Könnyű atommagok fissziója

 

 

 

 

 

 

 

Bevezetés

 

 

 

A magfizikusok jelenlegi állásfoglalása szerint a könnyű atommagok (H, D, He) az ősrobbanásnál keletkeztek, míg a nehezebbek a szupernóvák belsejében. Az atommagok egy nukleonra eső kötési energiája a nukleonszámtól függően változik. A könnyű magok esetén a fajlagos kötési energia a nukleonok számának növekedésével egyre nő, és az 55 - 60–as nukleonszámú magoknál a legnagyobb. Utána a fajlagos kötési energia kicsit csökken. Az atommagok kötési energiáját a szakirodalom pozitív energiaként kezeli, de ez valójában negatív, a kötésbe befagyott energia mérőszáma.

 

A diagram jobb oldala az U-238-as atommaggal zárul, amely egyike a természetben előforduló legnagyobb magoknak.

 

 

 

1. ábra  Atommagok fajlagos energiája

 

 

 

A nehéz atommagok hasadása, azaz fissziója közismert folyamat, melynek hőenergiája az atomreaktorokban kerül hasznosításra. A másik ismert energiatermelő folyamat a magfúzió. Ennek egyik mesterséges megvalósítása a TOKAMAK-típusú kísérleti berendezés, mellyel már évtizedek óta komoly kísérletek folynak. A kihívás óriási, hiszen 100 millió fokos deuteron - trícium plazmát kell együtt tartani mélyhűtött szupravezető mágnesek segítségével. A fellépő véletlenszerű instabilitások azonban még kezelhetetlennek tűnnek. A szuper-TOKAMAK készülék első használható példánya az ITER lesz, ami az ígéretek szerint 70 év múlva termel majd áramot ipari léptékben. Sajnos, ez nem jelent segítséget a jelenlegi fenyegető energiahiány enyhítésében. Szerencsére a természet bemutatott már az emberiségnek néhány igen furcsa jelenséget, köztük talán a lehetséges kiutat is.

 

 

 

Hidegfúzió  Fleischmann és Pounds kémikusok elektrolízise váratlan energiatermelő folyamatra mutatott rá, melynek magyarázata akár a könnyű magok fúziója is lehet. A palládium elektródok hajlamosak feltöltődni a nehézvízből származó deutériummal. Talán a deuteron magok héliummá egyesülnek, bár az nem ismert, hogy miért. Ennél is nagyobb baj az, hogy a folyamatot ipari méretben még nem tudták megvalósítani.

 

 

 

Langyos fúziók  A természetben számos rejtélyes jól megfigyelt, jól dokumentált jelenség fordul elő melyek közös jellemzője a „semmiből jött” hő, avagy valami oda nem illő égési jelenség. Ezeknél az jellemző, hogy a vegyi reakciók gyanúja nagy biztonsággal kizárható. Nincs más hátra, mint feltételezni, hogy ez ideig ismeretlen energiaforrásra bukkantunk. Esetleg gondolhatunk a tudomány által részlegesen feltárt jelenségekre, mint például a magfúzió és a magfisszió együttes jelenségére.

 

   A langyos fúzió elnevezés onnan jön, hogy ezek a jelenségek max. 1000 – 2000 fok körüli hőmérsékletűek. A fizikusok számára viszont a viszonyítási alap a Nap, vagy pláne a TOKAMAK 100 millió fokos hőmérséklete. Az alábbiakban tekintsünk meg néhányat a langyos fúziók széles skálájából.

 

 

 

Extrém Neptunusz  Óriási erejű felszíni szélviharok, futóáramlatok figyelhetők meg a Neptunusz felszínén, miközben távol a Naptól hideg és mozdulatlan felszínre számítottunk. A Neptunuszon metán, nitrogén, és ammónia tartalmú légkörében kimérhető extra hő jelenik meg, ami természetesen nem lehet vegyi reakció. Erre az extra hőre eddig még nem találtak megnyugtató magyarázatot.

 

 

 

Meditációs hőtermelés  A Tibeti kolostorok buddhista szerzetesei vizes lepedőt terítenek magukra és kiülnek a havas kövekre. Nem fagynak meg, sőt a lepedő megszárad rajtuk. Pedig ők nem igazán kalória-fogyasztók, hiszen erősen böjtölnek.

 

 

 

Spontán égés  Döbbenetes és hihetetlen jelenség az emberi test öngyulladása, elégése és hamuvá válása. Legismertebb esete az angol öregúr a XVIII. századból, aki békés magányában üldögélt a hintaszékében. Reggelre csak a hamvait találták meg, valamint a két lábfejét, ámde azokat szinte érintetlenül. A falakon pedig szürkésfehér bevonat látszott. Aki a tűz okát kutatva komoly arccal kezdi vizsgálgatni a kandalló elhamvadt parazsát, a földön heverő megpörkölődött újságot, az adja vissza iskolai bizonyítványát kémiából, fizikából és számtanból. Ilyen esetekben egy iszonyú erejű energia-sokk lép fel nagyságrendekkel meghaladva a kémiai folyamatok szintjét, amire jelenleg még nincs magyarázat. A tűzoltók azonban a maguk módján megoldják a problémát az esetről felvett jegyzőkönyvükben: „A test elhamvadt, a tűz oka ismeretlen.”

 

 

 

Lángnyelvek az emberi testből  A következő eset egy csökkentett méretű spontán égés volt. Egy idős hölgy a mély gyásza miatt alig-alig jött ki a szobájából. Váratlanul sikoltva futott ki az előszobába, és családja megdöbbenve látta, hogy kék és zöld lángnyelvek törnek fel a torkából. Egy hét kórházi ápolás után belehalt belső égési sérüléseibe. A roppant nagy hő az élő testből tört elő, amire a modern tudomány már ismer egy magyarázatot: az anyag átalakulhat energiává. Az E=mc² képlet szerint már 1 mikrogramm anyag egyenértékű ~1.000.000.000 joule hőenergiával, ami már elegendő lehet akár egy ház elolvasztásához is. Esetünkben azonban kisebb volt a felszabaduló hő, és feltehetőleg kisebb energiájú folyamatról lehetett szó.

 

 

 

 

 

 

 

Az anyag átalakul

 

 

 

Új anyag a régebbiből keletkezhet fúzió vagy fisszió útján. Fúzió esetén kisebb atommagok egyesülnek magas hőmérsékleten, fisszió esetén pedig az atommagok széthasadnak. Az új anyag születéséhez azonban léteznie kell egy jóval kisebb energia-nyereségű, ez ideig ismeretlen magátalakulási folyamatnak is. Ebben a 3. típusú átalakulási folyamatban hideg vagy langyos hőmérsékleten alakul át egy könnyű atommag részben még könnyebbé, részben nehezebbé. Erre eléggé egyértelmű példák utalnak.

 

 

 

   Arany keletkezett  Egy japán professzor elektromos ívhegesztési kísérletet szokott bemutatni az évenként megrendezett Hidegfúziós Kongresszusokon. A visszamaradt salakban aranyszemcsék jelentek meg, pedig előtte nyoma sem volt aranynak. Nem tudok más megoldásra gondolni, mint arra, hogy egy lüktető nagyáramú elektromos ív atommag-átalakulást hozott létre. Talán a vas hegesztőpálca atommagjai hasadnak szét, majd egyesülnek arany atommaggá.

 

 

 

   Kalcium születik  A tyúktojás csodája, hogy a kotlós hatására kikél belőle egy valódi élőlény, egy kiscsirke. Ám ennek a kiscsirkének komplett kalcium csontváza van, amely nem származhatott a tojáshéjból, hiszen az változatlan szilárdságú, és változatlan vastagságú maradt a kiköltés folyamán. De nem származhatott a tojás belsejéből sem, mert ezt az előzetes vegyvizsgálatok kizárták. Nincs más logikai lehetőségünk, mint azt feltételezni, hogy biológiai folyamatok hatására születik meg a kalcium, illetve a kiscsirke kalcium csontváza.

 

 

 

   Egely-féle porfúziós kísérlet  A kutató faszénport vagy grafitport helyezett be a mikrosütőbe, ahol az üvegtálkában lévő por felizzott. További rezonátorokat elhelyezve az izzás felerősödött, és a por folyékony állagú plazmává változott. Eközben a bevitt elektromos energia többszöröse jelent meg hőenergia formájában. A magreakció folyamata áramtalanítás után azonnal leállt. A kihűlt hamuban új anyagok jelentek meg, melyek korábban nem voltak ott. Jelentősebb előfordulási arányt mutatott a magnézium, az alumínium, a kalcium, és még egy sor további elem megtalálható volt a hamuban. A keletkezett új anyagok közül leglátványosabb volt a vas jelenléte, mert a hamut ezek után már vonzotta a mágnes. Ugyanakkor a készülékre szerelt gázkromatográf deuteront és héliumot is kimutatott, ami mindenképpen a magreakció jele. Ez a kísérlet mérföldkő az újfajta magreakció megismerésének folyamatában, mert ez az első, ami jól kimért, számszerű eredményeket szolgáltatott. 

 

 

 

A magátalakulásokról általában

 

 

 

Jelenleg az atommagok átalakulásának kétféle formáját ismerjük. Az időrendben elsőnek megismert folyamat a Napban lejátszódó fúzió, ahol könnyű atommagok egyesülnek, és közben energiát adnak le. A másodikként megismert folyamat a maghasadás, ahol nehéz atommagok hasadnak ketté, és ez a folyamat is energia leadással jár együtt. A bevezetőben ismertetett különleges jelenségek azonban arra utalnak, hogy kell léteznie egy harmadik típusú, esetleg kombinált magátalakulásnak is, ami ugyancsak energiát termel.

 

Tekintsük át a magátalakulásokat röviden.

 

 

 

 1. Magfúzió  A Napban és a csillagokban két könnyű atommag, például két deuteron egyesül, és ekkor jelentős mennyiségű energia szabadul fel. Az egyesülést, a fúziós folyamatot azonban akadályozza az atomok elektronburka, mert ezek taszítják egymást. Az óriási nyomás, valamint a roppant sebességű hőmozgás azonban áttöri az elektronburkokat, legyőzi a pozitív töltésű atommagok taszító erejét is, a magok egyesülnek, azaz létrejön a magfúzió. A deuteron magokból hélium lesz, és közben rengeteg energiát sugároz szét. Később ez a folyamat folytatódik és egyre nehezebb magok jönnek létre.

 

 

 

 2. Magfisszió  A periódusos rendszer végén található atommagok rejtett energia-többlettel rendelkeznek, amelyet szupernova-robbanás injektált beléjük. Ezek a nagy atommagok spontán módon, vagy némi külső behatásra hajlamosak kettéhasadni és közben az energiát leadni. A hasadásra hajlamos nehézelemek izotópjai az urán-235, és a plutónium-239. Manapság ezek az atomerőművek fűtőanyagai.

 

 

 

 3. Kombinált magreakciók  A bevezetésben ismertetett rejtélyes jelenségekre a mai tudomány talaján állva nincs magyarázat. Leginkább maghasadásra gondolhatnánk, de azokban az eseményekben és helyzetekben nincsenek nehéz atommagok. Nincs más választásunk, mint megpróbálni a lehetetlent és a könnyű elemek között keresgélni hasadásra rábírható atommagokat. Eme 3. típusú atommag-átalakulás megértéséhez fontos tudni, hogy a szubatomi részecskéket nem az erős kölcsönhatás tartja össze, hanem az erős mágneses vonzás.⁽¹⁾ A helyzet ugyanis az, hogy a nukleonok belsejében köröző valencia kvarkok nagy erejű köráramokat, és ezzel együtt igen erős mágneses teret hoznak létre. Ily módon aztán az egyszerű atommagok - deuteron, hélium – igen erős rúdmágneseknek tekintendők. Két deuteron egymás közelében tartózkodva nagy mágneses energiával rendelkezik, és összetapadásra törekszik.

 

   A mágneses vonzásra épített atommag-teória megenged olyan geometriát, ahol hézagok is vannak a mag belsejében. Ebben a hézagban többlet-energia rejtőzik. Megfelelően célzott külső behatásra a hézagok záródhatnak.  Átrendeződés közben azonban a mag részeire bomlik, és mérsékelten szétszóródik. Maga a feldarabolódás energianyelő folyamat ugyan, de látni fogjuk, hogy egy közbeeső részleges fúzió átsegíti a folyamatot a végső fázisa felé, a nagyobb atommagok létrehozásába.  Ez utóbbi visszaviszi az energiamérleget a pozitív oldalra.

 

   Elképzelhető, hogy ezt a kombinált folyamatot egy külső intenzív elektromágneses impulzus idézi elő, vagy egy rezonáló elektromágneses hullám. Ámde nem lehetetlen, hogy a folyamatot egy ezideig ismeretlen fizikai hatás indítja el. Valószínűbb azonban, hogy a folyamatba besegít még a kvantummechanikai rezgés, avagy a bizonytalansági tényező, valamint az un. alagúteffektus is. A környező vákuumnak az a tulajdonsága, hogy többlet-energiát kölcsönözhet a részecskéknek, de a folyamat befejeztével azt visszaköveteli. Az ismert példa az elektronok átszivárgása egy vastag szigetelő rétegen, melynek energia-gátját önállóan az elektron nem ugorhatja meg.

 

 
2. ábra Reménybeli atommagok

 

 

 

Az ábra néhány 3. típusú reakcióra esélyes atommag képét mutatja: bór, szén, nitrogén, oxigén.  Ezekből azonban csak két atommag az, amely eléggé instabil, azaz fisszióra hajlamos, mert van üreg a belsejében.  Eme speciális atommagok a szén és a nitrogén magja, amelyeknek átalakulási folyamatát az alábbiakban részletesebben megvizsgáljuk. 

 

 

 

 

Az ábrákhoz tartozó további leírást lásd itt:

http://paradigma-valtas.hupont.hu/5/szenfisszio-2

 

 

 

Hivatkozások:

 

⁽¹⁾ Lásd: a Sindely-féle atommag modell  http://proton.hupont.hu/6/atommag

 

⁽²⁾ Lásd: a proton belső struktúrája  http://proton.hupont.hu/

 

⁽³⁾ Lásd: az atommag felépítése   http://proton.hupont.hu/11/az-atommag-felepitese

 

 

 

   <<Vissza                                                                        

  Áder Jánosnak

 

 

 

 <!-- hitwebcounter Code START -->
<a href="http://www.hitwebcounter.com" target="_blank">
<img src="http://hitwebcounter.com/counter/counter.php?page=6951992&style=0010&nbdigits=6&type=ip&initCount=20" title="my widget for counting" Alt="my widget for counting"   border="0" >
</a>                                        <br/>
                                        <!-- hitwebcounter.com --><a href="http://www.hitwebcounter.com" title=""
                                        target="_blank" style="font-family: ;
                                        font-size: px; color: #; text-decoration:  ;"><>                                        </>
                                        </a>   
                           

 

---

 

Amíg az oldal tulajdonosa nem helyez el itt tartalmat, addig a mai napi leglátogatottabb oldalak listája jelenik meg!

 

 

Oldal: Szénfisszió
aPARADOXON, a természettudomány ideiglenes kudarcai - © 2008 - 2024 - aparadox.hupont.hu

Az, hogy weboldal ingyen annyit jelent, hogy minden ingyenes és korlátlan: weboldal ingyen.

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat