ТЕМА:

sector+ пишет:

Что и куда у вас туннелирует?

H + D = гелий-3. При низких температурах у ядер мало энергии для преодоления кулоновского барьера, и энтузиастам холодного ядерного синтеза остаётся только молиться на квантовый туннельный эффект между ядрами. Меня холодный синтез вообще не очень интересует, эта тема про горячий, термоядерный синтез.

Вот нашёл ещё интересное у корейцев: «.. Этот режим редко подвержен возмущениям, может надёжно поддерживаться даже без сложного управления и поэтому представляет собой перспективный путь к коммерческим термоядерным реакторам. Благодаря обилию быстрых ионов, стабилизирующих турбулентность центральной плазмы, мы генерируем и удерживаем плазму при температуре 100 млн °» — резюмируют исследователи ..
strana-rosatom.ru/2022/10/11/k...-ustanovil-novyj-mi/

Что-то отдалённо похожее на мою идею стабилизации неустойчивостей хаотичной плазмы упорядоченным пучком ядер. Или мне только показалось?

Enter пишет:

sector+ пишет:

Что и куда у вас туннелирует?

H + D = гелий-3. При низких температурах у ядер мало энергии для преодоления кулоновского барьера, и энтузиастам холодного ядерного синтеза остаётся только молиться на квантовый туннельный эффект между ядрами...

Энтузиасты горячего синтеза тоже часто повторяют эту мантру:
что, дескать, температуру поднять уже не можем... той, которая есть, конечно, не хватает для преодоления кулоновского отталкивания ядер, но, дескать, не беда - есть квантовый туннельный эффект... он нам поможет.
Вот я и хотел выяснить, что такое "туннельный эффект между ядрами"? И каким образом он вообще относится к туннельному эффекту? В отличие от туннелирования электронов сквозь потенциальный барьер в данном случае я не понимаю, что и куда туннелирует?

Я тоже не очень понимаю, вообще есть мнение, что понять квантовую механику невозможно и к ней можно только привыкнуть, злые языки поговаривают, что и сам Шредингер не совсем понимал, живой его кот или неживой. Но рассматривая формулу коэффициента прозрачности потенциального барьера, легко заметить, что чем легче частица, пытающаяся преодолеть барьер, тем экспоненциально "прозрачней" этот барьер для частицы

Enter пишет:

Я тоже не очень понимаю, вообще есть мнение, что понять квантовую механику невозможно и к ней можно только привыкнуть

Я не говорил, что я не понимаю квантовую механику.
Я пытался вас навести на мысль, что туннельный эффект неприменим к вопросу термоядерного синтеза. Суть здесь в том, что теория туннельного эффекта изначально была развита для объяснения аномально высокой вероятности альфа распада тяжелых ядер уранового ряда, наблюдавшаяся на практике.
Вот статья Гамова вам в помощь: УФН, Гамов Г.А.
Успех Гамова здесь можно объяснить тем, что вылет альфа частицы из тяжелого ядра мало меняет вид потенциальной ямы. Потому здесь альфа частицу можно описать волновой функцией в неизменном потенциале (с приемлемой точностью). Здесь я пишу в неизменном потенциале - это в смысле: что до вылета альфа частицы, что после - одном и том же потенциале - потому как только в этом случае процедура сшивания волновых функций внутри ямы и за барьером корректна.
А вот при столкновении протона с протоном, например, потенциальная яма существенно - просто монстрообразно - меняется. При этом изначально каждый из сталкивающихся протонов является носителем потенциальной ямы нулевого радиуса. У единичного протона нет энергии связи и дефекта масс тоже нет. Глюоны вокруг него не прыгают. Какой ему приписать радиус ямы? С чего это вдруг?
Кто из них двоих куда туннелирует?

Вероятность реакции при столкновении двух протонов ничтожна. Система из двух протонов неустойчива, и для реакции необходимо, чтобы при сближении один из протонов испытал распад, при котором образуются нейтрон, позитрон и нейтрино. Вероятность этого совпадения крайне мала, и это хорошо, иначе Солнце бы взорвалось

Enter пишет:

Вероятность реакции при столкновении двух протонов ничтожна. Система из двух протонов неустойчива, и для реакции необходимо, чтобы при сближении один из протонов испытал распад, при котором образуются нейтрон, позитрон и нейтрино. Вероятность этого совпадения крайне мала, и это хорошо, иначе Солнце бы взорвалось

Вы о чем?
Чтобы протон испытал бета-плюс распад, его надо очень сильно долбануть о другой протон. Образование нейтрона при этом идет с поглощением кинетической энергии. Именно для этого Солнцу и звездам нужна огромная температура. И только для этого.
В лабораторных условиях это недостижимо.
И никакое "туннелирование" здесь не поможет.
Во всех термоядерных реакторах на Земле используется обогащенное нейтронами топливо - дейтерий и тритий. Просто потому, что, во-первых, нам не доступны температуры для бета-плюс распада свободных протонов, и, во-вторых, потому что на Земле у нас в распоряжении есть почти дармовые источники нейтронов (ядерные реакторы). На Солнце свободных нейтронов нет.
И только благодаря этому - тому, что в лабораторных условиях мы перешагнули через этот главный этап - этап получения нейтронов из протонов, - нам оказался доступен термоядерный синтез. Поскольку для слияния обогащенных нейтронами ядер нужны значительно меньшие температуры. А вообще говоря, и не нужны даже, если у вас есть другие механизмы сближения ядер дейтерия до расстояний ядерного захвата.
При этом все крики, что кто-то там получил кпд больше единицы - т.е. положительный выход энергии в результате термоядерного синтеза - это все без учета энергозатрат на создание дейтерий-тритиевого топлива.

sector+ пишет:

Enter пишет:

Вероятность реакции при столкновении двух протонов ничтожна. Система из двух протонов неустойчива, и для реакции необходимо, чтобы при сближении один из протонов испытал распад, при котором образуются нейтрон, позитрон и нейтрино. Вероятность этого совпадения крайне мала, и это хорошо, иначе Солнце бы взорвалось

Вы о чем?
Чтобы протон испытал бета-плюс распад, его надо очень сильно долбануть о другой протон. Образование нейтрона при этом идет с поглощением кинетической энергии. Именно для этого Солнцу и звездам нужна огромная температура. И только для этого. В лабораторных условиях это недостижимо ..

В ускорителях на встречных протонах такое происходит? При каких условиях и с какой вероятностью, если не секрет?

Реакция слияния двух протонов (внутри Солнца) происходит в две стадии. Сначала два протона образуют нестабильный дипротон. Дипротон практически моментально распадается обратно на два протона, однако в очень крайне редком случае он успевает испытать β+ распад, превращаясь в дейтрон D.

При энергиях ~ 1 МэВ (это много больше, чем при температуре в центре Солнца) сечение реакции двух протонов ~ 10^{- 23} барн.

А сечение реакции протона с дейтроном, например, ~ 10^{- 6} барн.

Сечение реакции дейтерия с тритием ~ 5 барн, при энергиях ~ 0,1 МэВ.

www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/110/168.htm

sector+ пишет:

При этом все крики, что кто-то там получил кпд больше единицы - т.е. положительный выход энергии в результате термоядерного синтеза - это все без учета энергозатрат на создание дейтерий-тритиевого топлива.

В водородных бомбах там скорее не дейтерий-тритиевое, а дейтерий-литиевое, а тритий образуется из лития в момент взрыва под действием нейтронов.

В токамаках тоже самое, тритий из лития. До трития могут распадаться оба изотопа лития, но литий-7 распадается без захвата нейтрона, просто при ударе нейтрона по нему, а литий-6 с захватом нейтрона.

При распаде лития-7 затрачивается 2,5 МэВ, но при распаде лития-6 выделяется 4,8 МэВ.

sector+ пишет:

Enter пишет:

Я тоже не очень понимаю, вообще есть мнение, что понять квантовую механику невозможно и к ней можно только привыкнуть

Я не говорил, что я не понимаю квантовую механику.
Я пытался вас навести на мысль, что туннельный эффект неприменим к вопросу термоядерного синтеза. Суть здесь в том, что теория туннельного эффекта изначально была развита для объяснения аномально высокой вероятности альфа распада тяжелых ядер уранового ряда, наблюдавшаяся на практике.
Вот статья Гамова вам в помощь: УФН, Гамов Г.А.
Успех Гамова здесь можно объяснить тем, что вылет альфа частицы из тяжелого ядра мало меняет вид потенциальной ямы. Потому здесь альфа частицу можно описать волновой функцией в неизменном потенциале (с приемлемой точностью). Здесь я пишу в неизменном потенциале - это в смысле: что до вылета альфа частицы, что после - одном и том же потенциале - потому как только в этом случае процедура сшивания волновых функций внутри ямы и за барьером корректна...

Долгое время считалось, что висмут стабилен, но эксперименты обнаружили альфа-распад висмута, правда с очень долгим периодом, на много порядков превышающим возраст Вселенной, но всё-таки. Почему так получилось вопреки корректной теории альфа распада? Может, и свинец тогда тоже альфа-нестабилен с ещё бОльшим периодом?

Название этой темы "Управляемый термоядерный синтез", что подразумевает синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии. Иными словами, это технология получения энергии.

1. Чтобы получать определённый результат в предложенной технологии, нужно всё знать о модели строении атома и его ядра. А их на сегодняшний день можно насчитать аж восемь. Каждый раз, когда одна модель строения атома уходила в небытие, а появлялась следующая, были противники новой модели и её сторонники. Автор темы использует ВОСЬМУЮ по счёту модель строения атома и его ядра. Возникает вопрос: а восьмая модель верна? Может в дверь стучится уже девятая?

2. Энергию из вакуума можно получать более намного простым способом, просто моделируя принцип колебания одной из трёх неэлементарных частиц атома.

3. Такие гаджеты как фонарик, портативный радиоприёмник и например сотовый телефон, объединяет в одну группу использование источника энергии. В атомах разных хим. элементов таким источником энергии является ядро. Если научиться моделировать процессы, происходящие в ядре атома для создания источника энергии, то также как это делают вышеуказанные разные гаджеты, можно моделировать структуру атомов разных хим. элементов вокруг созданного источника энергии с целью синтеза этих различных хим. элементов.

Представьте себе прямоугольную потенциальную яму, со стенками, представляющими собой кулоновский барьер. В эту яму насыпано куча протонов и куча нейтронов. Насыпано, однако, ровно столько, чтобы верхний заполненный уровень протонов приблизительно совпадал по энергии с верхним заполненным уровнем нейтронов. Иначе не выгодно – произойдет либо e-захват, либо бета-распад – до выравнивания уровней. При этом, поскольку плотность энергетических уровней нейтронов в такой яме превышает плотность энергетических уровней протонов, то нейтронов придется сыпать больше.
По этой причине в ядрах тяжелых элементов нейтронов всегда существенно больше, чем протонов. Вопреки рассуждению, что наиболее стабильны ядра, в которых содержится целое число альфа-частиц.
По этой же причине распад тяжелого ядра с высвобождением нейтрона или протона – это всегда более редкое явление, чем вылет альфа-частицы.
Так вот, описание вылета альфа-частицы посредством туннельного механизма не для всех ядер прокатывает. О причине я уже писал: причина в том, что ядро в результате развала (испускания альфа-частицы в том числе) претерпевает огромные изменения в смысле его описания посредством потенциальной ямы. Например, если в результате вылета альфа-частицы оставшийся осколок будет обладать таким свойством, что высший заполненный энергетический уровень нейтронов будет почти совпадать по энергии с высшим заполненным энергетическим уровнем протонов, то осколок будет стабильным, а развал будет обладать высокой вероятностью. Если нет, то наиболее вероятным сценарием будет развал на два больших осколка с излучением лишних нейтронов. По такой схеме, например, разваливается уран-235 при захвате медленного нейтрона – на барий и криптон.
Точно так же, если вы взгляните на следующий за висмутом (83) полоний (84), то обнаружите, что наибольшей вероятностью испустить альфа-частицу обладает изотоп полония-210 – с периодом полураспада 138 суток, вторым по вероятности следует изотоп полония-208 – 2,9 года, следующий полоний-209 – 125 лет. Почему такая разница? А разница возникает только вследствие числа нейтронов в первоначальном ядре (при том, что потенциальные ямы у них почти одинаковые). При испускании альфа-частицы полонием-210 в качестве осколка остается свинец-206 – младший из стабильных изотопов свинца (82).
Исходя из этой логики 204-й изотоп свинца должен быть более стабильным, чем 205-й. Но оба уступают в стабильности 206-му. Доступные справочники подтверждают это.
А вот исходя из теории альфа-распада посредством туннельного эффекта такой разницы в вероятностях распада разных изотопов полония объяснить не получается.