Топливом для нового двигателя могут быть: калий или ванадий. Что особенного в этих элементах? Если построить диаграммы для ядер разных химических элементов, содержащих одинаковое число нуклонов, то можно заметить следующую закономерность. Существует энергетическая лесенка, посредине которой находится стабильный изотоп. Элементы, находящиеся с одной стороны стабильного изотопа, являются нестабильными и распадаются путем серии b--распадов, пока не превратятся в стабильный изотоп. А элементы, стоящие с другой стороны, распадаются путем серии b+-распадов, или электронных захватов. Иногда на лесенке находятся два стабильных изотопа, а между ними нестабильный изотоп, который испытывает либо b--распад, либо b+-распад. Если период полураспада для такого изотопа оказывается не слишком большим, то такого изотопа уже не существует в природе, а если период полураспада большой, то такой изотоп еще существует в смеси данного элемента. Такими изотопами являются 40K и 50V, 138La, 176Lu. Поскольку количество лантана и лютеция в земной коре мало, то мы их не рассматриваем. Массовое содержание калия в земной коре 2,35%, а ванадия 0,02%. В естественной смеси калий представлен в виде трех изотопов: 39K-93,26%, 40K-0,01%, 41K-6,73%. Ванадий представлен в виде двух изотопов: 50V-0,25%, 51V-99,75%. Поскольку нас интересует промышленная применимость изотопа, вычислим массовое содержание 40K и 50V в земной коре: 40K-0,000235%, 50V-0,00005%. Сравнивая эти величины с содержанием урана, U-0,0004%, приходим к выводу, что эти изотопы могут быть промышленно применимы в энергетике будущего, если нам удастся каким-то образом заменить их медленный спонтанный бета-распад, на нечто более быстрое и управляемое.
Известно, что раннее неоднократно проводились попытки ускорить процесс радиоактивного распада нестабильных изотопов. Их нагревали до высокой температуры, сжимали до огромных давлений, вращали с огромной скоростью в центрифуге, но постоянная радиоактивного распада почти не менялась. Но мы сейчас можем построить новый прибор, - РТМ, в которой одновременно создается и высокое давление (~100 ГПа), и огромные центростремительные ускорения (~10000g).
Гипотеза: если два ядра, находящиеся в состоянии неустойчивого равновесия, то есть, способные одновременно и к b-, и к b+-распаду, размещены очень близко друг к другу; если существует решетка способная принять вращающий момент, то возможна реакция парного безлептонного превращения.
Например: 40K19 + 40K19 ---> 40Ar18 + 40Ca20 + Q + L.
Катализатором этой реакции можем быть ядро атома водорода:
40K19 + 40K19 + 1Н1 ----> 40Ar18 + 40Ca20 + 1H1 + Q + L.
В правых частях этих уравнений записаны: Q- тепловая энергия, освобождаемая в форме кинетической энергии образовавшихся стабильных ядер, или в виде гамма-квантов; L- угловой момент, передаваемый решетке атомов тора. Момент передается по ходу вращения тора и увеличивает вращательную энергию тора; в противном случае законы сохранения не работают. Увеличение углового момента тора снимает электрогенератор, уменьшающий угловой момент тора.Рассмотрим последнюю реакцию более детально. Природный 40K19 спонтанно скатывается с энергетического бугорка: либо влево, с образованием стабильного изотопа 40Ar18, либо вправо, с образованием стабильного изотопа 40Ca20:
40K19 ---> 40Ca20 + e-1 + n~ + Q; (b- распад, 89%),
40K19 ---> 40Ar18 + e+1 + n + Q; (b+ распад, 0,001%),
40K19 + e-1 ---> 40Ar18 + n + Q; (захват электрона, 11%).
Вместе с кальцием образуется электрон и антинейтрино.
Вместе с аргоном образуется позитрон и нейтрино, или захватывается орбитальный электрон и образуется нейтрино.
Образовавшиеся стабильные изотопы и электроны уносят тепловую энергию Q;
образовавшиеся позитроны проаннигилируют с электронами, и эта энергия тоже выделится в виде тепла локально;
гипотеза: нейтрино уносит угловой момент и вращательную энергию, которая становится достоянием всей Вселенной, т.е. эта энергия выделяется нелокально. Чтобы нейтрино и антинейтрино не уносили вращательную энергию, реакцию необходимо осуществлять во вращающемся объекте, а чтобы при этом соблюдался закон сохранения лептонного числа, реакции должны осуществляться попарно. Возможный вариант парной реакции это:
40K19 + 40K19 ---> 40Ar18 + 40Ca20 + Q + L. Но вероятность такой реакции, наверное, мала. Увеличить вероятность этой реакции можно, добавляя водород, в качестве катализатора, в калий-40.Примерный ход событий: Поскольку 40K радиоактивен, то спонтанно может произойти распад какого-то ядра. Локально выделяется энергия порядка 1 МэВ. Некоторые атомы водорода, находящиеся рядом, ионизируются (13,6 эВ) и приобретают большую энергию, достаточную для того, чтобы влететь на мгновение под электронную оболочку атома 40K. Ядро 40K нестабильно, и вокруг него существует шуба из виртуальных пар W+ и W-. Известно, что нейтрон распадается по схеме:
n ---> p + e-1 + n~ + Q.
Наверное, её можно записать и так:
n ---> p + W- ---> p + e-1 + n~ + Q.
Протон вне ядра стабилен, и для образования нейтрона, позитрона и нейтрино ему не хватает энергии. Поэтому протон лишь на мгновение превращается в нейтрон:
p ---> n + W+ ---> p.
Но если это происходит в момент его пролета около ядра 40K, то становится вероятной парная реакция:
p ---> n+W+
40K19--->40Ca20+W-
W-+W+--->L+Q n+Q1+L1
40Ca20+Q2+L2По аналогии мы можем записать следующую пару реакций, возвращающую водород (протон) в систему.n ---> p+W+
40K19--->40Ar18+W-
W-+W+--->L+Q p+Q3+L3
40Ar18+Q4+L4Последняя пара тоже оказывается энергетически выгодна, но вероятность её протекания будет маленькой, поскольку нейтрон гораздо быстрее будет захвачен каким-нибудь ядром. Эта пара реакций записана для того, чтобы можно было понять смысл записи
40K19 + 40K19 ---> 40Ar18 + 40Ca20 + Q + L,
и каким образом водород становится катализатором этой реакции:
40K19 + 40K19 + 1Н1 ----> 40Ar18 + 40Ca20 + 1H1 + Q + L.В реальной установке за симметрией можно стремиться в том случае, если установка используется как экологически чистый двигатель. Приведенные реакции имеют не слишком большой энергетический выход и, следовательно, нет необходимости в наличии массивной защиты от гамма излучения. При этом установка должна быть заправлена водородом и максимально чистым изотопом 40K.
Если установка стационарна, и может иметь массивную защиту от гамма излучения, то она может быть заправлена водородом и естественной смесью изотопов калия, обогащенную изотопом 40K. При этом осуществляется первая реакция:
40K19 + p ---> 40Ca20 + n + 0,529 МэВ.
А вместо второй симметричной, осуществляется один из наиболее вероятных радиационных захватов образовавшегося нейтрона:
39K19 + n ---> 40K19 + 7,8 МэВ.
40K19 + n ---> 41K19 + 10 МэВ.
41K19 + n ---> 42K19 + 7,5 МэВ ---> 42Ca20 + e-1 + n~ + 0.521МэВ.Захват нейтрона изотопом 39K пополняет запас изотопа 40K.
Захват нейтрона изотопом 40K уменьшает его содержание в смеси.Сечения радиационного захвата тепловых нейтронов на изотопах калия имеют следующие значения:
39K: s = 2,1*10-28м2;
40K: s = 30*10-28м2;
41K: s = 1,46*10-28м2.
Как видим, вероятность захвата нейтрона изотопом 40K почти в 15 раз больше, чем изотопом 39K, но в естественной смеси на одно ядро 40K приходится порядка 10000 ядер 39K. С учетом этого естественную смесь калия следует обогащать до отношения:
39K / 40K ~ 100.
При этом, в процессе работы установки количество исчезнувших ядер 40K будет примерно равно количеству таких же ядер, восстановленных из изотопа 39K.Таким образом, в установке фактически выгорает самый распространенный изотоп калия, 39K (93%), что делает калий, по сравнению с ураном, почти неисчерпаемым источником энергии.
Распад одного ядра урана с учетом серии последующих бета-распадов его осколков дает порядка 200 МэВ. Сгорание одного ядра калия дает порядка 10 МэВ, то есть, в 20 раз меньше. Масса ядра урана примерно в 6 раз больше массы ядра калия. Следовательно, полное сгорание одного килограмма урана дает энергии примерно в 3 раза больше, чем полное сгорание одного килограмма калия. Но калия на Земле в 6000 раз больше. Реакции с калием экологически значительно чище, - период полураспада 42K19, образующегося в цепочке
41K19 + n ---> 42K19 + 7,5 МэВ ---> 42Ca20 + e-1 + n~ + 0.521МэВ, сравнительно маленький: 12,36 часа. Поэтому, установки, работающие на калии, не накапливают радиоактивных отходов.Не исключено, что в перспективе пресс-ядерные реакции смогут ускорить радиоактивный распад отходов, накопленных урановой энергетикой.
Оценим количество топлива (калия) которое необходимо сжечь в установке для того, чтобы установка выдавала полную мощность 20 кВт в течение 5-ти лет (срок от производства до её утилизации). Мощности 20 кВт вполне достаточно для энергетических и тепловых нужд средней семьи.
Симметричная реакция дает 2,817МэВ, и при этом сгорают два атома 40K19:
40K19 + 40K19 ---> 40Ar18 + 40Ca20 + 2,817МэВ.Асимметричная реакция дает примерно 8МэВ, и при этом сгорает один атом 39K19 и один атом водорода:
40K19 + p ---> 40Ca20 + n + 0,529 МэВ.
39K19 + n ---> 40K19 + 7,8 МэВ.Перейдем в систему СИ:
2,817МэВ=4,5*10-13Дж. 8МэВ=1,3*10-12Дж.Количество ядер, которые должны распасться за 1 секунду для обеспечения мощности 20кВт:
nсим=20000Вт/4,5*10-13Дж=4,4*1016с-1,
nасим=20000Вт/1,3*10-12Дж=1,6*1016с-1.
Количество ядер, которые должны распасться за 5 лет:
Nсим=4,4*1016с-1*60*60*24*365*5 = 7*1024.
Nасим=1,6*1016с-1*60*60*24*365*5 = 2,5*1024.
Масса калия, которая должна сгореть за 5 лет:
mсим = 7*1024*40*2*1,66*10-27 кг = 0,9 кг.
mасим = 2,5*1024*39*1,66*10-27 кг = 0,16 кг.Итак, для постройки установки с симметричной реакцией в неё нужно заложить почти килограмм 40K19. При этом в отвал пойдет почти 10000 кг изотопов калия 39K и 41K.
Для постройки установки с асимметричной реакцией в неё нужно заложить порядка 300 грамм изотопа 39K и порядка 3 грамм изотопа 40K. Через пять лет установка утилизируется и из неё извлекается 140 грамм 39K и те же 3 грамма 40K. Добавляем в эту смесь 160 грамм 39K и закладываем в новую установку.
http://darkenergy.narod.ru/motja2.html
Вероятно именно эту модель взял в разработку товариш Мехран Кеше из Ирана.
Во всяком случае это его видео говорит об этой реакции