Низкоэнергетическая трансмутация химических элементов при электроионизации воды
Исследование процесса трансформации химических элементов в высокоэнергетическом электродуговом разряде на примере базальтового расплава. Характеристика условий возникновения автономного плазменного образования в воде в процессе электрического разряда.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | научная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.03.2011 |
Размер файла | 22,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Низкоэнергетическая трансмутация химических элементов при электрионизации воды
Ташполотов Ы., Садыков Э.
В [1], нами установлены преобразования одних химических элементов в другие под действием высокоэнергетического электродугового разряда. Имеется огромное количество сообщений об экспериментально установленных трансмутациях (преобразованиях). Примером последних значимых сообщений следует отметить преобразование изотопа 129J с периодом полураспада 15,7 млн. лет в изотоп 128J с периодом полураспада 27 мин [2]. Преобразование осуществлено импульсным 360 джоулевым лазером с длительностью импульса 0,7 пс. По оценкам авторов плотность мощности в пучке составила 1020 Вт/см2. Поскольку каждый лазерный импульс производит 3·106 ядер 128J, то можно предположить, что лазерная трансмутация может стать относительно недорогим и достаточно эффективным методом утилизации ядерных отходов путем преобразования долгоживущих изотопов в изотопы с малым периодом полураспада.
В работе [3] Вачаев. А.В. и др. установили условия возникновения автономного плазменного образования в воде в процессе электрического разряда. Полученное плазменное образование, во-первых, возбуждал в воде самоподдерживающуюся реакцию синтеза элементов и, во-вторых, реакция сопровождалась электромагнитным излучением частотой десятки мегагерц и мощностью до десятков киловатт. Наряду с этим, в ходе синтеза образовывались свободные электроны, которые необходимо было отводить на внешнюю нагрузку. Поэтому после запуска и стабилизации процесса установка отключалась от электрической сети и она работала сутками. В экспериментах были синтезированы более ста килограмм порошка и одновременно выработаны сотни киловатт-часов электроэнергии. В экспериментах [3] водопроводная вода служила сырьем, продуктом реакции были стабильные изотопы элементов от гелия до висмута.
Синтез элементов в электрическом разряде был зарегистрирован также у Л.И.Уруцкоева [4] и С.В.Адаменко [5]. В работе [4] эти величины составляли соответственно 50 кДж, 150 мкс и 330 МВт. В работе [5] энергия импульса достигала 2,5 кДж, а мощность в данном случае составляла 83 ГВт.
Механизм преобразования, вероятно, заключается в том, что при входе молекулярно-кластерной массы рабочей среды в поток возбужденных электронов, находящихся под определенным потенциалом тока стабилизации, практически мгновенно возникает процесс фазовых превращений:
Кластеры молекулы атомы дейтоны n,p
электроны е -
Здесь термином дейтоны обозначены ядра элементов как системы нейтронно-протонных пар.
Известно, что в процессе самоорганизации материи, в частности воды, молекула водяного пара, попадая под воздействие мощной энергии внешних силовых полей, вынужденно диссоциируют на молекулярные и атомарные составляющие с разными спиновыми числами. При осуществлении процесса самоорганизации, по-видимому, возникает дефект массы (протонов и электронов), удовлетворяемый за счет распада ядер кислорода с образованием его изотопов и ростом их возбуждения до ионной температуры. Повышение ионной температуры, а также увеличение концентрации активных частиц имеют следствием возникновение тепломассопереноса. В результате внешнего воздействия ядро кислорода распадается. Неустойчивость ядра кислорода доказывается также расчетами потенциала энергии взаимодействия Рида для структурных элементов в химических веществах [6]. Так, для ядра атома кислорода он оказался равным 13,618, почти таким же, как для водорода (13,518 кэВ), но большим, чем для углерода (11,534 кэВ), и значительно меньше, чем для Не (24,584 кэВ). В то же время потенциал Рида для кластера O=O оказывается меньше, чем у водорода Н (77,412<108,700), но больше, чем у углерода С (77,412>64,492). Для сольватированного иона кислорода O2- потенциал Рида оказывается максимальным (739,315 кэВ), не встречающимся ни у одного из элементов Земли. Самым близким к кислороду по этой характеристике являются азот N (667,030), бор B (648,5), бериллий Be (522,51), гелий He (442,51). Все это дает основание считать о том , что кислород О и водород Н основными элементами, ядра которых наименее устойчивы и поэтому являются источником тех протонно-нейтронных пар, без которых невозможен механизм образования новых элементов. Так как кислород в связанном состоянии и особенно в виде воды или льда можно встретить повсюду, то, следовательно, там, где есть вода и ее пары, там всегда существует вероятность возникновения процесса образования новых элементов.
Вторым условием возникновения процесса преобразования вещества является создание вакуума, по крайней мере, в зоне взаимодействия. Самым простым способом, реализуемым в природе, является разрыв сплошности в потоке воды или водяного пара. Поэтому внешняя обработка воды является в некотором смысле основным решающим моментом.
Известно, что под действием внешних факторов (г-излучение, электронный пучок) на физической стадии процесса за время 10-16 - 10-11 с происходит ионизация молекулы воды. Энергия ионизации порядка 14 эВ. На физико-химической стадии за время 10-13 - 10-9 с происходят диссоциация молекулы или иона, внутренние превращения в молекуле или ионе, ионно-молекулярные реакции и перенос заряда. После этих двух стадий образуются электрон (e- ) и свободные радикалы H+, OH- [7,8]. Далее за время 10-10 - 10-7 с происходят реакции между радикалами и реакции радикалов с растворенными веществами. В конце процесса из воды образуется комплекс химических элементов и частиц
H2O > e-, H2 , H2O2, H+, OH-.
В малых количествах образуется также атомарный кислород. В конечном итоге в воде образуется среда с высоким содержанием e-, H2, H+ (протон), 16O.
Из продуктов распада возможен процесс синтеза в виде нескольких ветвей. Одна из ветвей может начаться с кислорода и могут идти следующие реакции:
16O + 16O > 31S + n + 1,45 МэВ, (1)
или 16O + 16O > 32S + г + 16,54 МэВ. (2)
либо реакции:
16O + 16O > 24Mg + 4He + 4He - 0,39 МэВ; (3)
16O + 16O > 27Al + 4He + 1H - 1,99 МэВ. (4)
Из кислорода в конечном итоге возможно образование бериллия:
4He + 4He > 8Be - 0,09 МэВ; (5)
Далее образование углерода может идти по реакции:
8Be + 4He > 12C* - 0,29 МэВ; (6)
Из углерода возможно образование натрия:
12C + 12C > 23Na + 1H + 2,24 МэВ. (7)
Образование некоторых элементов возможно происходит согласно следующих реакций:
3216S + 42He -3618Ar + г;
3618Ar + 42He -4020Ca + г;
4020Ca + 42He -4422Ti + г;
4422Ti + 42He -4824Cr + г;
4824Cr + 42He -5226Fe + г;
5226Fe + 42He -5628Ni + г, (8)
5628Ni + 42He -6030Zn + г;
Преобразования вещества под действием внешних полей происходит и в процессе электроактивации воды. Явление электрохимической активации воды (ЭХАВ) было открыто в 1975 г.[7]. ЭХАВ это совокупность электрохимического и электрофизического воздействия на воду в двойном электрическом слое (ДЭС) электрода электрохимической системы при неравновесном переносе заряда через ДЭС электронами и в условиях интенсивного диспергирования в жидкости образующихся газообразных продуктов электрохимических реакций. В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное состояние, которое характеризуется аномальными значениями активности электронов и других физико-химических параметров [7]. Если через воду протекает постоянный электрический ток, то поступление в воду у катода, так же как и удаление электронов из воды у анода, сопровождается серией электрохимических реакций на поверхности катода и анода. В результате образуются новые вещества, изменяется система межмолекулярных взаимодействий, состав воды, в том числе структура воды как раствора.
В упрощенной форме основные процессы при электроактивации, происходящие в электролизере, можно представить следующим образом:
1) окисление воды на аноде:
2Н2О - 4е 4Н+ + О2 ;
2) восстановление воды на катоде:
2Н2О + 2е Н2 + 2ОН ;
3) образование на аноде газообразного хлора в хлоридных растворах:
2Cl - 2е Сl2 ;
4) образование в анодной камере высокоактивных окислителей:
Cl2 O, ClO2, ClO , HClO, Cl , O2 , O3 , HO2 , OH ;
5) образование в катодной камере высокоактивных восстановителей:
ОН,Н3О2 , Н2, НО2, НО2, О2 .
химический электродуговой плазменный базальтовый
В результате полученное количество твердого осадка в виде порошка зависит от разности потенциалов между электродами, материала и площади электродов и времени ионизации. Экспериментальные данные, полученные нами при электрической ионизации (активации) воды представлены в таблице 1.
Таблица 1
№, п/п |
Разность потенциалов между электродами, (В) |
Обьем воды в реакторе, (мл) |
Химический элемент |
Количество атомов ионизованные в 1 секунду, 1012 |
Относительная масса химич. элементов, получен. при электрической ионизации воды, () |
|
1. |
5,1 |
100 |
Na |
7,80 |
122,13 |
|
2. |
5,4 |
100 |
Pr |
1,04 |
99,75 |
|
3. |
5,55 |
100 |
Pm |
1,48 |
146,08 |
|
4. |
5,7 |
100 |
Pu |
2,08 |
345,63 |
|
5. |
5,85 |
100 |
Tb |
5,20 |
563,05 |
|
6. |
6,0 |
200 |
Ho |
3,47 |
389,66 |
|
7. |
6,3 |
200 |
Bk |
13,87 |
2332,65 |
|
8. |
6,75 |
200 |
Cr |
1,89 |
66,87 |
|
9. |
7.05 |
200 |
Mo |
1,06 |
69,73 |
|
10. |
7.2 |
200 |
Bi |
2,08 |
59,4 |
|
11. |
7,35 |
300 |
Ru |
0,78 |
53,62 |
|
12. |
7,5 |
300 |
Hf, |
3,90 |
473,91 |
|
13. |
7,65 |
300 |
Cu |
5,20 |
224,92 |
|
14. |
7,8 |
300 |
Fe |
2,60 |
98,81 |
|
15. |
7,95 |
300 |
W |
0,74 |
125,17 |
|
16. |
8,1 |
300 |
Si |
0,92 |
17,54 |
|
17. |
8,25 |
300 |
B |
1,74 |
12,75 |
|
18. |
8,4 |
300 |
Po |
0.83 |
118,08 |
|
19. |
8,5 |
300 |
Os |
2,13 |
275,84 |
|
20 |
9,0 |
300 |
Te |
2,60 |
225,86 |
|
21 |
9,3 |
400 |
Be |
2,97 |
18,12 |
|
22. |
9,45 |
400 |
Zn |
6,24 |
277,81 |
|
23. |
9,75 |
400 |
Se |
2,84 |
152,64 |
|
24. |
10,2 |
400 |
S |
4,46 |
97,25 |
Анализ полученных данных показывает, что во всех фазах (твердой, жидкой) появляются элементы, совершенно отсутствовавшие в исходном сырье, причем количество последних не всегда зависит от степени разбавления стоков водой и других параметров. При этом оказывается, что обработка стоков с растворенными и взвешенными неорганическими соединениями дает, как правило, твердую фазу в виде частиц чистых металлов, а стоки с органическими соединениями в виде гидратов и гидридов.
Основные выводы
1.В процессе электрической ионизации наблюдается образование в пробах таких элементов, как Bk, Tb, Hf, Ho, Pu, Os, Zn, Te, Cu, Se, Pm, W и др. Особенно заметное образование проявляется для Вк, что подтверждается и другими методами исследования.
2. Все эти элементы (Bk, Tb, Hf, Ho, Pu, Os, Zn, Te, Cu, Se, Pm, W) в пробах являются элементами образующиеся в процессе трансмутации.
Литература
1. Ташполотов Ы., Садыков Э. Трансформация химических элементов в электродуговом разряде на примере базальтового расплава. // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.econf.rae.ru/ article /
2. http://optics.org/articles/news/9/8/12/1, 14 August, 2003.
3.Вачаев А.В., Иванов Н.И. Энергетика и технология структурных переходов: Учебное пособие. Магнитогорск: МГМА, 1994. -190 с.
4. Уруцкоев Л.И., Ликсонов В.И., Циноев В.Г. Экспериментальное обнаружение «странного» излучения и трансформация химических элементов. «Журнал радиоэлектроники», №3, 2000.-20с., http://jre.cplire.ru/jre/mar00/4/text.html.
5. Адаменко С.В. Концепция искусственно инициируемого коллапса вещества и основные результаты первого этапа ее экспериментальной реализации. Препринт лаб. Электродинамических исследований предприятия «Протон-21», Киев: Академпериодика, 2004.-36с., http://proton21.org.ua/articles.html.
6. Крымский В.В., Балакирев В.Ф. Воздействие наносекундных электромагнитных импульсов на свойства веществ// Доклады Российской академии наук, 2002. Т. 385. №6. С. 786-787.
7. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М., 1995. - 175с. 8. Стехин А.А., Яковлева Г.В. Структурированная вода: Нелинейные эффекты. 2008. - 320 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Работы Эрнеста Резерфорда. Планетарная модель атома. Открытие альфа- и бета-излучения, короткоживущего изотопа радона и образования новых химических элементов при распаде тяжелых химических радиоактивных элементов. Воздействие радиации на опухоли.
презентация [520,3 K], добавлен 18.05.2011Исследование импеданса водной суспензии нанопорошка железа посредством емкостной ячейки. Анализ частотной зависимости импеданса суспензии нанопорошка. Применение плазменного разряда для синтеза наноматериалов и создания технологии стерилизации воды.
дипломная работа [888,8 K], добавлен 18.07.2014Устройство для получения высокочастотного индукционного разряда. Условия циклотронного резонанса. Виды реакторов высокочастотного емкостного разряда. Основные способы генерации плазмы. Зависимость скорости плазменного травления от параметров процесса.
презентация [1,9 M], добавлен 02.10.2013Кинетика химических реакций и массообмена пористых углеродных частиц с газами с учетом эндотермической реакции и стефановского течения. Влияние температуры и диаметра частицы на кинетику химических реакций и тепломассообмен углеродной частицы с газами.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 14.03.2008Механизмы возникновения электрического разряда в газах, условия их электропроводности. Ионная электропроводимость газов. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение. Искровой, коронный и дуговой разряды. "Огни святого Эльма".
презентация [2,9 M], добавлен 07.02.2011Исторические сведения о воде. Круговорот воды в природе. Виды образования от разных изменений. Скорость обновления воды, ее типы и свойства. Вода как диполь и растворитель. Вязкость, теплоемкость, электропроводность воды. Влияние музыки на кристаллы воды.
реферат [4,6 M], добавлен 13.11.2014Условия возникновения электрического разряда в газах. Принцип ионизации газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применние.
реферат [32,3 K], добавлен 21.05.2008Фазами называют однородные различные части физико-химических систем. Фазовые переходы первого и второго рода. Идеальные и реальный газы. Молекулярно – кинетическая теория критических явлений. Характеристика сверхтекучести и сверхпроводимости элементов.
реферат [32,3 K], добавлен 13.06.2008Электрический пробой газов и диэлектриков. Вольт-секундные характеристики изоляции. Разработка импульсного генератора высоких напряжений. Моделирование и построение математической модели, позволяющей проводить расчет электрического разряда в жидкости.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.11.2011История создания химических источников тока, их классификация, устройство и принцип действия. Виды гальванических элементов: электрические аккумуляторы и топливные устройства. Эксплуатация и регенерация батарей, их основные преимущества и недостатки.
курсовая работа [11,0 M], добавлен 29.05.2009