Ядра атомов

1. Появились ли результаты, которые проясняют физическую природу ядерных сил? Такие результаты уже существуют. Анализ структуры протона показал, что его магнитное поле подобно магнитному полю стержневого магнита. Величина напряженности этого поля вблизи его геометрического центра имеет колоссальную величину, равную .

2. Есть ли основания полагать, что напряженность магнитного поля нейтрона близка к напряжённости магнитного поля протона? Такие основания существуют.

3. Есть ли основания полагать, что колоссальные напряжённости магнитных полей протона и нейтрона генерируют магнитные силы, соединяющие эти частицы и названные ядерными силами? Да, есть все основания для изучения этой гипотезы.

4. Почему ядра атомов состоят из двух частиц: протонов и нейтронов? Поскольку протоны имеют заряд, отталкивающий их друг от друга, то нужна частица, которая, соединяя протоны, выполняла бы роль экрана между ними. Вполне естественно, что такая частица также должна иметь магнитное поле, но не иметь заряда. Это первое условие, обеспечивающее формирование ядра атома.

5. Изучение столь сложных процессов, как процесс формирования ядер атомов, невозможно без формулировки предварительных предположений, которые подтверждались бы последующими результатами раскрытия структур ядер атомов. В связи с этим возникает такой вопрос: какую главную гипотезу потребовалось сформулировать для раскрытия законов, управляющих формированием ядер атомов? Самая главная гипотеза, которая проясняет принцип, которым руководствуется Природа при формировании ядер атомов, касается структуры магнитного поля нейтрона. Если предположить, что нейтрон имеет шести полюсное магнитное поле, то все остальные процессы формирования ядер атомов проясняются автоматически и появляется возможность связывать их с результатами экспериментов.

6. Реализуется ли закон формирования спектров атомов и ионов, из которого следует отсутствие орбитального движения электрона в атоме, в структурах ядер атомов? Конечно, реализуется, причём автоматически. Все протоны оказываются на поверхности ядер (рис. 30). Эта особенность вытекает из необходимости линейного взаимодействия электронов атомов с протонами ядер.

7. Согласуются ли принципы формирования ядер атомов с Периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева? Согласие полное. Элементы простых ядер появляются в структурах более сложных ядер в полном соответствии с Периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева.

8. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля электрона? Два (рис. 16).

9. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля протона? Два (рис. 17).

Рис. 30 а) схема ядра атома лития; b) схема ядра атома бериллия; с) схема ядра атома графита; d) схема ядра алмаза; е) схема ядра атома калия; j) схема ядра атома меди

 

10. Сколько магнитных полюсов у магнитного поля нейтрона? Шесть (рис. 18).

11. Чему равна напряженность магнитного поля в зоне контакта протона с нейтроном? Точного ответа на этот вопрос пока нет, но можно полагать, что она равна напряженности, соответствующей ядерным силам [2].

12. Какова природа ядерных сил и почему их величина быстро убывает при удалении от центра ядра? Природа ядерных сил ещё не установлена, но наличие столь большой напряжённости магнитного поля вблизи центра симметрии протона и, видимо, близкой к этой величине в центре симметрии нейтрона, позволяет предполагать, что магнитные силы протонов и нейтронов являются ядерными силами.

13. Почему номера ядер гелия, кислорода, кальция … считаются магическими числами? Потому что ядра этих химических элементов имеют предельно симметричные структуры (рис. 40, 48, 60) [2].

14. Почему трансмутация ядер атомов может проходить при температуре значительно меньшей, чем считалось до сих пор? Потому что протоны и нейтроны могут терять связь друг с другом, поглощая рентгеновские фотоны, или гамма фотоны.

15. Какие фотоны излучаются электронами при синтезе атомов и молекул? При синтезе атомов и молекул излучаются фотоны от реликтового диапазона до рентгеновского (табл. 1, 2, 3).

16. Какие фотоны излучаются при синтезе ядер атомов? При синтезе ядер излучаются фотоны рентгеновского диапазона и гамма диапазона (табл. 1, 2, 3).

17. Какие фотоны формируют тепловую энергию в ядерных реакторах атомных электростанций? Фотоны, излучаемые при синтезе атомов новых элементов, которые следуют в результате ядерных реакций (32, 33).

(32)

 

. (33)

18. Может ли излучение, формирующееся при синтезе ядер, выполнять функции нагрева теплоносителя? Нет, не может.

19. Какая элементарная частица ядра излучает гамма фотоны? Протон.

20. Почему ядра радиоактивных элементов легко излучают ядра именно гелия, называемые альфа частицами и почему они опасны для живых организмов? Потому, что ядро атома гелия (рис. 23, а) широко представлено в структуре всех ядер (рис. 30) и располагается на их поверхности. С увеличением количества нейтронов в ядре силы связи у этой совокупности протонов и нейтронов ослабевают, и она излучается. Имея размер меньше ядер обычных элементов, ядро гелия проникает вглубь организма и может вызывать трансмутацию ядер любых его атомов.

21. Почему ядра атомов имеют положительный заряд? Потому, что положительно заряженные протоны распложены на их поверхности.

22. Процесс синтеза атомов сопровождается сближением электронов с протонами ядер и последующими переходами электронов по энергетическим уровням, при которых излучаются фотоны. Существуют ли энергетические уровни у протонов ядер при их синтезе? Существование энергетических уровней протонов при синтезе ядер – экспериментальный факт. Существуют и энергии возбуждения ядер, аналогичные энергиям возбуждения электронов в атомах.

23. Как велико количество энергетических уровней у протонов ядер? Протоны, например, ядер атома Бора и ядер углерода имеют по 7 энергетических уровней (рис. 31).

Рис. 31. Спектры ядер и (энергии возбуждения)

 

24. Чему равны энергии ионизации этих ядер? Если под энергией ионизации ядра понимать энергию, необходимую для удаления протона из ядра, то энергия ионизации ядра равна 7,99 МэВ, а ядра - 8,11 МэВ (рис. 31).

25. Являются ли рентгеновские фотоны и гамма фотоны носителями тепловой энергии? Строгий ответ на это вопрос требует определения понятия «тепловая энергия». Поскольку оно еще не определено, то из наших обыденных представлений о тепловой энергии гамма фотоны и фотоны рентгеновского диапазона такую энергию не генерируют (табл. 1, 2, 3).

26. Существует ли в Природе нейтрино? Нет, не существует. Это результат ошибочной интерпретации дисбаланса масс в некоторых экспериментах с ядрами.

27. Можно ли объяснить дисбаланс масс в некоторых экспериментах превращением части массы в эфир? Эта гипотеза ближе всех остальных к реальности.

28. В чем сущность гипотезы, заменяющей нейтрино и корректнее объясняющей все случаи дисбаланса масс и энергий, зафиксированных в микромире экспериментально? При разрушении ядра формируются осколки, состоящие не только из совокупностей нуклонов ядра, но и из совокупностей частей нуклонов. Некоторые из них могут оформиться в структуру фотона или электрона, а другие нет. В результате их электромагнитная субстанция, растворяясь, превращается в эфир.

29. Ядро какого атома наиболее ярко доказывает связь постулата о структуре магнитного поля нейтрона с реальностью? Жесткие ограничения при последовательном построении ядер всех атомов по мере их усложнения - наиболее убедительное доказательство связи указанного постулата с реальностью, но яснее всего достоверность этого постулата подтверждают ядра атомов бериллия (рис. 30, b). Экспериментально установлено, что все 100% ядер атомов бериллия имеют 5 нейтронов и 4 протона (рис. 30, b). Обратим внимание на то, что формирование такого ядра возможно только при наличии у нейтрона в одной плоскости 4-х магнитных полюсов.

30. Почему графит и алмаз, являясь веществами одного химического элемента, имеют радикально различные свойства? Ответа на это вопрос не было до открытия структуры ядра атома углерода. Наличие у нейтрона шести полюсного магнитного поля наиболее ярко доказывают структуры ядер атомов графита (риc. 30, с) и структуры ядра атома алмаза (рис. 30, d).

31. Почему массы совокупности свободных протонов и нейтронов, формирующих любое ядро, больше массы ядра? Этот чёткий экспериментальный факт новая теория микромира объясняет так. Процесс синтеза ядер атомов аналогичен процессу синтеза самих атомов. При синтезе атомов электроны излучают так называемые тепловые фотоны, а при синтезе ядер протоны излучают гамма фотоны и рентгеновские фотоны. Таким образом, фотоны уносят массу, формируя дефект масс атомов и ядер.

32. Почему с увеличением количества протонов в ядре доля лишних нейтронов увеличивается? Потому что при недостатке нейтронов в сложных ядрах (рис. 30, e, j) усложняются условия экранизации протонов.

33. Правильно ли определяется удельная энергия связи ядер путем учета количества нуклонов в ядре? Нет, не правильно, так как удельная энергия связи зависит не от количества нуклонов, а от количества связей между ними. Так, например, если взять ядро урана 238, то оно имеет 238 нуклонов, которые связаны между собой, примерно, 279 связями. Так что фактическая удельная энергия связи между нуклонами этого ядра в 1,17 раз меньше.

34. Почему с увеличением количества протонов и нейтронов в ядре увеличивается их радиоактивность? Совокупность протонов и нейтронов в ядре аналогична совокупности молекул в кластерах. Сложные ядра также имеют линейную протяжённость (рис. 30, e, j), как и молекулы, поэтому с увеличением этой протяжённости слабеют энергии связи между осевыми нуклонами, и ядра разрушаются.

 

Рис. 32. Зависимость удельной энергии связи ядер от массового числа ядра

(сплошная линия) и от количества связей между нуклонами ядра

(сплошная и пунктирная часть линии)

 

35. Почему ядро атома гелия – наиболее распространённый элемент радиоактивного заражения? Потому, что совокупность двух протонов и двух нейтронов – наиболее распространённое образование в структуре всех ядер. Эта совокупность имеет наибольшую энергию связи и, выделяясь из ядра, загрязняет окружающую среду, как радиоактивный элемент с положительным зарядом, который обеспечивает ему активность.

36. Сколько ядер построено на основании выявленных принципов их формирования? Мы остановились на ядре атома меди – 29 химическом элементе (рис. 30, j). Описанные принципы формирования ядер позволяют построить структуру любого ядра, так что дорога любознательным открыта.

37. Почему считается, что ядерные силы являются не центральными? Центральными силами называются такие силы, линии действия которых пересекаются в центральной точке (точке симметрии) или пересекают центральную ось. Обратим внимание на сложные ядра атомов калия и меди (рис. 30, e, j). Сразу видно, что далеко не все силы, действующие между нейтронами и между нейтронами и протонами, пересекают ось симметрии ядра. Так что, в общем случае ядерные силы не являются центральными. Однако, если мы посмотрим на ядро алмаза (рис. 30, d), то у этого ядра все силы являются центральными, так как линии их действия пересекаются в начале декартовой системы координат [2].

38. Достаточно ли уже информации о ядрах, чтобы приступить к детальному анализу энергетики процессов, протекающих в ядерных реакторах атомных электростанций и в термоядерных реакциях, так называемых неисчерпаемых источниках энергии, которые планируется реализовать в устройствах Токамак? Да, новой информации о поведении обитателей микромира уже достаточно для анализа указанных процессов и мы приведём их результаты.

39. В какой последовательности формируются излучения в представленных ядерных реакциях (32, 33)? После распада части ядер атомов урана идет синтез ядер атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm путём присоединения к ядрам урана дополнительных протонов и нейтронов. Процессы синтеза ядер этих элементов сопровождаются излучением гамма фотонов опасных для всего окружающего и не несущих тепловую энергию. Затем идёт синтез атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm. Эти процессы сопровождаются излучением, так называемых, тепловых фотонов.

40. Какие фотоны, генерируемые в ядерных реакторах, нагревают воду? Генераторами тепловых фотонов, нагревающих воду атомной электростанции, являются, прежде всего, процессы синтеза атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm (рис. 33).

41. Следует ли из этого правильность названия «Атомная электростанция»? Поскольку полезную энергетическую функцию выполняют процессы синтеза атомов, но не ядер, то название «Атомная электростанция» отражает суть процесса получения полезной энергии.

 

 

Рис. 33:а) - ядерные реакции атомных электростанций;

b), с), d) –ядерные реакции планируемые в Токамаке;

(светлые протоны; тёмные – нейтроны)

42. Физики обычно приводят энергетику ядерных реакций (рис. 33, с) для доказательства эффективности атомных электростанций. Правильно это или нет? Конечно, неправильно, так как ядерные реакции генерируют бесполезную энергию в виде гамма фотонов. Их энергия не имеет прямого отношения к нагреванию воды – теплоносителя электростанции. Однако, полностью отбрасывать участие фотонов, излучаемых при ядерных реакциях в нагревании воды, сомнительно, так как до конца ещё не ясна здесь роль эффекта Комптона, который не исключает преобразование гамма фотонов в тепловые фотоны. Вероятность такого процесса существует.

43. В чём сущность этой вероятности? Гамма фотоны могут поглощаться протонами ядер, изменяя их энергетические уровни, и могут отражаться от них. Тогда, согласно эффекту Комптона, при отражении фотоны теряют часть своей массы и энергии и превращаются в фотоны с меньшей энергией. Так что многократные отражения гамма фотонов в системах плотной защиты могут превращать их в фотоны, которые поглощаются электронами молекул воды и таким образом нагревают её. Однако, как нам известно, такой вариант поведения гамма фотонов ещё не рассматривался.

44. Какой же расчёт энергии ядерных электростанций отражает реальность? Расчёт полезной энергии, генерируемой реакторами атомной электростанции, должен начинаться, прежде всего, с расчёта энергии синтеза атомов новых элементов: нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm (рис. 33, а). Если этой энергии окажется недостаточно, то надо анализировать участие в её генерации других процессов.

45. Имеется ли возможность представить хотя бы примерную методику такого расчёта? Такая возможность существует. Теперь известно, что электроны всех атомов, взаимодействуя с протонами ядер, имеют близкие энергии связи с ними, которые равны энергиям фотонов, излучаемых при синтезе этих атомов. Эти энергии близки к энергии ионизации атома водорода 13,60 eV, поэтому есть основания взять для расчёта величину, например, 10 eV. Далее можно взять количество молей новых атомов рождающихся в этих процессах. При этом надо учесть, что процесс синтеза новых ядер начинался не с ядра атома водорода, а с ядра атома урана. Поэтому при синтезе атомов нептуния Np, плутония Pu, америция Am и кюрия Cm тепловые фотоны генерируют не все электроны этих атомов, а лишь те, которые добавляются к электронам атомов урана. У атома Нептуния это один электрон, у атома плутония – два, у атома америция – три, а у атома кюрия – 4 (рис. 33, а). Вот эти электроны и излучают тепловые фотоны при синтезе этих атомов. Энергия этих фотонов находится в интервале энергий, поглощаемых электронами молекул воды. Конечно, для точного расчёта надо знать процентное количество этих веществ, образующихся в процессе работы ядерных реакторов. Нам эти данные не известны, поэтому мы не можем сделать такой расчёт. Мы можем указать лишь последовательность его реализации.

Известно, что в одном моле вещества содержится атомов. Можно принять, что каждый новый электрон указанных новых атомов излучает при синтезе фотоны с общей энергией, примерно, равной 10 eV. Тогда электроны атомов одного моля нептуния излучат энергии в виде тепловых фотонов. Зная количество молей этого элемента, можно определить энергию фотонов, которые излучатся электронами при синтезе этого элемента. Далее надо учесть энергию синтеза атомов остальных элементов. Если в ядерных реакторах атомных электростанций рождаются атомы и других элементов, например, водорода, гелия, то надо учесть энергии и их синтеза.

Если сумма полученной энергии не будет соответствовать тепловой энергии электростанции, то возникает необходимость анализа процессов образования новых атомов и преобразования гамма фотонов в тепловые фотоны. Если ядра атомов урана оголяются полностью и идёт вначале синтез ядер новых элементов, а потом синтез их атомов с присоединением всех электронов, то этот вариант также надо проанализировать.

Конечно, специалисты, владеющие исходной информацией, легко могу сделать эти проверочные расчёты и установить истинные источники фотонов, нагревающих воду атомной электростанции.

46. Значит ли это, что энергетику синтеза ядер нельзя приписывать тепловой энергии, генерируемой атомной электростанцией? Ответ однозначный – нельзя. Нужен тщательный расчёт энергетического баланса ядерного реактора, который, как мы полагаем, ещё не проводился, так как нет публикаций по балансу этой энергии, описанному нами. Если кратко, то энергия синтеза ядра атома гелия (рис. 33, с) равна 17,6 Мэв, а энергия синтеза атома не может быть больше суммы энергий ионизации двух электронов этого атома (54,416 + 24,587)=79,003 eV, которая излучается при последовательном соединении двух его электронов с двумя протонами ядра. Если же эти электроны вступают в связь с ядром одновременно, то каждый из них не может излучить энергию большую энергии связи с протоном, соответствующей первому энергетическому уровню. Она известна и равна . Два электрона излучат 26,936 eV. Это реальная тепловая энергия, которая выделится при синтезе атома гелия. Энергия 17,6 МэВ принадлежит гамма фотонам, которые не являются тепловыми.

Мы не будем углубляться в дальнейший анализ этих сложных процессов, но отметим: изложенное показывает, что современные физики ещё далеки от понимания тонкостей процессов, протекающих в ядерных реакторах и, конечно же, они глубоко ошибаются, приводя энергии синтеза ядер атомов для доказательства обилия энергии в процессах, протекающих в ядерных реакторах. Бесспорную полезную энергию генерируют только процессы синтеза атомов, но не ядер.

47. Следует ли из ответа на предыдущий вопрос правильность направления исследований по созданию термоядерного источника энергии, называемого «Токамак»? Этот источник разрабатывается учеными нескольких стран уже не одно десятилетие. Сообщается, что на его разработку израсходовано несколько десятков миллиардов долларов, а конечный результат пока не просматривается. У нас нет оснований упрекать в этом международные коллективы учёных, занимающиеся этой проблемой. Совокупность старых знаний о микромире, которыми они владеют, не исключает реализацию их научной идеи. Однако, новые знания о микромире ставят реализацию этой идеи под серьёзное сомнение.

Мы теперь хорошо знаем, что носителем тепловой энергии являются тепловые фотоны. Главное их свойство – прямолинейность движения. Магнитные поля не могут изменить это свойство. Это значит, что невозможно создать устойчивую кольцевую плазму в Токамаке и длительно удерживать её в этом кольце. Не случайно нет ещё ответа на вопрос: какой вид энергии предполагается получать в этом устройстве? Если тепло, то как планируется передавать его теплоносителю?

Если учесть, что при синтезе ядер гелия излучаются гамма фотоны, которые не являются носителями тепла, то их фантастические МэВ – источник только вреда, но не пользы.

Не исключено, что реализаторы этой устаревшей идеи прочтут описанное и, конечно же, будут недовольны. Однако, у понимающих сложности научного поиска такие чувства не возникнут. Они будут довольны появившейся возможностью прояснения того, что до сих пор оставалось неясным. Дальше мы покажем, что это направление надо переориентировать на разработку таких водородно-кислородных генераторов, которые можно было бы разместить, образно говоря, на кухне каждой домохозяйки и получать водородно-кислородную смесь из воды для газовой плиты. Многократное превышение энергии водородно-кислородной горелки над количеством электрической энергии на получение смеси этих газов – теоретический и экспериментальный факт. Важно и то, что при сжигании этой смеси вновь образуется вода. Так будет решена проблема постепенно убывающих запасов природного газа и газовой бытовой безопасности. Ведь после выключения электролизёра выход газов прекращается. Остаётся только полностью безопасный раствор воды,

48. Можно ли провести детальный анализ процессов, которые, как предполагается, будут протекать в термоядерном реакторе Токамак (ИТЭР)? Такая возможность существует и мы представляем её.

49. Где протекают процессы синтеза ядер гелия, представленные на рис. 33, b, c, d? Такие процессы протекают на звездах, в том числе, и на Солнце.