Как горит плазма под водой

Физики нагрели воду до 100 000 K за 75 фемтосекунд и рассмотрели тёплое плотное вещество

Примерно через 70 фемтосекунд (квадриллионных долей секунды) большинство молекул воды уже распадается на водород (белый) и кислород (красный). Симуляция: Карл Калман, DESY/Уппсальский университет

Для исследования экзотических свойств материи в экстремальных условиях учёные из немецкого исследовательского центра по физике частиц DESY и Уппсальского университета (Швеция) провели эксперимент по сверхбыстрому нагреванию воды рентгеновским лазером (разером) — и посмотрели, совпадает ли результат с симуляцией.

Обычно нагревание при кипячении воды заключается в передаче молекулам кинетической энергии через вибрацию с помощью конвекции или теплоизлучением. Но в данном случае физики использовали иной метод, где энергия передаётся через ионизацию одиночными фемтосекундными импульсами рентгеновского лазера на свободных электронах. Это вызывает быструю ионизации с появлением экзотического состояния плазмы, известного как тёплое плотное вещество (warm dense matter, WOM).

Тёплое плотное вещество (ТПВ) — агрегатное состояние вещества, которое по своим параметрам находится между твёрдым телом и идеальной плазмой. Оно слишком плотное, чтобы быть описанным как плазма, и слишком горячее, чтобы относиться к физике конденсированных сред. Другими словами, это нечто среднее между плазмой и твёрдым телом. Оно намного плотнее, чем плазма (от 0,01 до 100 г на см³), а в некоторых случаях имеет удельный вес в два раза больше, чем твёрдое вещество, из которого получено. В общем, своеобразное вещество Шрёдингера.

Нынешний эксперимент по получению ТПВ из воды провела группа учёных под руководством Карла Калмана (Carl Caleman) из Центра исследований лазеров на свободных электронах (CFEL) в DESY. Нагрев молекул с одновременным исследованием состояния проводилось с помощью рентгеновского лазера на свободных электронах в Национальной лаборатории ускорителей SLAC (США). Разер осуществлял чрезвычайно интенсивные сверхкороткие вспышки рентгеновского излучения 6,86 кэВ (более 10 6 Дж/см²) по струе воды.

«Это явно не обычный способ вскипятить воду, — говорит Калеман. — Обычно при нагревании молекулы просто встряхиваются сильнее и сильнее. Наше нагревание принципиально другое. Энергетические рентгеновские лучи выбивают электроны из молекул воды, тем самым разрушая баланс электрических зарядов. Внезапно атомы испытывают сильную отталкивающую силу и начинают бурно двигаться».

Менее чем за 75 фемтосекунды вода проходит фазовый переход от жидкости к плазме. Плазма — это состояние вещества, в котором электроны удалены из атомов, что приводит к своего рода электрически заряженному газу.

«Но во время превращения жидкости в плазму вода по-прежнему сохраняет плотность жидкости, так как атомы еще не успели значительно переместиться», — объясняет соавтор эксперимента Олоф Йонссон (Olof Jönsson) из Уппсальского университета. Такое экзотическое состояние материи невозможно найти в естественном состоянии на Земле: «У него такие же характеристики, как у некоторых плазм на Солнце и в газовом гиганте Юпитер, но только более низкая плотность. Между тем оно горячее, чем ядро Земли».

Проведение эксперимента именно на воде позволяет лучше узнать о свойствах воды в столь экзотическом состоянии. Это тем более важно, учитывая некоторые действительно уникальные свойства этого вещества: «Вода действительно странная жидкость, и если бы не её особенности, то многие вещи на Земле не были бы такими, как они есть, особенно жизнь», — подчеркнул Йонссон. У воды множество аномальных характеристик и свойств, включая плотность, теплоёмкость и теплопроводность.

В исследовательском центре по физике частиц DESY планируют более внимательно изучить аномалии воды в рамках проектов будущего Центра науки о воде (Centre for Water Science), который планируется открыть в DESY.

Проведённый эксперимент помог отработать методы отслеживания одиночных молекул с помощью рентгеновских лазеров. Учёные говоря, что рентгеновские лазеры на свободных электронах «открывают двери в новую эру структурной биологии, позволяя снимать биомолекулы и отслеживать динамику, недоступную с помощью существующих методов».

Научная статья опубликована 14 мая 2018 года в журнале PNAS (doi: 10.1073/pnas.1711220115, pdf).

Источник

Плазменный «стелс» — наш ответ американским «невидимкам»

Внизу мелькали костистые гребни цепей великого хребта Гиндукуш, «убийцы индуса». Шеренги скалистых безлесных гор строго параллельно главному хребту. Арцыбашев вгляделся в горизонт. Там, впереди, должна вздыматься главная гряда сияющих вершин, и бортовой радар, светясь зеленым, показывал эту великую стену.

«Ганнибал у ворот!» Это означало, что группа уже на месте, и объект находится в поле зрения. Арцыбашев двинул рычажок на пульте, и только чутье подсказало ему, что заработал стокилограммовый плазмогенератор в носу машины. Через несколько секунд МиГ окутала голубоватая дымка.

В этот момент его отметка исчезла с экранов радиолокаторов Кабульского аэроузла и даже с индикаторов мощного А-50. Четыре самолета разом растаяли в пространстве, словно исчезнув в очередном «Бермудском треугольнике».

Трудно сказать, кто является автором идеи о плазменных стелсах-генераторах, но Максим Калашников (чей отрывок стал эпиграфом к статье) был далеко не первый. Идея быстро проникла в массы и накрепко завладела умами.

Чтобы понять, как работает “плазменный стелс”, необходимо перенестись на сто лет в прошлое.

1919 год. Дж. Хеттингер получает патент на плазменную антенну. Устройство для излучения и приема радиоволн, в котором вместо металлических проводников используется ионизированный газ. Изобретение Хеттингера нашло применение не сразу. Лишь в наши дни, с появлением плазменных твердотельных антенн, появилась возможность создания высокоскоростных сетей обмена данными (WiGig).

Военных, наоборот, заинтересовала возможность формирования плазменных антенн в открытом пространстве. Основной задачей ставится повышение скрытности боевой техники. Такая система обладает лучшей помехозащищенностью и способна к безынерционному изменению её параметров.

Что мы имеем в итоге?

Как и любой металл, содержащий свободные электроны, ионизированный газ (плазма) обладает великолепной электропроводностью.

Теперь обратимся к основам радиолокации. Здесь все определяет принцип изменения направления движения радиоволн при прохождении сквозь неоднородную среду. И чем выше электропроводность отражающей среды, тем сильнее отражение радиоволн от границы раздела двух сред.

Подтверждением высокой отражающей способности плазмы служит отражение радиоволн от ионосферы Земли.

Кого-то может смутить упоминание о снижении заметности военной техники. Но заметность снижается не за счет каких-то эффектов при работе плазменной антенны, а в момент её отключения. В отличие от металлических конструкций, плазменная антенна существует лишь во время работы генератора. А потом она бесследно исчезает.

Также существует эффект временного пропадания радиосвязи во время спуска космических аппаратов с орбиты. Но ведь связь пропадает не из-за невидимости КА. Это банальные помехи, создаваемые в антенных устройствах самого спускаемого аппарата, вызванные сильными электромагнитными полями. С Земли спускаемую капсулу видно, а вот связаться с сидящими внутри космонавтами невозможно. При необходимости, данную проблему можно решить оригинальным способом. Инженеры предлагают использовать в качестве антенны… само облако плазмы, окутавшее спускаемый аппарат.

Урок физики. 9-й класс. Тема: “Плазма”

Четвертое агрегатное состояние вещества — частично или полностью ионизированный газ. Согласно современным расчетам, плазма является фазовым состоянием 99,9% барионного вещества во Вселенной.

Различают низкотемпературную (меньше миллиона К) и высокотемпературную (свыше миллиона К) плазму.

1 000 000 К = 999 727 °С.

Представить такое сложно.

Предположим, создатели “стелс-генератора” выбрали низкотемпературную плазму, подобную той, что используется в плазменных резаках (температура факела

от 5000 до 30 000 °C).

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
Первый (и последний) полет сверхсекретного “стелс-самолета” с установленным на его борту плазмагенератором

Светимость и ИК-сигнатура “плазменного облака” будут подобны метеориту, а сам “стелс” заметен на расстоянии в тысячи километров.

Наконец, простой и известный факт. Врывающиеся в атмосферу Земли на скорости 11. 72 км/с метеориты (как и боеголовки МБР) хорошо обнаруживаются с помощью РЛС, несмотря на окутавшее их облако плазмы.

Не меньший интерес вызывают способы создания и удержания “плазменного экрана” вокруг летательного аппарата. Чем создавать плазму? Как подавать на обшивку? Как, при этом, защитить обшивку ЛА от нагрева?

Проблемы эти столь велики, что здесь не отделаться “100-кг генератором под носовым обтекателем” (привет М. Калашникову).

Наконец, никто из сторонников плазменных “стелс-экранов” не задумывается над тем, откуда черпать энергию для облака плазмы размером с самолет!

Современным боевым самолетам с трудом хватает электроэнергии для обеспечения работы БРЭО, систем радиоэлектронной борьбы и ЭДСУ.

Система электроснабжения истребителей Су-27 состоит из двух систем постоянного и переменного тока. В качестве источников питания используются два интегральных привода-генератора ГП-21 (2 х 30 кВт) и два бесколлекторных генератора постоянного тока (2 х 12 кВт).

В качестве примера типовой нагрузки — мощный радар Н035 “Ирбис” (Су-35). Средняя мощность излучения — 5 кВт, макс. пиковая мощность — 20 кВт.

Для сравнения: простейшая плазменная мусоросжигательная установка (плазменный факел в ограниченном объеме плавильной камеры, t = 1500. 2000°С, производительность 250 кг/ч) имеет установленную мощность плазмотрона 150 кВт!

В итоге для создания плазменного экрана размером с самолет придется поднимать в небо целую АЭС.

Потом еще возникнет вопрос о сохранности аппаратуры ЛА и об угрозе жизни пилота вследствие воздействия электромагнитных полей высокой напряженности. Впрочем, тепловой нагрев гораздо быстрее поставит точку в данном вопросе.

Вывод

Прежде чем бросаться сверлить тысячи отверстий в обшивке и ставить на крыло ядерный реактор, необходимо ответить на вопрос: ДЛЯ ЧЕГО?

Все попытки найти хоть какие-то сведения о разработке и создании “плазменных стелсов”, как правило, приводят к одному и тому же вымышленному интервью со специалистами Исследовательского центра им. Келдыша.

«Мы приняли решение делать «невидимки» по технологиям, основанным на принципиально иных физических принципах», — рассказал директор Исследовательского центра им. Келдыша Анатолий Коротеев. По его словам, если создать вблизи летательного аппарата экран из плазмы, то самолет становится невидимым для радаров.

Простой пример: если бросить в стену теннисный мячик, он отскочит и вернётся обратно. Так же и сигнал РЛС отражается от самолёта и возвращается на приёмную антенну. Самолет обнаружен. Если у стенки угловатые грани и наклонены они в разные стороны, то мячик отскочит куда угодно, но назад не вернется. Сигнал потерян. На этом принципе основаны американские «стелс». Если же обложить стенку мягкими матами и кинуть в них мяч, то он просто шлепнется об нее, потеряет энергию и упадет рядом со стенкой. Так же и плазменное образование поглощает энергию радиоволн.”

— Легенда из Интернета, 2010 год.

Уважаемый ученый, д.т.н. Анатолий Сазонович Коротеев, вряд ли бы стал рассказывать подобное о свойствах плазмы. Очевидно, что “утку” про стелс-генератор придумал какой-то безграмотный журналист. Плазменное образование в силу своей природы не способно поглощать радиоволны, так, как это описано в цитируемом “интервью”.

В силу своей высочайшей электропроводности плазма не может способствовать снижению радиолокационной заметности. При включении такое “облако” засияет ярчайшей отметкой на экранах всех радаров, а его заметность станет еще выше, чем у цельнометаллического самолета. Во всех без исключения спектрах!

Утверждать обратное — все равно, что заявлять о том, что Земля плоская.

И вызывает немалую тревогу, что обитатели самой читающей в мире страны с поголовным 10-классным образованием с такой легкостью верят в разную чепуху.

Ну, а пока — угловатость форм, параллельность граней, использование радиопоглощающих красок и композитов. “Сухой” Т-50 с технологией “стелс”. Будущее отечественной авиации без плазма-генераторов.

По мотивам спора на сайте «ВО» и комментариев от посетителя opus.

Источник

Проект Заряд

Автономное энергоснабжение. Свободная и альтернативная энергия будущего. Бестопливные генераторы и «вечные двигатели» в каждый дом!

Холодный синтез при плазменном электролизе воды

Введение

Холодный ядерный синтез — первая гипотеза об источнике дополнительной энергии при обычном электролизе тяжелой воды. Авторами этой гипотезы являются американские электрохимики Флешман и Понс [1]. Они объявили об этом в 1989 году. С тех пор в разных странах проведено большое количество экспериментов по получению дополнительной энергии из воды [2], [3], [7], [8], [9], [10], [11], [12]. Мы продолжаем обсуждать эту проблему.

Рис. 1.

Схема плазмоэлектролитического генератора смеси газов: 1-крышка реактора; 3-корпус реактора; 6-катод; 9-анод; 11-дозатор раствора; -охладитель; 20-патрубок для выхода газов, 23-анемометр [6], [12].

Экспериментальная часть I

Для проверки этой гипотезы были проведены следующие эксперименты. Изготовлены два катода массой 18,10 г и 18,15 г из железа. Первый катод проработал 10 часов в растворе KOH, а второй проработал такое же время в растворе NaOH. Масса первого катода не изменилась, а второго уменьшилась на 0,02 грамма. Плазмоэлектролитический реактор работал при напряжении 220 Вольт и силе тока (0,5-1,0) Ампера (Рис. 1). При этом показатели расхода раствора и генерируемых газов оказались такими (Табл. 1).

Таблица 1 Результаты эксперимента

Показатели	Расход воды, кг	Объём газов, м 3	Затраты энергии, кВт’ч/м 3
KOH	0,272	8,75	0,28
NaOH	0,445	12,66	0,21

Известно, что из одного литра воды можно получить 1220л водорода и 620 л кислорода. Как видно (Табл. 1), количество газов, генерируемых плазмоэлектролитическим процессом, значительно больше, чем можно получить их из расходуемой воды [6]. Это дает основание считать, что источником этих газов являются не только молекулы воды, но и ядра щелочных металлов, а также ядра атомов материала катода. Для проверки этого факта и был проведен анализируемый эксперимент.

Известный японский ученый (соавтор этой статьи) Тадахико Мизуно, работающий в исследовательской лаборатории ядерных материалов, Университет Хоккайдо, Япония, любезно согласился провести химический анализ образцов катодов методом ядерной спектроскопии (EDX). Вот результаты его анализа. Содержание химических элементов на поверхности неработавшего катода оказалось следующим: (Табл. 2).

Таблица 2

Химический состав поверхности катода до работы в растворе

Элемент	Fe
%	99,90

На рабочей поверхности катода, работавшего в растворе KOH, появились новые химические элементы (Табл. 3).

Таблица 3

Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе KOH

Элемент	Si	K	Cr	Fe	Cu
%	0,94	4,50	1,90	92,00	0,45

Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе NaOH, оказался другим (Табл. 4).

Таблица 4 Химический состав поверхности катода, работавшего в растворе NaOH

Элем.	Al	Si	Cl	K	Ca	Cr	Fe	Cu
%	1,10	0,55	0,20	0,60	0,40	1,60	94,00	0,65

Теоретическая часть

Многочисленные научные эксперименты показали, что при плазменном электролизе воды устойчиво генерируется до 50% дополнительной тепловой энергии. Это в свою очередь, имеет значительно меньшие результаты расчетов, следующих из уже существующих на сегодняшний день теорий холодного ядерного синтеза. Именно поэтому сегодня появилась необходимость проведения анализа энергетики процесса зарождения частиц при трансмутации ядер атомов [6].

Рассматривая модель электрона, нами было установлено, что он может существовать в свободном состоянии только при условии строго определенной для него электромагнитной массе [6]. Когда он соединяется с ядром атома, то часть его энергии излучается в виде фотонов, и за счет этого, его электромагнитная масса уменьшается. Однако, стабильность его состояния, тем не менее, при этом не ухудшается, оставаясь неизменной, так как энергия, унесенная фотоном, компенсируется энергией связи электрона с атомным ядром [6].

Когда температура окружающей среды повышается, то электрон начинает поглощать тепловые фотоны, переходя таким образом, на более высокие энергетические уровни атома, а связь с атомным ядром тем временем уменьшается. Когда электрон становится свободным, то в связь с атомом вступает только тогда, когда температура окружающей среды вновь понижается. Чем ниже становится температура, тем больше излучается электроном фотонов, а сам он опускается на более низкие энергетические уровни [6].

При условии, что электрон оказывается свободным в результате случайного внешнего воздействия на атом, а в окружающей среде он не находит необходимых ему фотонов для восстановления своей массы, то он немедленно начинает поглощать эфир из окружающей среды и восстанавливать, таким образом, свои константы: массу, заряд, магнитный момент, спин и радиус вращения. Устойчивое свободное состояние электрон может приобрести только в том случае, если восстановлены все его константы. [6].

Таким образом, получается, что, если между свободным состоянием электрона и состоянием его связи с атомным ядром будет происходить периодическая смена в результате случайных воздействий на атом, то электрон каждый раз будет восстанавливать свою электромагнитную массу за счет поглощения эфира из окружающей среды. То есть фактически он выполняет роль преобразователя энергии эфира в энергию тепловых фотонов.

Японские ученые-исследователи Охмори и Мизуно [4] зафиксировав нейтронное излучение при плазменном электролизе воды, сообщили миру о том, что источником этого излучения может быть не только атомно-ядерный процесс, но и процесс захвата электронов свободными протонами. Поскольку при плазмоэлектролитическом процессе водного электролиза генерируется водородная плазма, в которой могут существовать в свободном состоянии и протоны, то имеется вероятность процесса захвата этими частицами свободных электронов.

Известно, что масса покоя электрона m_e = 9,109534 10 —31 кг , масса покоя протона m_p = 1,6726485 -10 —27 кг , а масса покоя нейтрона m_n = 1,6749543 10 —27 кг . Разность между массой нейтрона и протона оказывается равной Am_np = 23,058 -10 —31 кг . Это составляет 23,058 10 -31 /9,109 10 —31 = 2,531 масс электрона. Таким образом, чтобы протон стал нейтроном, он должен захватить 2,531 электрона. Поскольку поглощается только целое число электронов, то возникает вопрос: куда девается остаток массы (3,0 — 2,531)m_e = 0,469m_eэлектрона? Современная физика нарушенный баланс масс в этом процессе объясняет просто: рождением нейтрино. Поскольку нейтрино не имеет заряда, то зарегистрировать его очень трудно. Если нейтрино уносит лишнюю массу или приносит недостающую, то не могут ли этот процесс выполнить сами элементарные частицы?

Поскольку фотоны могут излучать и поглощать только электроны, то протон, поглощающий электроны, не способен превращать остаток массы третьего электрона в фотон. Если электрон поглощается третьим и более половины своей массы отдает протону, для того, чтобы тот смог превратиться в нейтрон, то оставшаяся часть его массы, которая не имеет возможности стать фотоном, превращается в порцию эфира, которая «растворяется» и смешивается с эфиром окружающей среды. Доказательства этого процесса ученые уже предоставили: это отсутствие в составе плазмы фотона с массой, соответствующей той части массы третьего электрона, которую не поглотил протон при превращении в нейтрон. Рассчитать энергию такого фотона очень просто.

Для этого необходимо знать разность между массой нейтрона и протона, которая равняется Δm_np = 23,058 -10 31 кг . Если вычесть эту величину из массы трех электронов, то получим массу m_F , из которой должен сформироваться фотон m_F = 3m_e —Δm_np = 3 — 9,109534 -10 —31 — 23,05810 —31 кг.

Если из этого остатка массы сформируется фотон, то его энергия будет равна

E_ph = Am np ■ C 2 = 23,058-10 -31 • (2,998-10 8 ) 2 / 1,602 -10 -19 = 1,294 • 10 б eV (3)

Эта величина энергии соответствует рентгеновскому спектру, поэтому рождение каждого свободного нейтрона должно сопровождаться рождением одного рентгеновского фотона. Если происходит по-другому, то остается только два выхода: 1 — считать, что при рождении нейтрона, в рассматриваемом случае, из массы образовалось нейтрино и испарились безвозвратно; 2 — в рассматриваемом процессе отсутствовали условия для формирования фотонов и масса, не оформившись ни в какую частицу, «растворилась» в эфире. Какой вариант ближе к истине, ответить довольно сложно. Точного ответа на сегодняшний день еще нет, но известно, что японские исследователи зафиксировали при плазменном электролизе воды только нейтронное излучение с интенсивностью порядка 50000 нейтронов в секунду и не зафиксировали рентгеновское излучение. [4].

Если бы при этом процессе рождались рентгеновские фотоны, то это бы не повышало бы тепловую эффективность течения плазмоэлектролитического процесса, так как это не тепловые фотоны, которые излучаются и поглощаются при энергетических переходах электронов на самых удаленных от ядер атомов энергетических уровнях, где генерируются инфракрасные и близкие к ним из оптической области спектра фотоны с энергиями (0,001-3,3)eV (Табл. 5).

Таблица 5

Диапазоны шкалы электромагнитных излучений
Диапазоны	Длина волны, м	Энергия, eV
1. Низкочастотный	X» 10 7 …10 4	E »10 -15 …10 -11
2. Радио	X» 10 4 10 -1	E »10 -11 …10 -б
3. Микооволновый	X» 10 -1 10 -4	E »10 -б …10 -3
4. Реликтовый (макс)	X» 110 -3	E »1,2 -10 -3
5. Инфракрасный	X» 10 -4 …7,7-10 -7	E »10 -3 …1,б 10 -2
6. Световой	X» 7,7 10 -7 …3,8-10 -7	E »1,6 -10 -2 …3,27
7. Ультрафиолетовый	X» 3,8• 10 -7 …10 -9	E » 3,27… 1 • 10 2
8. Рентгеновский	X» 10 -9 . 10 -12	E »10 2 …10 5
9. Гамма диапазон	X» 10 -12 …10 -18	E » 10 5 …10 9

Из этого получается, что процессы синтеза нейтронов при плазменном электролизе воды не будут генерировать дополнительную тепловую энергию. Однако появление нейтронов в плазме будет способствовать тому, что в ней будут образовываться ядра дейтерия и, возможно, трития. Поскольку при этих процессах баланс масс почти не изменяется, то оснований ждать в итоге появления дополнительной энергии при формировании ядер дейтерия и трития нет. Однако она обязательно появляется при синтезе атомов дейтерия и трития, то есть атомов водорода.

Чтобы стать протоном, нейтрон должен излучить нечто с массой Δm_np 23,058 • 10 -31 кг. Переведем эту массу в энергию.

Эта энергия соответствует фотонам гамма диапазона, которые не относятся к тепловым фотонам, и поэтому этот процесс не дает дополнительной энергии. Таким образом, если при плазменном электролизе воды идет процесс рождения атомов гелия, то он должен сопровождаться гамма излучением. Если этого излучения нет, а атомы гелия все-таки образуются, то указанную порцию массы Δm_np уносит нейтрино или же эта масса, не имея возможности оформиться в фотон, «растворяется» в окружающем среде, переходя в эфирное состояние [6]. Поскольку рентгеновские фотоны и гамма фотоны не являются тепловыми, то процессы рождения нейтронов и протонов не дают в этом случае избыточной тепловой энергии.

Возможен и другой вариант прохождения этого процесса. Атомы щелочного металла, атакуя атомы катода, сами полностью разрушаются и разрушают следом атомы материала катода. Под понятием «полностью» при этом следует понимать такое состояние, когда разрушаются и атом, и его ядро. Тогда протоны, освободившиеся из разрушившихся ядер, начинают формировать атомы водорода. И тогда процесс синтеза атомов и молекул водорода генерируют дополнительную тепловую энергию [6].

Если провести предварительный анализ полученных данных (Табл. 2, 3, 4) с учетом моделей ядер атомов [6], то можно будет увидеть следующие результаты. Во-первых, железо является материалом катода, таким образом, ядра его атомов – это мишени ядер атомов щелочного металла калия (Табл. 3). Когда происходит трансмутация ядер железа (Рис. 2b), то образуются ядра атомов хрома (Рис. 2a) и ядра атомов меди (Рис. 2с) [6].

Посчитать, что при разрушении одного ядра атома калия и рождении одного ядра атома кремния образуется 5 свободных протонов и 6 свободных нейтронов, то есть 11 нуклонов, совсем не трудно.

a) Cr (24,28) b) Fe (26,28) c) Cu (29,34)

Рис. 2

При превращении ядра атома железа (Рис. 2b) в ядро атома хрома (Рис. 2а) освобождается два протона и два нейтрона, из которых может образоваться или два атома дейтерия, или один атом гелия. Если же нейтроны превратятся в протоны, то образуется четыре атома водорода.

Нетрудно видеть (Рис. 2), что ядро атома железа (Рис. 2b) должно потерять два верхних протона и два нейтрона для превращения в ядро атома хрома (рис. 2a).

Для образования ядра атома меди (Рис. 2с) из ядра атома железа требуется дополнительно 3 протона и 6 нейтронов, всего 9 нуклонов. Так как на поверхности катода (Табл. 3) атомов хрома, которые, как мы предполагаем, образовались из ядер атомов железа, почти в четыре раза больше, чем атомов меди, то в растворе, несомненно, присутствуют лишние протоны и нейтроны разрушенных ядер атомов железа, и мы можем определить их примерное относительное количество.

Допустим, четыре ядра атомов железа становятся ядрами атома хрома. Тогда общее количество свободных протонов и нейтронов (нуклонов) оказывается равным 16. Поскольку на каждые четыре атома хрома приходится один атом меди, то на формирование одного ядра атома меди расходуется 9 нуклонов, и 7 нуклонов остаются свободными.

Посмотрим, что образуется при разрушении ядра атома калия. Калий расположен в первой группе четвертого периода Периодической таблицы химических элементов. Его ядро содержит 19 протонов и 20 нейтронов (Рис. 3а) [6].

На рис. 3а видно слабое звено ядра атома калия [6]. Оно расположено в середине его осевых нейтронов. При трансмутации ядер атомов калия могут образоваться ядра атомов кислорода (Рис. 3b) и его изотопов, а также ядра атомов кремния (Рис. 3с).

Анализ структуры ядра атома калия (Рис. 3а) показывает, что оно является наиболее вероятным источником ядра атома кремния (Рис. 3b), атомы которого появляются на катоде (Табл. 3).

Нетрудно посчитать, что при разрушении одного ядра атома калия и рождении одного ядра атома кремния образуется 5 свободных протонов и 6 свободных нейтронов, то есть 11 нуклонов.

a) K (19,20) b) O (8,8) c) Si (14,14)

Рис. 3.

Схемы ядер атомов: а) калия, b) кислорода, с) кремния

Таким образом, трансмутация ядер атомов железа и атомов калия приводит к образованию свободных протонов и нейтронов. Однако протоны не могут существовать в свободном состоянии, поэтому из них рождаются атомы водорода. Если же положительно заряженные частицы соединяются с нейтронами, после тог, как ядра атомов железа и калия будут разрушены, то возможно образование дейтерия, трития и гелия.

Стоит обратить внимание на тот факт, что в материале катода отсутствуют атомы натрия. На катоде, работавшем в растворе KOH (Табл. 3), появились атомы калия, что вполне естественно. Но вопрос — почему атомы натрия отсутствуют на катоде, работавшем в растворе NaOH, остался. На сегодняшний день ответ только один: ядра атомов натрия полностью разрушаются при плазмоэлектролитическом процессе. При этом наличие калия на поверхности катода, работавшего в растворе NaOH, (Табл.4) можно объяснить также и нетщательной промывкой реактора после работы с раствором KOH.

a) Na (11,12) b) Al (13,14) c) Cl (17,18)

Рис. 4

Схемы ядер атомов: а) натрия, b) алюминия, с) хлора

Поскольку при разрушении ядра атома натрия появляются свободные протоны и нейтроны, то некоторые ядра этого элемента начинают достраиваться до ядер атомов алюминия (Рис. 4b), хлора (Рис. 4с) и кальция (Рис. 5). Если знать общее количество трансмутирующих ядер атомов железа, калия и натрия, и точный состав генерируемых газов при плазмоэлектролитическом процессе, то можно было бы определить ядра атомов, формирующихся из дополнительных нуклонов. Сейчас можно только предполагать, что протоны составляют большую часть новых ядер, то есть ядра атомов водорода. Этим и объясняется увеличенный объем газов, генерируемых при плазмоэлектролитическом процессе

Ca (20,20) Рис. 5.

Схема ядра атома кальция

То, что атомы натрия отсутствуют на поверхности (Табл. 4), означает, что ядра этого элемента, несомненно, разрушаются при плазмоэлектролитическом процессе. Поскольку относительное количество образующихся при этом атомов алюминия, хлора и кальция, оседающих на катоде, невелико, то раствор NaOH, генерирует больше газов, чем раствор KaOH (Табл. 1)

Проводя анализ приведенных выше таблиц, можно сказать, что трансмутация ядер железа, из которого изготовлены катоды, приводит в обоих случаях к тому, что образовываются атомы хрома и меди. Из разрушенных ядер натрия, как видно, образуется алюминий, хлор и кальций. У всех этих процессов есть одно общее свойство – это формирование свободных протонов и нейтронов.

Но, стоит заметить, что не все свободные протоны и нейтроны расходуются на формирование новых ядер атомов алюминия, хлора и кальция. Часть этих частиц идет на формирование атомов водорода. Таким образом, в каждом случае, происходит синтез атомов и молекул водорода. Проведенный анализ показал, что плазмоэлектролитический процесс извлекает из одного литра раствора не более 0,005 кг щелочного металла. То есть, можно сделать вывод о том, что если все нейтроны ядер атомов молекул воды и щелочных металлов перевести в протоны и образовать атомы и молекулы водорода, то образующийся объём газа будет значительно меньше зафиксированного в эксперименте (Табл. 1). Возник вопрос: откуда берутся дополнительные газы? Для поиска ответа на этот вопрос был поставлен другой эксперимент.

Экспериментальная часть II

Высокая температура плазмы формирует условия, при которых у катода идет комплекс различных процессов. Прежде всего, вода нагревается до кипения и испаряется. Одновременно часть молекул воды разрушается с выделением атомарного водорода, другая часть молекул воды формирует молекулы ортоводорода. Часть молекул воды разрушается полностью, и у катода выделяется вместе с водородом и кислород. Часть водорода вновь соединяется с кислородом, генерируя микровзрывы (шум) и образуя воду.

При плазменном электролизе воды выделяются водяной пар, водород и кислород одновременно. Если пар конденсировать, то выделится смесь газов. Для измерения скорости потока газов применялся как обычный, так и электронный анемометры. Диаметр электронного анемометра был равен внутреннему диаметру трубки для выхода газов (23, Рис. 1). Его показания регистрировались и обрабатывались компьютером. Эксперимент повторялся десятки раз, и каждый раз его показатели воспроизводились с небольшими отклонениями [11]. Однако мы не имели анализатора водорода, поэтому, полученные результаты не могли признать окончательными. Об этом мы предупреждали во всех изданиях книги «Вода — новый источник энергии» такой записью: «Мы пока воздержимся придать этим результатам официальный статус с надеждой получить необходимое финансирование и повторить их с полным набором необходимых приборов» [12, стр. 176].

В середине 2002 года небольшое финансирование поступило, что позволило изготовить новый реактор и приобрести некоторые измерительные приборы, в частности весы с пределом измерения до 600 г и точностью 0,02 г. Тщательная подготовка, позволила значительно увеличить длительность непрерывной работы реактора и зафиксировать расход раствора на получение газов.

Сложность работы с водородом заключается в том, что его смесь с воздухом (4-74)% или кислородом (4 — 94)% взрывоопасна, и этот факт многократно фиксировался при испытаниях, заставляя испытателей проявлять особую осторожность. Вторая сложность при измерении количества водорода, генерируемого плазмоэлектролитическим реактором, заключается в том, что его молекула имеет наименьшие размеры, поэтому легко проникает туда, где молекулы других веществ не проходят. Молекулярный водород легко диффундирует даже в металлы [39]. Один объем палладия, например, поглощает до 800 объемов водорода.

Известно, что из одного литра воды можно получить 1220 л водорода и 620 л кислорода. Количество газов, генерируемых плазмоэлектролитическим процессом значительно больше, чем можно получить их из расходуемой воды (Табл. 1). Что явилось веским основанием для поиска ошибки измерений. Для этого была использована схема измерения скорости потока газов и их количества (Рис. 6).

Рис. 6.

Схема измерения скорости газового потока и его объёма: 1- кран для переключения направления движения газового потока, 2 — анемометр, 3 — мерная ёмкость, 4 — ёмкость с водой

Результаты измерений оказались такими. Анемометр показал, что через него за 10 минут прошло 200 литров газовой смеси. В мерной ёмкости за это время оказалось около одного литра газов. Таким образом, измерение газового потока с помощью анемометра искажало результат в 200 раз.

Происходит это потому, что плазма разрушает молекулу воды на водород и кислород, и если эти газы контактируют с плазмой, то водород вновь соединяется с кислородом, и образуется вода. Шум, генерируемый плазмой, это микровзрывы водорода. Импульсы этих микровзрывов и увеличивают показания анемометра. С учетом изложенного, чем больше образовавшегося водорода сгорит в плазме, тем меньше его будет в парогазовой смеси. Следовательно, нужны такие режимы работы реактора, при которых количество сгоревшего водорода было бы минимально (Табл. 5).

ПРОТОКОЛ

испытаний первой модели низкоамперного электролизёра

Известно, что из 1 мл можно получить 1,22 л H₂ + 0,62 л O₂ = 1,84 л ( H₂ + O₂ )

Таблица 6 Результаты эксперимента

Показатели	1	2	3	Сред.
1-длительность эксперимента, час	1	1	1	1
2-напряжение, В	70	70	70	70
3-ток, А	0,038	0,080	0,098	0,072
4 — мощность, Вт	2,7	5,60	6,44	4,91
4-объём, израсходованного раствора, мл	1,67	3,98	4,32	3,32
5-плотность раствора, кг/л	1,04	1,04	1,04	1,04
6-объём, израсходованной воды, мл	1,60	3,83	4,15	3,19
7-объём, полученной смеси газов, л	2,95	7,06	7,85	5,95
6-объём, полученного водорода, л	1,95	4,67	5,07	3,80
7-расход энергии на 1 литр водорода, Ватт-ч/литр	1,38	1,20	1,27	1,28
8-расход энергии на 1м 3 водорода, кВтч/м 3	1,38	1,20	1,27	1,28

Заключение

При плазменном электролизе воды протекает трансмутация ядер атомов щелочных металлов и ядер атомов материала катода. Плазмоэлектролитический процесс открывает новые перспективы изучения материи на ядерном, атомарном и молекулярном уровнях. Низкоамперный электролиз воды — наиболее перспективный процесс уменьшения затрат энергии на получение водорода из воды.

Литература

1. M. Fleischmann, S. Pons and M. Hawkins. Electrochemically Induced Nuclear Fusion of Deiterium. J. Electroanal. Chem. 261, 301 (1989).

2. 73. ICCF — 7 ACCEPTED ABSTRACTS. Infinite Energy. V 4, Issue 20, p. 59…69.

3. Херольд Л. Фокс. Холодный ядерный синтез: сущность, проблемы, влияние на мир. Взгляд из США. Производственная группа «СВИТЭКС» М:. 1993, 180 с.

4. T. Ohmori, T. Mizuno. Strong Excess Energy Evolution, New Element Production, and Electromagnetic Wave and/or Neutron Emission in Light Water Electrolysis with a Tangsten Cathode. Infinite Energy. Issue 20, 1998. Pages 14-17.

5. T. Mizuno. Nuclear Transmutation: The reality of Cold Fusion. Infinite Energy Press. 1998. 151 pages.

6. Ph. Kanarev. Foundations of Physchemistry of Microworld. Krasnodar 2002. 330 pages. (In Russian and in English).

7. Kenneth R. Shoulders, «Method of and Apparatus for Production and Manipulations of High Density Charge», U.S. Patent 5,054,046, issued Oct 1, 1991.

8. Ken Shoulders & Steve Shoulders, «Observations on the Role of Charge Clusters in Nuclear Cluster Reactions», J. of New Energy, vol. 1, no 3, pp 111-121, Fall 1996, 7 refs, 22 figs.

9. Hal Fox, Robert W. Bass, & Shang-Xian Jin, «Plasma-Injected Transmutation», J. of New Energy, vol. 1, no 3, Fall 1996, pp 222-230, 23 refs, 4 figs.

10. Shang-Xian Jin & Hal Fox, «High Density Charge Cluster Collective Ion Accelerator,» J. of New Energy, vol. 4, no 2, Fall 1999, pp 96-104, 47 refs, 4 figs., 3 tables.

11 . Kanarev. Water is the Main Power Carrier of Future Power Engineering. Journal of New Energy. An International Journal of New Energy stems. Vol. 6, No.2. Pag. 101-121.

12. Ph.M. Kanarev. Water is New Source of Energy. The Third Edition. Krasnodar 2002. 194p. (In English).

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник