Навигация

Генерация

Наука

Наука

Позитронно-электронная  модель атомного ядра и низкотемпературный термоядерный синтез 

Скачать презентацию в  pdf 

Протон-нейтронная (нуклонная) модель атомного ядра

  • Атомное ядро — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом..
  • Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.
  • Количество протонов в ядре называется его зарядовым числом Z — это число равно порядковому номеру элемента, к которому относится атом, в таблице (Периодической системе элементов) Менделеева.
  • Количество протонов в ядре определяет структуру электронной оболочки нейтрального атома и, таким образом, химические свойства соответствующего элемента.
  • Проблемы и недостатки протон-нейтронной модели

Существующая протон-нейтронная модель атома имеет следующие  проблемы и недостатки:

  • Атом нейтрально заряжен, ядро имеет положительный заряд, а электроны находятся вне ядра на орбиталях. 
  • Количество электронов на орбиталях атома равно количеству протонов в ядре.
  • Например у урана на орбиталях должно находиться 92 электрона на не известных орбитадях .
  • Электроны должны вращаться, что создаёт электромагнитное поле и т.д. 
  • Чем больше электронов, тем дальше валентные электроны должны находиться от ядра.
  • Нейтрон не стабильная частица и устойчив только в ядре за счет сильного взаимодействия, которое удерживает нуклоны в ядре. 
  • Существование сильного взаимодействия до сих пор не доказано.

Позитронно-электронная  модель атомного ядра

  • В основе позитроно-электронной модели атомного ядра  лежат законы Кулона, Фарадея, СРТ-симметрия;
  • Если «распаковать» протон, то он состоит из позитрона с ядром внутри (предположительно из пи-мезонов);
  • Если «распаковать» нейтрон, то он состоит из протона и электрона;
  • Ядро состоит из электронов и позитронов (с ядром из мезонов), связанных между собой куло́новским взаимодействием
  • С точки зрения, что нейтрон это протон и электрон, в позитронно-электронной модели атомного ядра этого нет, поскольку все частицы взаимодействуют друг с другом.

Взаимодействие электрона с ядром в позитроне

  • Исходя из CPT-инвариантности, электрон должен отталкивать ядро из мезонов в позитроне, поскольку является античастицей позитрона и его свойства прямо противоположны; 
  • В природе нет отрицательно заряженных протонов и электрический ток на ВЛ высокого напряжения течет по поверхности проводника.
  • В результате отталкивания ядрами протонов электронов, часть электронов смещаются к краям ядра, в результате чего центр ядра оказывается положительно заряжен

Дейтерий

  • Ядро дейтерия в соответствии с позитронно-электронной моделью состоит из двух протонов и одного электрона (по классической теории  – ядро состоит из нейтрона и протона), 
  • Электрон находится между двумя протонами, при этом расстояние между электроном и протонами в два раза меньше, чем расстояние между протонами.
  •  Кулоновские силы обратно пропорциональны квадрату расстояния, соответственно электрон притянет два протона, так, что их оболочки начнут соприкасаться (вплоть до проникновения друг в друга). 
  • Находящиеся внутри позитронов ядра из мезонов притягиваются позитронами и отталкивать электрон, что придает устойчивость ядру.

 

Тритий

    • Ядро трития в соответствии с позитронно-электронной моделью состоит из трех протонов и двух электронов (по классической теории  – состоит из двух нейтронов и протона) ;
    • Электроны находится между тремя протонами симметрично относительно плоскости протонов;
    • Кулоновские силы обратно пропорциональны квадрату расстояния, соответственно два электрона притянут три протона, так, что их оболочки начнут частично соприкасаться (вплоть до частичного проникновения друг в друга);
    • Находящиеся внутри позитронов ядра из мезонов притягиваются другими позитронами и отталкивают электроны, что придает устойчивость ядру;
    • Радиоактивен, период полураспада 12,32 года,  распадается на 3He и электрон;
    • Предположительно образуется за счет захвата нейтрона более тяжелыми ядрами с их последующим распадом.
  •  

Гелий-3

 

  • Ядро гелия-3 в соответствии с позитронно-электронной моделью состоит из трех протонов и электрона (по классической теории – состоит из нейтрона и двух протонов). 
  • Электрон находится между тремя протонами в плоскости протонов.
  • Кулоновские силы обратно пропорциональны квадрату расстояния, соответственно электрон притянет три протона, так, что их оболочки начнут соприкасаться (вплоть до проникновения друг в друга). 
  • Находящиеся внутри позитронов ядра из мезонов начинают отталкивать электрон, что придает устойчивость ядру.

Гелий-4

  • Ядро гелия-4 в соответствии с позитронно-электронной моделью состоит из четырех протонов и двух электрона (по классической теории – состоит из двух нейтрона и двух протонов). 
  • Два электроны находится между четырьмя симметрично протонами в плоскости протонов.
  • Кулоновские силы обратно пропорциональны квадрату расстояния, соответственно электроны притянет четыре протона, так, что их оболочки начнут соприкасаться (вплоть до проникновения друг в друга). 
  • Находящиеся внутри позитронов ядра из мезонов (пиона) начинают отталкивать электрон, что придает устойчивость ядру.

Средние слои ядра

В настоящий момент рассматривается следующая компоновка атомного ядра – электроны чередуются с позитронами слоями, как на шахматной доске.

Все компоновки подлежат уточнению после создания математической модели строения ядер.

 Применение позитронно-электронной модели атомного ядра 

  • Целью создания позитронно-электронной модели атомного ядра является: 
  • Описание и моделирование физико-химических процессов;
  • Увеличение промышленной безопасности на взрывоопасных объектах;
  • Изменение норм при проектировании и эксплуатации ядерных реакторов и хранилищ радиоактивных отходов;
  • Описание и прогнозирование процессов, происходящих в земной коре.
  • Проектирование и строительство термоядерных реакторов.

Термоядерный реактор на примере вулканов

Рассмотрим принцип действия вулкана на примере Везувия:

Вода под давлением 1500 атмосфер попадает в вулканическую камеру, где она испаряется и нагревается до температуры 2300 °C.

Происходит диссоциация высоко температурного пара, в результате образуется множество протонов и электронов.

Диссоциации подвергается также сероводород.

Происходит к-захват протонами электронов с образованием нейтронов.

Далее идет наработка дейтерия и трития.

 

 

Подкатегории