Есть ли веский теоретический аргумент против цепных ядерных реакций, вызванных внутренней оболочкой?

О холодном синтезе часто говорят, что он теоретически исключен. Основной теоретический аргумент состоит в том, что электронные энергии слишком малы для преодоления кулоновского барьера, поскольку dd-синтез происходит только при энергиях кэВ, а химия — при энергиях эВ.

Это опровергается внутренними оболочками, которые в палладии хранят 3 или 20 кэВ энергии на выброшенный электрон, в зависимости от того, возбуждена ли первая или вторая оболочка. Эти вакансии внутренней оболочки могут распадаться либо под действием рентгеновских лучей, либо путем поглощения электрона вакансией и одновременного выброса другого электрона (этот второй процесс является электростатическим). Сечение выброса дейтрона с десятками кэВ вместо электрона должно быть больше, так как дейтерий тяжелее. Поэтому я считаю, что в дейтерированном металле с возбужденными внутренними оболочками вращаются кэВ-дейтроны.

Если два кэВных дейтрона сливаются в альфа в плотной среде, близко к ядру или электрону, я не знаю, почему этот процесс не может закончиться без выбрасывания протона или нейтрона. Существуют электростатические матричные элементы, которые позволяют распасться нестабильному альфа-резонансу, отдавая свою энергию заряженной частице поблизости, вместо того, чтобы выбрасывать составляющую.

После слияния образовавшаяся альфа оставляет после себя энергетический след, а заряженные частицы оставляют после себя следы атомов с выброшенными электронами внутренней оболочки. Таким образом, дырки K-оболочки производят быстрые дейтроны, а синтез дейтронов производит дырки K-оболочки. Я не понимаю, почему это не может вызвать цепную реакцию.

Я объяснял эту идею ранее. Я хотел бы знать, знает ли кто-нибудь здравый теоретический аргумент, который исключает это. Можно ли теоретически исключить такую ​​цепную реакцию в Pd? Я не спрашиваю, вероятно ли это, я спрашиваю, может ли это быть твердо исключено теоретически.

Анна v. спрашивает, как начинается этот процесс — он требует, чтобы случайная заряженная частица прошла через дейтерированный материал, от спонтанного радиоактивного распада окружающей среды или мюона космических лучей. Заряженные частицы образуют дырки K-оболочки.

Чтобы прояснить мои предубеждения: я не могу этого исключить. Независимо от качества экспериментов, я не вижу аргументов против холодного синтеза.

и как электроны K-оболочки выбиваются из k-оболочки?
@annav: Быстрыми заряженными частицами, образующимися в процессе синтеза. Чтобы запустить процесс, вам нужен космический луч или случайная спонтанная заряженная частица, созданная радиоактивностью в окружающей среде, чтобы создать внутреннюю дыру в оболочке, а затем ее самоподдержание. Я сказал это в вопросе.
«и одновременно с выбросом другого электрона (этот второй процесс является электростатическим). Сечение для выброса дейтерия с десятками кэВ вместо электрона должно быть больше, поскольку дейтерий тяжелее». Дейтерий нейтрален, дейтрон (ион) положительно заряжен. Почему нейтральный дейтерий должен участвовать в электростатическом выбросе в тандеме с поглощением электрона в k-оболочке?. Насколько я знаю, дейтерий заполняет дислокации в кристаллах, является межузельным.
@annav: я имел в виду дейтрон, я только что исправил. Дейтроны заполняют междоузлия, электроны просто делятся. Электростатический процесс всегда происходит частица за частицей, поэтому он выбрасывает электроны/дейтроны с энергиями кэВ, но фазовое пространство для дейтронов больше в 50 раз (хотя электронов вокруг больше, чем дейтронов, тоже примерно в 50 раз). .
В этом случае нужно рассчитать плотность дейтронов и вероятность встречи с другим дейтроном, чтобы запустить цепочку и поддерживать ее. величина отсутствует.
@annav: Вы видите, что порядков не хватает? Я не могу с уверенностью --- я использовал слияние пучков, чтобы оценить порядки величины, но вы не знаете, как работает процесс дырка-дейтрон в деталях, так что все становится туманным. Вы можете обоснованно исключить обычный синтез трития/He3 на два порядка, используя сечения пучка через дейтерированный pd, но в экспериментах это всегда следовые уровни. Я не знаю, как исключить когерентный перенос d's/k-дырок через материал, или 2-е столкновение + электростатический перенос в 3-е, я ничего не нашел о слиянии 3-х тел, или внутренней оболочке d+дырки-прыжки.
Некоторые люди обращались к кристаллической структуре и поведению всего кристалла, чтобы справиться с этим. В блоге Росси есть несколько ссылок. Я знаю, что мюоны высоких энергий проходят через ось кристалла без потерь (это используется в предложениях по мюонным пучкам), так что это не так уж и надумано (экспериментально). Однако нужно глубоко вникать в поведение кристаллов.
@annav: Люди, которые используют кристаллическую структуру для объяснения синтеза, хватаются за соломинку. Никто не утверждал, что это внутренние оболочки, это моя личная теория. Я хочу, чтобы кто-то исключил этот механизм, потому что это единственное правдоподобное объяснение, которое я вижу.
ну может быть и комбинация. вы сами вызываете структуру
@annav: Я согласен, я имел в виду, что теории, которые не используют внутренние оболочки, цепляют, но вы правы.
Я получаю комментарий в чате, тем не менее, вы защищаете это, потому что видите в этом способ получения энергии Кева. Возможно ли, что коллективные возбуждения кристалла могли обеспечить эту энергию кэВ в месте расположения дейтрона по какой-то счастливой случайности для кристаллов палладия (или даже никеля, как утверждает Росси)? В конце концов, они поставляют некоторую входную электромагнитную энергию.
@anna v: Нет, это невозможно с почти научной достоверностью. Существует простой энтропийный аргумент, согласно которому фазовое пространство для концентрации высокой энергии в одной частице подавляется exp(-\beta\Delta E), просто из-за того, что для этого берется эта энергия из окружающей среды (уменьшение фазового пространства) , и этого никак не избежать --- вам понадобится магия. Я действительно не вижу альтернативы внутренним оболочкам. Что касается Росси, то он почти наверняка мошенник, он сделал испарительную машину, несколько экспериментов с Ni-H, на мой взгляд, ненадежны, они не воспроизведены так тщательно, как Pd/d.
Я пропустил этот комментарий. Я говорю о квантовой механике в кристаллической решетке, а не о термодинамике. ведь кристаллы все равно имеют низкую энтропию. мне кажется, что такого рода аргументы отвергли бы фермиевское море в металлах.

Ответы (2)

По-видимому, проблематичным аспектом предложенного механизма является то, что он якобы требует двух горячих дейтронов. (Напротив, для деления U-235 требуется всего один нейтрон.)

Почему это так проблематично? Если н — количество частиц с энергией 20 кэВ (т. е. горячих дейтронов, или дырок K-оболочки, или некоторой их суперпозиции), то мы ожидаем что-то вроде:

г н / г т знак равно А н 2 − Б н

где коэффициент А > 0 описывает слияние и Б > 0 описывает охлаждение в режимах с более низким энергопотреблением.

Это описывает очень плохо ведущую себя цепную реакцию . Это дифференциальное уравнение поддерживает взрывной рост числа горячих дейтронов и очень легко поддерживает полное исчезновение. Я не понимаю, как это может поддерживать реакцию, которая продолжается в течение 50 часов, что является предполагаемым наблюдением в экспериментах по холодному синтезу. (Вы можете возразить, что он перемещается от одной горячей точки к другой внутри электрода, но даже в этом случае я нахожу это неправдоподобным. почти каждый дейтрон во всем электроде за секунду!Если я не ошибаюсь...)

Реакция U-235, где нет н 2 срок относительно легко стабилизируется. Теоретически все, что вам нужно, это отрицательный температурный коэффициент. Но даже отрицательный температурный коэффициент не смог бы стабилизировать такую ​​квадратичную скорость реакции (если не ошибаюсь).

Я не скажу, что это опровергает механизм, но я бы сказал, что это требует объяснения и обсуждения.

Мне также интересно, действительно ли вам нужна энергия двух дырок K-оболочки, а не только одной , чтобы преодолеть кулоновский барьер. Если достаточно одного отверстия, то вышеописанная проблема не актуальна. Более того, вам действительно не нужно беспокоиться о времени жизни горячего дейтрона (другая серьезная потенциальная проблема с механизмом), потому что, возможно, горячий дейтрон вообще не путешествует по решетке. Может быть, в решетке есть дырка К-оболочки и два дейтрона вместе, и энергия дырки просто толкает один дейтрон в другой. (Энергия дырки становится кулоновской потенциальной энергией, а не кинетической энергией.)

Опять же, я не знаю, достаточно ли энергии 20 кэВ. Но если бы это было так, это сделало бы историю гораздо более правдоподобной, на мой взгляд. :-Д

Рон написал мне по электронной почте. Резюме: Одной дырки K-оболочки достаточно, но дейтроны будут слишком далеко от ядра Pd, чтобы она могла участвовать. Таким образом, вместо этого электрон должен быть третьим телом. Это возможно, но есть некоторые причины думать, что это менее вероятно. О кинетике и стабильности: Он говорит, что есть серия микровзрывов. Возможно, каждый взрыв происходит в области необычно высокой D-плотности (притягиваемой низким электрическим потенциалом), и реакция не может охватить весь электрод, потому что плотность D ниже в другом месте, ниже Б / А . Есть еще обсуждение, которое я опускаю. :-П

О холодном синтезе часто говорят, что он теоретически исключен. Основной теоретический аргумент состоит в том, что электронные энергии слишком малы для преодоления кулоновского барьера, поскольку dd-синтез происходит только при энергиях кэВ, а химия — при энергиях эВ.

Это опровергается внутренними оболочками, которые в палладии хранят 3 или 20 кэВ энергии на выброшенный электрон.

Электрон внутренней оболочки может быть выброшен из атома высокоэнергетическим рентгеновским излучением (или другими высокоэнергетическими процессами). Это не характерно для палладия, но может иметь место для любого элемента. Если бы синтез произошел из-за воздействия на дейтерид палладия источника высокой энергии, такого как рентгеновские лучи, для выброса электронов внутренней оболочки, это не был бы «холодный» синтез, но реальный вопрос заключается в том, может ли синтез происходить по механизму, описанному в вопрос.

Вводит в заблуждение утверждение, что «палладий хранит от 3 до 20 кэВ энергии на выброшенный электрон». Время жизни дыры во внутренней оболочке, оставленной выброшенным электроном, составляет всего около 1 фемтосекунды (источник: Спектроскопия твердых тел на уровне ядра, стр. 11).

Эти вакансии внутренней оболочки могут распадаться либо под действием рентгеновских лучей, либо путем поглощения электрона вакансией и одновременного выброса другого электрона (этот второй процесс является электростатическим).

По мере увеличения атомного номера распад с помощью рентгеновских лучей становится все более доминирующим. Для палладия распад с испусканием рентгеновского излучения без электрона в 5 раз более вероятен, чем с испусканием электрона. Процесс выброса другого электрона не совсем электростатический. Вместо этого рентгеновское излучение, образованное переходом электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень дырки (например, 2p на 1s), иногда возбуждает другой электрон, вызывая его выброс (например, другой 2p-электрон) (источники : Спектроскопия твердого тела на уровне ядра, стр. 13; Бурхоп и Асаад, Достижения в атомной и молекулярной физике, т. 8, стр. 165).

Сечение выброса дейтрона с десятками кэВ вместо электрона должно быть больше, так как дейтерий тяжелее. Поэтому я считаю, что в дейтерированном металле с возбужденными внутренними оболочками вращаются кэВ-дейтроны.

Кажется разумным, что энергия рентгеновского фотона может быть передана дейтрону. См. Выброс протонов из кластеров молекулярных гидридов, подвергшихся воздействию сильных импульсов рентгеновского излучения . Однако рентгеновское излучение, образованное заполнением дыры, будет менее энергичным, чем рентгеновское излучение, которое сформировало дыру в первую очередь. Было бы больше шансов сформировать энергичный дейтрон из исходного рентгеновского излучения, создавшего дыру. Кроме того, дейтроны в решетке палладия, очевидно, находятся вне внутренних оболочек атомов палладия. (См. структуру Nelin "A Neutron Diffration Study of Palladium Hydride" phys. stat. sol. (b) 45, 527 (1971)). Рентгеновское излучение от перехода с заполнением дырок должно пройти через все электроны внутренней оболочки, чтобы достичь дейтрона.

В заключение, если достаточное количество энергии рентгеновского излучения может быть сфокусировано на материале, содержащем дейтерий, возможен синтез (как это делает Nation Ignition Facility с лазерной фокусировкой для косвенного получения рентгеновских лучей) . Однако размещение дейтерия в решетке палладия не дает никаких преимуществ. Дейтерий можно сделать более концентрированным в других формах, таких как твердый дейтерий. Использование косвенной передачи энергии через рентгеновские фотоны от заполнения отверстий во внутренней оболочке не дает никаких преимуществ по сравнению с прямой передачей энергии от высокоэнергетических рентгеновских лучей, необходимых для создания отверстий в первую очередь.

Это явный аргумент. 1)Одно "возражение", оно основано на вероятностях рассеяния, т.е. никаких расчетов или конкретных данных. 2) он не принимает во внимание решетчатую структуру, которая может иметь эффект коллективного улучшения вероятностей. Например, независимо от темы, мюоны проходят через кристаллы, не рассеиваясь в направлении оси кристалла.
Дейтрон не может просто поглотить рентгеновское излучение и получить дополнительную кинетическую энергию. Такой процесс не может удовлетворять закону сохранения энергии-импульса. (Доказательство: подумайте об этом в системе центра масс.) Вот почему ваше описание обычного Оже-излучения — сначала буквально испускается рентгеновское излучение, затем его поглощает другой электрон — не может быть правильным, даже если вы нашли книга, в которой это сказано. Книга неверна, это электростатика. Если вы посмотрите на теоретические работы по расчету скоростей и смещений Оже, вы обнаружите, что специалисты согласны с тем, что это электростатическое явление.
В обсуждаемом механизме (предполагаемые) дыры во внутренней оболочке создаются не рентгеновскими лучами, а быстрыми заряженными частицами. Альфа с энергией 20 МэВ теоретически может создать сотню дейтронов с энергией 20 кэВ, врезавшись в них почти в упор, но это чрезвычайно маловероятно. OTOH, если альфа-канал проходит через Pd, он довольно часто может создавать сотню отверстий во внутренней оболочке. ТАКЖЕ, это предположительно процесс слияния трех тел, в котором атом палладия является одним из тел. Таким образом, я не знаю, как вы могли сказать, что решетка палладия не помогает ... это критично!
@SteveB «Книга неверна». Это стандартная теория, а не одна книга. В дополнение к спектроскопии твердого тела на уровне ядра см. Burhop and Asaad, "The Auger Effect", in Advances in Atomic and Molecular Physics, vol. 8, стр. 165: «квант рентгеновского излучения, образующийся при обычном радиационном переходе внутренней оболочки, рассеивается электроном во внешней оболочке того же атома, при этом электром выбрасывается».
@SteveB «В обсуждаемом механизме (предполагаемые) дыры во внутренней оболочке создаются не рентгеновскими лучами, а быстрыми заряженными частицами». Рентгеновские лучи высокой энергии - это всего лишь пример того, как дыры могут быть созданы во внутренней оболочке. Исторически именно так был открыт эффект Оже. Пьер Оже применил рентгеновские лучи высокой энергии и наблюдал электроны с эффектом Оже. Конечно, дырки могут быть созданы другими высокоэнергетическими процессами, такими как электронный пучок высокой энергии.
См. «Теорию оже-переходов» Чаттарджи, стр. 16-19: «Физически возмущение, вызывающее [Оже]-переход, возникает из-за кулоновского взаимодействия между соседними электронами... Мы должны указать здесь еще одну причину для рассмотрения [Оже-перехода]. ] эффект должен быть безызлучательным переходом, а не процессом конверсии...» и т. д. и т. д. Обсуждение подробное и основательное. (Конечно, в оже-излучении участвуют виртуальные фотоны, как и в любом электромагнитном взаимодействии. И есть поправки на запаздывание и т. д., т.е. не совсем «электростатические». Но реальный фотон не участвует.)
@SteveB Спасибо, что указали на эту ссылку. Да, я вижу, Чаттарджи обсуждает, является ли фотон реальным или виртуальным, начиная со страницы 14, и придерживается мнения, что он виртуален.
@SteveB «дыры во внутренней оболочке создаются не рентгеновскими лучами, а быстрыми заряженными частицами. Альфа 20 МэВ ...». Но сам вопрос, как Рон отредактировал последнюю часть ответа Анне, говорит "мюон", а не альфа-частица. Альфа-частица не может пройти по воздуху и метра, около сантиметра на каждый МэВ. Я думаю, что Рон изобразил частицу фонового излучения, запускающую процесс, но я не понимаю, как это может быть альфа-частица (если только вы намеренно не поместите источник рядом с PdD).
@DavePhD - Мюон - это постулируемое семя - главный вопрос касается цепной реакции , а не семени. Предполагается, что в цепной реакции действительно участвуют быстрые заряженные альфа-частицы, а не рентгеновские лучи. Предполагается, что цепная реакция синтеза должна происходить в настольном аппарате при комнатной температуре, а не в установке стоимостью в миллиард долларов, такой как НИФ или ИТЭР. (Вы слышали о холодном синтезе? Вам нужно поискать его, если вы хотите понять вопрос.) В любом случае, из всего, что вы написали, у меня сложилось сильное впечатление, что вы не понимаете заданного вопроса. Вам следует перечитать вопрос.
Например, в вопросе утверждается, что эмиссия оже-дейтронов гораздо более вероятна, чем эмиссия оже-электронов. Следовательно, тот факт, что эмиссия рентгеновских лучей более вероятна, чем эмиссия электронов, как вы говорите, не исключает возможности того, что эмиссия дейтронов более вероятна, чем любая из них. Вы имеете право утверждать, что утверждение вопроса неверно, но вы этого не сделали. Вы просто проигнорировали утверждение... как будто даже не читали вопроса.
@SteveB Вы правы, я не рассматривал аспект распространения цепочки, а только инициацию цепочки. Я не считаю частицы энергии кэв или мэв «холодными». Я не представляю рентгеновские лучи альтернативой выбросу электронов, протонов или дейтронов. Если внешнее рентгеновское излучение может выбросить электрон, почему этого не может сделать внутреннее рентгеновское излучение? Разве не существует радиационного оже-эффекта и безызлучательного оже-эффекта?
Есть ли веский теоретический аргумент против цепных ядерных реакций, вызванных внутренней оболочкой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v