes agressivos. Cada grupo desta comunidade está adaptado ao máximo à vida conjunta, assistência mútua coletiva e proteção mútua. Como resultado, a superassociação se adapta bem a uma variedade de condições ambientais, incluindo o aumento da radiação. A dose máxima típica que as culturas microbiológicas comuns suportam corresponde a 30 kilorads, e as superassociações suportam várias ordens de magnitude a mais, e sua atividade metabólica quase não é enfraquecida.

Quantidades iguais da biomassa concentrada dos citados microrganismos e 10 ml de uma solução de sal de césio-137 em água destilada foram colocadas em cubetas de vidro. A atividade gama inicial da solução era de 20.000 becquerels. Em algumas cubetas, sais dos oligoelementos vitais Ca, K e Na foram adicionados adicionalmente. As cubetas fechadas foram mantidas a 20 ° C e sua atividade gama foi medida a cada sete dias por meio de detector de alta precisão.

Durante cem dias de experimento em uma célula de controle que não continha microorganismos, a atividade do césio-137 diminuiu 0,6%. Em uma cubeta adicionalmente contendo sal de potássio - em 1%. A atividade diminuiu mais rapidamente na cubeta contendo adicionalmente o sal de cálcio. Aqui, a atividade gama diminuiu 24%, o que equivale a uma redução de 12 vezes na meia-vida do césio!

Os autores levantaram a hipótese de que, como resultado da atividade vital dos microrganismos ¹³⁷Cs é convertido para ¹³⁸Ba é um análogo bioquímico do potássio. Se houver pouco potássio no meio nutriente, a transformação do césio em bário ocorre de forma acelerada; se houver muito, o processo de transformação é bloqueado. O papel do cálcio é simples. Por estar presente no meio nutriente, a população de microrganismos cresce rapidamente e, portanto, consome mais potássio ou seu análogo bioquímico - o bário, ou seja, empurra a transformação do césio em bário.

E a reprodutibilidade?

A questão da reprodutibilidade dos experimentos descritos acima requer alguns esclarecimentos. O reator E-Cat, cativante com sua simplicidade, está sendo replicado por centenas, senão milhares, de inventores entusiasmados em todo o mundo. Existem até fóruns especiais na Internet onde "replicadores" trocam experiências e demonstram suas realizações. O inventor russo Alexander Georgievich Parkhomov fez alguns progressos nessa direção. Ele conseguiu construir um gerador de calor operando com uma mistura de pó de níquel e hidreto de alumínio e lítio, que fornece uma quantidade excessiva de energia (AG Parkhomov, Resultados do teste de uma nova versão do análogo do gerador de calor de alta temperatura Rossi. "Jornal das direções emergentes da ciência ", 2015, 8, 34-39) … No entanto, ao contrário dos experimentos de Rossi, nenhuma distorção da composição isotópica foi encontrada no combustível usado.

Experimentos com a explosão elétrica de fios de tungstênio, bem como com a aceleração do laser da decadência de elementos radioativos, são muito mais complicados do ponto de vista técnico e só podem ser reproduzidos em laboratórios científicos sérios. Nesse sentido, a questão da reprodutibilidade de um experimento é substituída pela questão de sua repetibilidade. Para experimentos com reações nucleares de baixa energia, uma situação típica é quando, sob condições experimentais idênticas, o efeito está presente ou não. O fato é que não é possível controlar todos os parâmetros do processo, incluindo, aparentemente, o principal, que ainda não foi identificado. A busca pelos modos exigidos é quase cega e leva muitos meses e até anos. Os experimentadores tiveram que alterar o diagrama esquemático da configuração mais de uma vez no processo de busca por um parâmetro de controle - o “botão” que precisa ser “girado” para atingir uma repetibilidade satisfatória. No momento, a repetibilidade nos experimentos descritos acima é de cerca de 30%, ou seja, um resultado positivo é obtido a cada três experimentos. É muito ou pouco, para o leitor julgar. Uma coisa é certa: sem criar um modelo teórico adequado dos fenômenos estudados, dificilmente será possível melhorar radicalmente esse parâmetro.

Tentativa de interpretação

Apesar de resultados experimentais convincentes confirmarem a possibilidade de transformações nucleares de elementos químicos estáveis, além de acelerar a decomposição de substâncias radioativas, os mecanismos físicos desses processos ainda são desconhecidos.

O principal mistério das reações nucleares de baixa energia é como os núcleos carregados positivamente superam as forças repulsivas quando se aproximam, a chamada barreira de Coulomb. Isso geralmente requer temperaturas na casa dos milhões de graus Celsius. É óbvio que tais temperaturas não são atingidas nos experimentos considerados. No entanto, há uma probabilidade diferente de zero de que uma partícula que não tem energia cinética suficiente para superar as forças repulsivas acabe perto do núcleo e entre em uma reação nuclear com ele.

Esse efeito, denominado efeito túnel, é de natureza puramente quântica e está intimamente relacionado ao princípio da incerteza de Heisenberg. De acordo com esse princípio, uma partícula quântica (por exemplo, o núcleo de um átomo) não pode ter valores de coordenada e momento exatamente especificados ao mesmo tempo. O produto das incertezas (desvios aleatórios inevitáveis do valor exato) da coordenada e do momento é limitado a partir de baixo por um valor proporcional à constante de Planck h. O mesmo produto determina a probabilidade de tunelamento através de uma barreira potencial: quanto maior o produto das incertezas da coordenada e do momento da partícula, maior essa probabilidade.

Nos trabalhos do Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas, Professor Vladimir Ivanovich Manko e co-autores, é mostrado que em certos estados de uma partícula quântica (os chamados estados correlacionados coerentes), o produto das incertezas pode exceder a constante de Planck por várias ordens de magnitude. Consequentemente, para partículas quânticas em tais estados, a probabilidade de superar a barreira de Coulomb aumentará (V. V. Dodonov, V. I. Manko, Invariantes e evolução de sistemas quânticos não estacionários. "Proceedings of FIAN". Moscou: Nauka, 1987, v. 183, p. 286).

Se vários núcleos de diferentes elementos químicos se encontram em um estado coerente correlacionado simultaneamente, então, neste caso, um certo processo coletivo pode ocorrer, levando a uma redistribuição de prótons e nêutrons entre eles. A probabilidade de tal processo será tanto maior quanto menor for a diferença entre as energias dos estados inicial e final de um conjunto de núcleos. É esta circunstância, aparentemente, que determina a posição intermediária das reações nucleares de baixa energia entre as reações químicas e nucleares "comuns".

Como são formados os estados correlacionados coerentes? O que faz os núcleos se unirem em conjuntos e trocarem núcleons? Quais núcleos podem e quais não podem participar desse processo? Ainda não há respostas para essas e muitas outras perguntas. Os teóricos estão apenas dando os primeiros passos para resolver esse problema tão interessante.

Portanto, nesta fase, o papel principal no estudo de reações nucleares de baixa energia deve pertencer a experimentadores e inventores. Há uma necessidade de estudos experimentais e teóricos sistêmicos desse fenômeno surpreendente, uma análise abrangente dos dados obtidos e uma ampla discussão de especialistas.

Compreender e dominar os mecanismos das reações nucleares de baixa energia nos ajudará a resolver uma variedade de problemas aplicados - a criação de usinas de energia autônomas baratas, tecnologias altamente eficientes para a descontaminação de resíduos nucleares e a transformação de elementos químicos.