Все игры
Запись

Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Метки: синтез ядер

Нравится

Вы не можете комментировать, т.к. не авторизованы.


Дмитрий Поединок      10-02-2014 19:33 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Удобно, когда есть недостижимые вещи, и описывать их конструкции, позволяя вольность фантазии. И затрагивая тему этого поста, можно много выдвинуть версий природы ядерного синтеза. Это к тому, что бы читатель не рассматривал данную идею как спекуляцию, эта идея хоть и строиться на логических суждениях, и кажется, что они противоречивы, но вполне возможно их подтверждение. Предлагается в рамках данной темы представить (постараться) что нет ни каких наработок по синтезу ядер, что решили так сказать – с нуля, разработать теорию синтеза ядер, где был выбран вариант холодного синтеза (ХЯС).

Первым делом строиться предположение что ядра (или нуклоны) необходимо сблизить максимально, в надежде, что произойдет превращение, из двух (или нескольких) ядер, в более сложное с выделением энергии от этого процесса.
Хотя немного выше и предлагалось «начать с нуля» но будем все-таки прибегать к помощи современных наработок в ядерной физике, так как, они не столь критичны, и не обязательно, что эти наработки применимы именно (например) к ТЯС. Следуя этим суждениям, посмотрим на протон-протонную цепочку [1]:

К этой диаграмме еще вернемся, а пока затронем другие проблемы.
Продолжая, допустим, что сначала решили сближать ядра через кинетическую энергию ядер – нагрев. После переходят к практическим изысканиям:
Возьмем некую герметичную емкость (камеру) наполним газом и будем этот газ разогревать (сохраняя его массу), так чтобы давление в камере постоянно росло. Что при этом будет происходить? Отразим это на графике:

Постоянно наращивая температуру (из вне) то давление тоже будет расти, но при достижении определенной температуры (в камере), рост давления прекратиться. Даже не смотря на то, что будем наращивать энергию разогрева. Если кто захочет оспорить этот момент, то он забывает о пределе энергии, которую можно выразить через - Лоренц фактор, накладывающий ограничение на кинетическую энергию ядер (ионов, квантов, компонентов, как угодно). Спросите: куда будет деваться энергия разогрева в таком случае? Она будет переизлучаться, просто говоря – отражаться от вещества в таком состоянии. И вот допустим, гипотетически, что необходимое давление (вертикальная зеленная пунктирная линия на графике) окажется выше полученного (пурпурная вертикальная пунктирная линия). Все в расстройстве, ломают головы – как быть и что делать? И тут решают делать изыскания по-другому.
Снова берут камеру и накачивают в неё вещество. То-есть наращивают давление через увеличение плотности вещества, не прибегая к внешнему разогреву, а просто следят за тем, что будет происходить.
Вот тут всё и начинается, Далее уже следует моя версия того, что должно происходить с веществом в таком эксперименте. Построю график:

Сначала всё вроде правильно, совершаемая работа по накачке, будет проявляться в виде разогрева вещества в камере, но потом, вдруг, температура будет падать (или станет постоянной), а рост давления будет продолжаться до предела критической плотности, которая не будет досягаемой практически и которая вероятно возможна только у черных дыр. Такое состояние вещества (предшествующее синтезу) можно определить как - пятым агрегатным состоянием, помимо четырех известны (твердое, жидкое, газообразное и плазма). Отличатся, оно будет от твёрдого (агрегатного) тем, что это будет не атомная решетка, а ядерная. Как будет реагировать на внешние источники такое вещество? Скорей всего, опять же переизлучение, отражение. И куда будет деваться затрачиваемая энергия на сжатие, если не в температуру? Вероятно, она будет переходить в энергию излучения (чем больше плотность, тем жестче излучение), так же, эта работа будет затрачиваться на структурные изменения вещества. Когда сжатие остановиться, то система перейдет в состояние относительного покоя. Но, это все тонкости.
Собственно тут было обозначено что мне необходимо доказать вероятность существования такого рода состояния вещества – плотная локализация ядер при относительно низких температурах (ниже порядка миллиона Кельвин), самого вещества.


[1] http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e164.html
Дмитрий Поединок      21-02-2014 04:46 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.
Прежде чем продолжить,… сообщение: в предыдущем комментарии (10-02-2014 19:33), были упущения, отсутствуют обозначения рисунков. Их нумерацию можно увидеть, если раскроете ветку того комментария. Также там найдете рабочую ссылку [1] на диаграмму, и список реакций из неё (по просьбе критиков). Хотя далее в тексте выражения некоторых реакций будут присутствовать.

Если еще можно смериться с графиком №2, как с гипотезой (которая далее будет доказываться), но вот по графику №1 может возникнуть вопрос – по какой функции строится кривая этого графика? Так же могут быть и другие вопросы. Такое поведение данной системы можно рассматривать только как частный случай, зависящий от начальных параметров, и динамики процесса, как и выбора аргумента из макропараметров (на первом графике это температура). Хотя, главная тема в статье - возможное поведение системы как на графике №2, но в качестве анализа и сравнения первый случай тоже будет рассматриваться.
Собственно преступим.
В Молекулярно кинетической теории (МКТ) фигурируют три основных макроскопических параметра: давление, объем, температура и микроскопические: количество и масса молекул, и средняя скорость их движения. Все эти параметры завязаны на основном уравнении МКТ идеального газа:
(1)

Так же:
(2)

И уравнения среднеквадратичной скорости молекулы:
(3)

Где:

Здесь не фигурирует макропараметр – объём (V), в силу его упразднения, так как, в данных случаях, это фиксированная величина (не переменная). Из выражений (1 и 2) можно вывести следующие равенства:
(4)

Откуда видна, нелинейная (квадратичная) зависимость температуры от средней скорости частиц. Хотя другое равенство говорит что при линейном изменении давления, температура будет изменятся пропорционально. Но нужно не забывать, что накачку в этом мысленном эксперименте делаем через увеличение концентрации частиц, и к этому еще вернемся. Также видно, что рост количества частиц, в замкнутой системе (объём постоянен), должен приводить к снижению температуры, при условии неизменности давления (в принципе такое наблюдается). Тут можно наблюдать и обратное (и такое тоже возможно), что увеличение количества элементов в системе, будет приводить к росту давления, что значит и температуры. Но давление находится в прямой зависимости от концентрации,
(5)

и из выражения:
(6)

видно, что не обязательно наращивать температуру для поднятия давления, для этого достаточно увеличивать концентрацию (плотность) элементов. И если при увеличении концентрации, и будет расти температура то, это будет проявляться только в динамике, во время процесса накачки, исследуемого объема, элементами (частицами, молекулами). И вот здесь приходит мысль, что температура будет близка к 0, когда элементы плотно прижаты друг к другу, так как нет свободного пробега, нет той самой кинетической энергии. Из равенств (4) видно, что нулевая скорость частиц допускает нулевую температуру, но это чисто математически, в реале, физически, Абсолютный ноль недосягаем, как и нельзя накачать систему до бесконечных значений температуры, давления, плотности. Предел давления будет следствием предела концентрации, элементов в объёме, и пределом их кинетической энергии. Также из всего этого можно сделать вывод, что нулевая скорость частиц в системе должна приводить к нулевому значению давления при любой концентрации (плотности), как и при максимальной (предельной) плотности. То есть, система, состоящая из плотно упакованных друг к другу элементов, должна обладать критически малой температурой и с минимальным давлением. Если быть точнее то, у системы в таком состоянии, сила, противодействующая внешнему давлению, должна упасть до предельного минимума. Но такое состояние системы, возможно, только после того, когда будет произведена работа по накачки системы элементами до необходимого уровня.
Все выше описанное, рассматривается в рамках МКТ, и, как температура, так и давление, отражают здесь состояние статичных, равновесных систем, и не рассматривалась динамика процессов, что не маловажно. Так как, видна взаимосвязь температуры и давления, и прослеживается то, что при изменении одного, непременно меняется другое. Далее, попытаемся проследить поведение таких систем в динамики, за интервалы времени, когда термодинамическое равновесие системы не устойчиво, и когда неустойчив критерий системы с фиксированной энтропией и объемом. Где неустойчивой будет энтропия. Также усложнит анализ, дальнейшее рассмотрение систем, где элементы идеального газа будут заменены на частицы, обладающие одноименными электрическими зарядами.
Забегая вперед, хочется подчеркнуть, что как раз электрические поля частиц будут способствовать снижению температуры в системе при росте давления.
Дмитрий Поединок      21-02-2014 04:47 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Возвращаясь к графику №2, посмотрим, с какой математической функцией его можно связать, это больше похоже на квадратичную функцию. Ближе всего из семейства простых степенных функций будет: и если аргументом брать давление. Двойка в степени икса позволяет, строит функцию с симметричными ветвями параболы, а степень больше 2 будет строить график уже не с симметричными ветвями, но и такой вид функции можно допускать. Но можно попробовать упростить график. Придерживаясь линейной зависимости (в МКТ) между температурой и давлением, но, введя переломный момент, когда должен пойти спад температуры при дальнейшем увеличении давления. К примеру, придав такой вид графику (№3):

Первая часть графика (до точки Pi+) будет подчиняться законам МКТ, как для идеального газ, так и для других физических сред (та же квазинейтральная плазма). Но вот вторая часть (спад температуры) уже не будет отвечать полным требованиям МКТ, по крайней мере, не для идеального газа. Здесь предполагается, что ионизация плазмы достигнет такого уровня, когда останутся только одноименные заряды (ядра). Конечно, встанет вопрос: куда денутся электроны из плазмы? Тут предполагается что, обладая высокой энергией, электроны смогут покинуть данный исследуемый объем (самостоятельно или в виде излучения), раньше, чем это смогут сделать ядра (нуклоны). Или же свободные электроны можно намерено отбирать из плазмы, путем ввода в плазму электродов (анодов). И здесь необходимо напомнить читателю, что в данном мысленном эксперименте отсутствуют какие либо мощные внешние поля, и условно накачка объема (камеры), веществом, идет механически, хотя это не реализуемая на практике задача. То есть это всего лишь теоретические наработки (на данном этапе).
Комментарий удален
Дмитрий Поединок      10-07-2015 04:59 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Все-таки рано еще здесь приступать к рассмотрению неравновесных термодинамических систем. Остается чувство недосказанности по поводу возможного состояния (характеристик) систем, как это отражено на графике №2. Хотя интуиция и убежденность говорит о том, что это вполне допустимо, требуется выразить математически такого рода поведение (или состояние) систем. Глядя на все эти формулы (выше по тексту) ловишь себя на мысли что все основные параметры (как макро, так и микро) системы, словно танцуют вокруг некого базового закона, и каждая величина стремится соответствовать условиям этого закона, правила, но никак не выходит всем сразу попасть в рамки, обозначенные этим невидимым законом.
В первую очередь осознаешь, что такой закон должен определять пределы, как по минимуму, так и по максимуму всех переменных системы в целом. Также осознаешь, что есть только две основные переменные, от которых зависят другие и как следствие состояние самой системы. Это микропараметры: концентрация (n) и средняя скорость (v) элементов в системе. Где только концентрация влияет на остальные, как и на скорость (v), а изменение других переменных это уже следствие этих двух переменных.
После этих мыслей стал искать математическую функцию, которая отвечала бы требованиям по пределам и не имела бы явных пределов, а пределы возникали бы автоматически. Значит, линейные функции отпадают, как на примере графика №3, так как, для таких функций необходимо вводить пределы явно.
Дмитрий Поединок      10-07-2015 05:44 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Что греха таить, методом «научного тыка» стал подбирать на построители графиков (благо сегодняшний научный прогресс это позволяет) необходимую комбинацию функции. Впоследствии удалось подобрать очень похожее на график №2, среди неявных математических функций с двумя переменными. Взгляните на скриншот (рисунок №1):



[2] http://www.askskb.net/matlab/f(xy)g(xy).html
Дмитрий Поединок      15-08-2023 19:06 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.
Сегодня, спустя 8 лет вернулся к этой записи. Думаю продолжить.
Большая просьба, пожалуйста, те кто хочет оставить комментарий не делайте это в главной ветки поста. Пока что пост в редакции. Если хотите прокомментировать то можете например комментировать в этой ветки.
Дмитрий Поединок      15-08-2023 23:34 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Вспоминая, в крайний раз я упражнялся с функцией подбирая коэффициенты масштабирования, потом увидел что криво получается и удалил те комментарии.
Ну что же продолжим рукоблудие Как уже говорил подбирал эту функцию путём подбора (методом научного тыка ) Сегодня я пока выложу формулу и полученный график. Потом уже будут объяснения.
формула №1:

график №1:

Дмитрий Поединок      16-08-2023 18:29 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Когда подобрал похожую к моим требованиям функцию то решил проконсультироваться по поводу правильного её применения. Сложение скаляра и вектора. Спрашивал тут: https://dxdy.ru/topic99255....
Но там пошли больше нравоучения чем советы по делу. И почитав дельные комментарии решил что в первом приближении эту формулу можно использовать в моей задачи, так и поступлю.
Теперь небольшие изменения условия задачи.
Сначала я предлагал делать накачку газа для повышения плотности, при этом держа в голове синтез ядер посредством мощного гравитационного поля. Так вот, пусть всё это происходит на некой абстрактной поверхности у которой переменчивое гравитационное поле. Тут нет разницы как будем преодолевать кулоновский барьер, путём механического сближения или гравитацией. То есть, значение икса уравнения это рост гравитационного поля, игрек это уже следствие, противодействие частиц этому полю. Так же по игреку можно определять дистанцию между элементами газа, правда в форме обратной единицы. Можно тогда подобрать другое уровненные, где начальное значение игрека должно быть больше единицы, но от этого суть не поменяется, хотя в текущую формулу можно дописать функцию реверса, это не главное, а главное подведение системы. В общем пока оставлю это уравнение.
В этой новой формуле №1 присутствуют коэффициенты масштаба: соответственно масштаб по икс через n, по игрек через v.
Можете посмотреть работу уравнения на онлайн сайте по ссылке:
https://www.desmos.com/calc...
В следующих комментариях расскажу как пришёл к такому виду и почему.
Дмитрий Поединок      17-08-2023 22:33 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Опять всё не так. Возвращаю всё как было. Пока откладываю недавно предложенную схему синтеза через мощное гравиполе.
Формула опять кривая в плане масштабирования, но полученная форма кривой очень близка к моим требованиям. Правда только при определённых коэффициентах масштаба у текущей формулы. Буду дорабатывать.
Если те кто внимательно читал все эти запись здесь, должен понимать о каких требованиях говорю. Но думаю описать их повторно в этой записи.
Почему не явная функция?
Считаю что такие функции в наибольшей мере не зависят от размерностей и числовых значений. Но могу быть не прав, математики меня могут поправить.
Так же искал функцию у которой определялись пределы автоматически. А если ширина аргумента функции лежит от нуля до одного, это вообще прекрасно. И ещё есть функции которые имеют более одного решения или имеют разрывы, такие функции тоже исключал.
Долго ли коротко нашёл такую:

соответственно её график:

(тут опять забыл про нумерацию формул и рисунков, вернее в записи 15-08-2023 23:34 уже пронумеровал забыв про предыдущие восьмилетней давности, пусть теперь эта формула будет под номером 2, и график 2, а те прошлые можно упоминать как старые)

Как уже тогда говорил, эта функция (новая формула 2) строит график похожий на старый график номер 2, в котором обозначено моё предположение поведения системы. Собственно поведение должно быть таким: при накачки газом фиксированного объёма температура сначала будет расти, при достижения определённой плотности пойдёт спад температуры, а дальнейшая накачка приведёт к синтезу. Это вкратце, примерный вид поведения системы. Где используемый газ проходит состояния от нейтрального, ионизации, преодоления сил кулона и ядерных сил до синтеза.

На сегодня пока всё, в следующих записях покажу как упражнялся с функцией опишу её поведение.
Дмитрий Поединок      19-08-2023 23:02 (ссылка)
Re: Холодный синтез ядер (ХЯС). Новая редакция.

Рекомендую сайт, на этом сайте я как раз пытаюсь подогнать уравнение:
https://www.desmos.com/?lan...
Не знаю, доступен ли этот сайт для граждан России и Белоруссии, наверно нужен VPN?
Ну и то что получилось у меня на текущий момент:
https://www.desmos.com/calc...
Сразу предупреждаю, пока не полноценно работает масштабирование при больших значениях коэффициентов.
Отображу повторно формулы и далее опишу поведение используя полученные графики.
Ниже базовое уравнение, в правой части коэффициенты масштаба (на графике фиолетовый):
false
Это та же формула что и №2 только с коэфф. масштаба.

Следующие модифицированное, тоже с коэфф. масштаба (оранжевый)
false
Пусть номер формулы будет №3

Их графики:
false
Здесь значения масштаба равны одному (по икс и игрек). (график №3)

Теперь будет график со значением масштаба скажем 5 по икс. График №4:
false
Фиолетовый график только для сравнения, нас интересует оранжевый (формула №3).
Поведение функции можно описать через производную но так как масштабирование не корректно работает (пока) и поведение уравнения зависит от масштаба, тогда опишу словами, а после доработки формулы №3 найдём и производные.
Нужно показать ещё один момент. График №5:
false
Это тот же график что и №4 только с увеличенным фрагментом конца графика.

Короче, почему так долго вожусь с этой формулой. Дело в том что масштабирование сильно влияет на поведение системы в целом. И в самом деле сложение скаляра и вектора не простая задача. Например в текущем состояние (с коэфф. масштаба) поведение производной по аргументу игрек всегда положительно. Но вот производная по аргументу икса медленно растёт, даже упирается в некий предел. Он должен быть, но наступает слишком рано. И если добавлять коэффициенты масштаба в левую часть уравнения, то может получится так что, производна по аргументу игрека половину имеет положительное значение и другую половину отрицательное. Но с производной по аргументу икса, вроде как всё нормально. В общем, нужно доработать масштабирование.

Уже поздно сегодня буду закругляться.