Тетраэдрная модель ядер используется для построения конструкций ядер Li-6 и Li-7. Особенность строения ядра Li-7, заключающаяся в наличии у него открытого доступа к центральной полости, позволяет осуществлять реакции холодного ядерного синтеза и создать принципиально новый источник ядерной энергии.

Цель работы

Работа имеет своей целью применение тетраэдрной модели ядер [1,2] к описанию структуры ядер лития. Еще одной целью является описание физических принципов работы нового источника энергии, в котором будут использоваться реакции с участием ядер Li-7, способные протекать при сколь угодно низкой температуре.

Содержание работы

В соответствие с поставленными целями, работа содержит 3 части.

В первой и второй частях рассматриваются конструкции ядер Li-6 и Li-7.

В третьей части описан принцип работы нового источника ядерной энергии.

Введение

Данная работа является продолжением работ [1,2], в которых изложены общие принципы построения атомных ядер и описаны конструкции изотопов первых двух элементов таблицы Менделеева. Настало время «разобраться» с третьим элементом.

В общих чертах принципы построения ядер сводятся к 3 утверждениям:

1) ядерные конструкции строятся из прямоугольных тетраэдров, которые моделируют реальную форму нуклонов в виде поверхности Боя,

2) прямоугольные тетраэдры-нуклоны располагаются в ячейках ядерного каркаса, построенного путем наложения правильных тетраэдров, грани которых совпадают с основаниями прямоугольных тетраэдров,

3) все имеющиеся в нуклонах кварки располагаются в узлах ядерного каркаса, образуя (n,m)-узлы, n – количество u-кварков, m – количество d-кварков в данном узле.

Кроме отличия числа нейтронов и протонов, ядра отличаются расположением нейтронов и протонов в ячейках ядерного каркаса, а также количеством и видом (n,m)-узлов. Распределение (n,m)-узлов по пронумерованным узлам ядерного каркаса описывается кварковой формулой, показывающей, какой вид (n,m)-узла находится в каждом узле каркаса. Поскольку все массы, заряды и спины являются принадлежностью кварков, то все имеющиеся в ядре массы, заряды и спины сосредоточены в (n,m)-узлах. Это означает, что зная кварковую формулу, т.е. набор (n,m)-узлов и их распределение по узлам ядерного каркаса, можно вычислить все физические величины, которыми обладают ядра: как механические, так электрические и магнитные.

I. Главные механические величины – это положение оси и частота вращения ядра.

Положение оси вращения определяется следующими двумя факторами:

1. момент инерции должен иметь либо максимальное, либо минимальное значение (только в этих 2-х положениях вращение может быть устойчивым),

2. ось вращения проходит через спин-центр («барицентр спинов» (n,m)-узлов).

Частота вращения ядра определяется с помощью следующего алгоритма:

а. расположить N тетраэдров-протонов и А – N тетраэдров-нейтронов внутри определенных ячеек ядерного каркаса и развернуть тетраэдры-нуклоны внутри своих ячеек, чтобы набор (n,m)-узлов был возможно более симметричным,

б. записать кварковую формулу построенной конструкции ядра,

в. найти спин-центр ядра,

г. составить тензор инерции в системе координат с началом в спин-центре,

д. привести тензор инерции к главным осям и определить ось вращения ядра,

е. вычислить момент инерции I ~ ∑m_i*r_i² относительно найденной оси вращения,

ж. определить спин (s) и вычислить момент количества движения J ~ ћ[s(s+1)]^1|2,

з. вычислить круговую частоту ω ~ (J/I).

II. Основным электрическим параметром ядра является электрический квадрупольный момент. Для определения квадрупольного момента необходимо определить электроцентр ядра («барицентр зарядов»), относительно которого суммарный дипольный момент всех зарядов равен нулю. Приняв электроцентр за начало новой системы координат, составить тензор квадрупольного момента и привести этот тензор к главным осям. Максимальное по абсолютной величине собственное значение и будет является внутренним квадрупольным моментом (Q₀).

III. Зная положение оси и частоту вращения ядра, вычисляются токи, порождаемые вращением заряженных (n,m)-узлов. Умножив величину этих токов на заметаемые площади, получим значения дипольных магнитных моментов, создаваемых каждым (n,m)-узлом. Суммируя данные моменты, получаем магнитный момент (µ).

В некоторых ядрах спины отдельных нуклонов не передаются всему ядру, а остаются принадлежностью нуклонов, благодаря чему эти нуклоны совершают внутри ядерного каркаса индивидуальное вращение, создавая собственный магнитный момент, который следует сложить с моментом, создаваемым вращением всего ядра.

Сравнение тетраэдрной модели с экспериментом не представляет сложности: нужно лишь для каждого ядра определить распределение кварков по узлам ядерного каркаса, т.е. составить кварковую формулу, после чего вычислить значения Q₀, µ и убедиться, что эти величины совпадают с экспериментальными значениями.

I. Конструкция ядра Li-6

Вспомним строение конструкций ядер ³Н и ³Не, описанных в работе [1]. Каркасом обоих ядер ³Н, ³Не служит боковая поверхность нулевой ячейки (правильного тетраэдра). На каждую из 3-х боковых граней нулевой ячейки накладывается основание тетраэдра-нуклона, что приводит к образованию конструкций ядер ³Н и ³Не.

Примечание. Каждую из этих конструкций будем именовать «3-блок».

Для получения каркаса ядра Li-6 составим своими гранями два правильных тетраэдра. Верхний тетраэдр является нулевой ячейкой, а нижний тетраэдр служит одной из 4-х ячеек первого слоя. Полученную замкнутую фигуру, составленную из 6 правильных треугольников, будем именовать «треугольный гептаэдр». На все 6 граней треугольного гептаэдра поставим правильные тетраэдры: это будет являться каркасом ядра Li-6.

Далее во все 6 правильных тетраэдров, составляющих данный ядерный каркас, встраиваются прямоугольные тетраэдры: это будет являться конструкцией ядра Li-6.

Встраивание осуществляется таким образом, что основания тетраэдров совмещаются с гранями треугольного гептаэдра: конструкция ядра Li-6 получается, когда со всеми 6 гранями треугольного гептаэдра совмещаются основания 3-х тетраэдров-нейтронов и 3-х тетраэдров-протонов. Эту же самую конструкцию можно рассматривать как соединение конструкций ядер ³Н и ³Не (двух 3-блоков).

Попарное объединение 3-х вершин конструкций ядер ³Н и ³Не, в которых расположены (1,1)-узлы, приводит к образованию 3-х пар (2,2)-узлов. Узлы (2,1) и (1,2) остаются неизменными, поэтому кварковая формула ядра Li-6 имеет вид:

{Li-6} = {(2,2), (2,2), (2,2), (2,1) |₁ 0, 0, 0, (1,2) |₂}.

Смысл данной формулы таков. В каждой из 3-х вершин основания нулевой ячейки расположен (2,2)-узел, в вершине нулевой ячейки расположен (2,1)-узел, в вершине ячейки первого слоя, которая диаметрально противоположна (2,1)-узлу относительно основания нулевой ячейки (в вершине ячейки №4), расположен (1,2)-узел.

Итак, в конструкции ядра Li-6 имеется 5 узлов, из них заряженными являются только 4 узла, совпадающие с вершинами нулевой ячейки (составляющими первый слой узлов). Проверим, что данная конструкция ядра Li-6 действительно позволяет объяснить все механические, электрические и магнитные свойства ядер Li-6.

1. Механические свойства.

В 3-х (2,2)-узлах спины одноименных кварков компенсируют друг друга, поэтому спин всего ядра Li-6 определяется спинами нечетных узлов (2,1) и (1,2): S = 1/2 + 1/2 = 1.

Примечание. Современные модели ядра не справляются с объяснением даже этой величины. Согласно оболочечной модели, в ядре Li-6 протон и нейтрон находятся в р-состоянии, вследствие чего каждый из них обладает спином 3/2, а полный спин ядра Li-6 должен иметь величину 3/2 + 3/2 = 3, что противоречит эксперименту.

Как в ядрах ³Н и ³Не, спины непарных узлов не приводят во вращение конструкцию ядра Li-6, а остаются принадлежностью непарных нуклонов. Эти нуклоны совершают индивидуальное вращение внутри ядерного каркаса, а само ядро Li-6, как целое, не испытывает вращения.

2. Электрические свойства.

Электроцентр ядра Li-6 находится элементарным образом. Сначала определяется электроцентр зарядов 3-х (2,2)-узлов в средней части конструкции ядра Li-6 (в основании нулевой ячейки). Этот электроцентр находится в центре основания нулевой ячейки и его эффективный заряд равен сумме зарядов 3-х (2,2)-узлов: 2/3 + 2/3 + 2/3 = 2. Далее находится электроцентр этого (промежуточного) электроцентра и заряда (2,1)-узла в вершине нулевой ячейки. Этот результирующий электроцентр всего ядра Li-6 располагается на высоте нулевой ячейки на расстоянии от основания ячейки, равном 1/3 высоты (поскольку заряд (2,1)-узла в 2 раза меньше, высота делится в отношении 1 : 2).

Именно данную точку следует выбрать в качестве начала системы координат для вычисления внутреннего квадрупольного момента. Поскольку конструкция ядра Li-6 симметрична, то в приведении к главным осям тензора квадрупольного момента нет необходимости: ось, вдоль которой вычисляется Q₀(Li-6), располагается вдоль оси симметрии треугольного гептаэдра, т.е. совпадает с осью z.

Для вычисления квадрупольного момента будем использовать несколько модифицированную формулу Q₀ ~ (-1)*(1/q_min)*∑q_α*[2(z_α)² - (R_α)²], здесь q_α – заряд (n,m)-узла, R_α – расстояние от каждого (n,m)-узла до оси z. От классической формулы для вычисления Q₀, данная формула отличается двумя принципиально новыми моментами:

1. введен коэффициент (-1), который учитывает, что внутренний квадрупольный момент ядер создается внутренними зарядами кварков, знак которых противоположен обычным зарядам кварков (зарядам кварков в физическом пространстве).

2. коэффициент (1/q_min) заменяет коэффициент (1/е) и учитывает то обстоятельство, что в состав ядра входят заряды меньше единичного (е). В случае ядра Li-6 заряд (2,2)-узлов равен (2/3)е, поэтому (1/q_min) = 1/(2/3)е.

Примечание. Более подробно происхождение данных коэффициентов рассмотрено в предыдущих работах. В этих работах содержалась погрешность, состоящая в том, что в качестве q_min всегда выбиралось значение (1/3)е.

Вычислим вклады, которые вносят в Q₀(Li-6) все 4 заряженных (n,m)-узла, которые имеются в ядре Li-6. Сначала вычислим вклад четвертого узла (вершины) нулевой ячейки, а затем вклад сразу 3-х узлов (вершин основания нулевой ячейки). Для наглядности, величины этих вкладов сначала будем находить без учета коэффициента (-)(1/q_min).

В вершине нулевой ячейки расположен (2,1)-узел, имеющий заряд (+1). Вершина расположена строго по оси z на расстоянии, равном 2/3 высоты (h) правильного тетраэдра. Соответственно, вклад (2,1)-узла будет иметь величину Q₄ = + 1*2*[(2/3)h]² = + (8/9)h² = + (16/27)а², а – ребро правильного тетраэдра: h = (2/3)^1/2*а.

Все 3 узла нулевой ячейки, расположенные в вершинах ее основания, имеют заряд (+2/3). Каждый из этих узлов имеет z-координату, равную -(1/3)h, а расстояние от оси z равно радиусу окружности, описанной вокруг основания нулевой ячейки: R = (1/3)^1/2*а. Суммарный вклад этих 3-х узлов будет иметь величину Q_1-3 = 3Q₁ = 3*{(2/3)*[2*(-1/3)²h² – ((1/3)^1/2*а)²]} = [(4/9)h² – (2/3)а²] = [(8/27)а² – (2/3)а²] = - (10/27)а².

Таким образом, Q_1-3 + Q₄ = - (10/27)а² + (16/27)а² = + (2/9)а². Учитывая пропущенный коэффициент (-)(1/q_min) =(-)(3/2), в итоге получим: Q₀(Li-6) = (-)(1/q_min)*(Q_1-3 + Q₄) = - (1/3)а².

Для легких ядер, ребро ячейки ядерного каркаса численно равно удвоенному радиусу нуклона: а ~ 2*0,866 Фм ~ 1,73 Фм. Следовательно, а² ~ 3,0 Фм² и Q₀(Li-6) ~ - (1/3)*3,0 Фм² ~ - 1,0 Фм².

Вычисленное значение Q₀(Li-6) всего лишь на 20% превышает экспериментальную величину Q₀(Li-6)_эксп ~ - 0,83 Фм². Данное отличие объясняется тем, что реальная форма ядра Li-6 является чуть более сплюснутой, чем «идеальный» треугольный гептаэдр.

Примечание 1. Наиболее вероятной причиной является кулоновское отталкивание 3-х зарядов величиной +2/3, расположенных в основании нулевой ячейки: отталкивание приводит к «раздвиганию» лепестков поверхности Боя, вследствие чего основание нулевой ячейки увеличивается, а вершина ячейки, т.е. (2,1)-узел, слегка опускается вниз.

Примечание 2. Все попытки вычисления Q₀(Li-6) в рамках существующих моделей ядра хотя бы с точностью 20% окончились неудачей: это является дополнительным аргументом, что существующие модели ядра не соответствуют действительности.

Тетраэдрная модель ядра успешно справляется с задачей вычисления внутреннего квадрупольного момента ядра Li-6.

3. Магнитные свойства.

Как указано выше, остов ядра Li-6 (4 из 6 составляющих ядро нуклонов) остается неподвижным: во вращении участвуют только 2 непарных нуклона. Поскольку условия для индивидуального вращения протона и нейтрона в ядре Li-6 точно такие же, как в ядрах ³Н и ³Не, то создаваемые вращением данных нуклонов магнитные моменты имеют такую же величину, как магнитные моменты этих ядер, т.е. µ(³Н) ~ + 2,98 µ_я и µ(³Не) ~ - 2,12 µ_я, здесь µ_я – ядерный магнетон.

Это означает, что магнитный момент ядра Li-6 может быть получен как векторная сумма µ(³Н) и µ(³Не). При нахождении этой суммы следует учесть, что оба момента наклонены к оси симметрии треугольного тетраэдра, вдоль которой измеряется магнитный момент Li-6. Непарные протон и нейтрон вращаются вокруг осей, которые располагаются вдоль высот боковых граней правильного тетраэдра. Угол наклона осей вращения непарных нуклонов к оси симметрии равен (90^о – α), здесь α ~ 70,53^о – угол наклона грани правильного тетраэдра к его основанию.

В итоге, магнитный момент µ(Li-6) ~ [µ(³Н) + µ(³Не)]*cos(90^о – α) ~ (2,98 – 2,12)*cos(19,5)^о ~ + 0,81 µ_я.

Эта величина еще лучше согласуется с экспериментальным значением µ(Li-6)_эксп ~ + 0,822 µ_я. Отличие в 1% объясняется тем же самым «сплющиванием» треугольного гептаэдра (на величину косинуса угла это искажение сказывается гораздо слабее).

Тетраэдрная модель ядра успешно справляется с задачей вычисления магнитного момента ядра Li-6.

II. Конструкция ядра Li-7

Возвратимся ненадолго к конструкции ядра Li-6. Как указано выше, эта конструкция состоит из 2-х половинок, каковыми являются конструкции ядер ³Н и ³Не: конструкция ядра Li-6 получается путем соединения двух 3-блоков, один из которых занимает место нулевой ячейки, а второй блок – одну из ячеек первого слоя.

В конструкции ядра Li-7 также имеется два 3-блока, однако оба эти блока располагаются над ячейками, которые принадлежат первому слою ячеек.

Наиболее симметричный вид конструкция ядра Li-7 принимает, когда одна из боковых граней нулевой ячейки обращена к наблюдателю, а два 3-блока располагаются над ячейками первого слоя, построенными над двумя другими боковыми гранями нулевой ячейки. Затем на переднюю боковую грань нулевой ячейки накладывается основание седьмого (нечетного) нуклона, и получается конструкция ядра Li-7.

Примечание. Конструкцию ядра Li-7 можно представлять в виде «шалаша», составленного из двух 3-блоков, а вход в шалаш закрыт тетраэдром-протоном, прямоугольная вершина которого «смотрит» на наблюдателя.

В ядре Li-7 основание нулевой ячейки остается не закрытым: это имеет важнейшее значение для осуществления реакций холодного ядерного синтеза.

Приведенное построение определяет структурную формулу ядра Li-7, однако более существенной является кварковая формула: именно она позволяет вычислить все физические величины ядра. Чтобы составить кварковую формулу, следует выяснить, каким образом развернуты нуклоны в своих ячейках. Для нахождения ориентации нуклонов внутри ячеек используются следующие 2 принципа:

1. нуклоны внутри ячеек разворачиваются так, чтобы возможно большее количество u-кварков располагалось как можно дальше от центра нулевой ячейки,

2. кварковая формула должна быть возможно более симметричной.

Примечание. При выполнении данных правил разрушающее действие кулоновского отталкивания (n,m)-узлов на ядерную конструкцию будет минимальным.

Из данных правил следует, что два (2,1)-узла, имеющие заряд +1, должны располагаться вблизи поверхности ядра: в этом случае они будут находиться на максимально большом расстоянии друг от друга и их отталкивание будет оказывать минимальное разрушающее воздействие на конструкцию ядра Li-7. При выполнении обоих условий, кварковая формула ядра Li-7 имеет вид:

{Li-7} = {(1,2), (1,2), (2,2), (2,3) |₁ 0, (2,1), (2,1), 0|₂}.

Смысл данной формулы таков. В 2-х передних вершинах основания нулевой ячейки располагаются два (1,2)-узла, в третьей (задней) вершине основания нулевой ячейки расположен (2,2)-узел, в вершине нулевой ячейки расположен (2,3)-узел, в 2-х узлах, входящих в состав второго слоя узлов и расположенных справа и слева от нулевой ячейки (в вершинах ячеек №2 и №3), располагаются два (2,1)-узла.

Данная кварковая формула определяет распределение по узлам ядерного каркаса всех 21 кварков, содержащихся в 7 нуклонах ядра Li-7. Проверим, что данная конструкция способна описать все механические, электрические и магнитные свойства Li-7.

Для дальнейших вычислений понадобится следующая таблица:

N	Тип узла	Х	У	Z	m	Q	s
1	(1,2)	+0,87	+0,505	-0,357	1	0	1/2
2	(1,2)	-0,87	+0,505	-0,357	1	0	1/2
3	(2,2)	0,0	-1,01	-0,357	4/3	2/3	0
4	(2,3)	0,0	0,0	+1,07	5/3	1/3	1/2
6	(2,1)	-1,444	-0,835	+0,60	1	1	1/2
7	(2,1)	+1,444	-0,835	+0,60	1	1	1/2

N – номера узлов ядерного каркаса. Координаты (х, у, z) измеряются в Фм и определяются в системе координат, начало которой совмещено с центром нулевой ячейки. Вычисления производятся с помощью элементарных геометрических построений: используется только теорема Пифагора [3].

Примечание. В данной Таблице для численных значений координат введен коэффициент (1,73/2,0) ~ 0,87. Причина в том, что для наиболее легких ядер ребро ячейки ядерного каркаса имеет длину а ~ 1,73 Фм, а не 2,0 Фм, как было принято в [3] (значение а ~ 2,0 Фм справедливо для средних и тяжелых ядер).

Значения масс, зарядов и спинов выражены в единицах массы протона (m_р), элементарного заряда (е), кванта действия (ћ).

1. Механические свойства.

Определим положение спин-центра. В четно-четном (2,2)-узле спины кварков компенсируются. Два одинаковых (1,2)-узла принадлежат одной (нулевой) ячейке, вследствие чего для них справедлив принцип Паули и суммарный спин этих узлов также равен нулю. Для 2-х (2,1)-узлов, входящих в состав второго слоя узлов, принцип Паули не действует. В итоге получаем, что результирующий спин представляет собой сумму спинов двух (2,1)-узлов и спина (2,3)-узла: S = 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2.

Примечание. В оболочечной модели значение S(Li-7) = 3/2 получается, как сумма спинового и орбитального моментов нечетного протона. Данное объяснение предполагает, что нечетный протон вращается с частотой порядка 10²² гц и, совершая каждую секунду, по меньшей мере, 10²² столкновений, не изменяет своей энергии. Это выглядит чрезвычайно маловероятным: физическая обоснованность оболочечной модели ядра вызывает большие подозрения.

Нечетный протон, соединяющий два 3-блока, не слишком сильно «зажат» этими блоками и может совершать индивидуальное вращение, как это имеет место в ядрах ³Н, ³Не, Li-6. В отличие от данного протона, два других протона (внутри 3-блоков) уже не имеют свободного пространства для вращения и вынуждены передавать свой момент количества движения всей конструкции ядра Li-7. Таким образом, в ядре Li-7 имеется 2 вращательных движения: вращается само ядро, как целое, со спином 1/2 + 1/2 =1, и внутри ядра нечетный протон совершает индивидуальное вращение со спином 1/2.

Координаты спин-центра 2-х (2,1)-узлов, через который происходит ось вращения всей конструкции ядра Li-7:

Х_s ~ (- 1,444 + 1,444)/2 = 0,0 Фм,

У_s ~ (- 0,835 - 0,835)/2 = - 0,835 Фм,

Z_s ~ (+ 0,60 + 0,60)/2 = + 0,60 Фм.

2. Электрические свойства.

Для нахождения квадрупольного момента найдем электроцентр ядра:

Х_е ~ [0*(+0,87) + 0*(-0,87) + (2/3)*(0,0) + (1/3)*(0,0) + 1*(-1,444) +1*(+1,444)]/3 = 0.

У_е ~ [0*(+0,505) + 0*(+0,505) + (2/3)*(-1,01) + (1/3)*(0,0) + 1*(-0,835) +1*(-0,835)]/3 = - 0,78 Фм.

Z_е ~ [0*(-0,357) + 0*(-0,357) + (2/3)*(-0,357) + (1/3)*(+1,07) + 1*(+0,60) +1*(+0,60)]/3 = + 0,45 Фм.

Затем в системе координат, нулевой точкой которой является найденный электроцентр, следует составить тензор квадрупольного момента и привести этот тензор к диагональному виду, найдя максимальное и минимальное собственные значения. Одно из этих значений и будет являться искомой величиной Q₀. Строгие расчеты будут приведены в следующей работе; здесь сделаны оценки, справедливые в первом приближении.

В конструкции ядра Li-7 распределение электрических зарядов имеет вытянутую форму. Ось, вдоль которой вытянуто расположение зарядов в конструкции ядра Li-7, совпадает с направлением отрезка, соединяющего два (2,1)-узла, обладающими наибольшими по величине зарядами +1. Этот отрезок параллелен оси х, поэтому ось, относительно которой следует вычислять Q₀(Li-7), проходит через электроцентр и параллельна оси х. Соответственно, формула для вычисления Q₀(Li-7) приобретает вид:

Q₀ ~ (-1)*(1/q_min)*∑q_α*[2(х_α - х_е)² - (у_α - у_е)² - (z_α - z_е)²]

В конструкции ядра Li-7 имеется (2,3)-узел с зарядом 1/3, поэтому q_min = 1/3.

Наибольший вклад в квадрупольный момент вносят два (2,1)-узла: Q₀ ~ (-1)*(3)*(2)*∑1*[2(1,44 - 0)² - (-0,835 + 0,78)² - (+0,60 – 0,45)²] ~ - 24,7 Фм². Остальные 2 заряженных узла (2,2) и (2,3) вносят положительный вклад (поскольку располагаются в плоскости, перпендикулярной оси х) и величина этого вклада составляет примерно 20% найденной величины. В итоге, находим Q₀(Li-7) ~ (1 – 0,2)*(- 24,7) Фм² ~ - 19,7 Фм², что совпадает с экспериментальным значением Q₀(Li-7)_эксп ~ - 20,0 Фм².

Примечание 1. Существующие модели ядра вообще не способны объяснить экспериментальное значение Q₀(Li-7): один протон, пусть даже он расположен на самой поверхности ядра, может вносить в квадрупольный момент вклад не более 2*(2,42 Фм)² ~ 12 Фм², здесь 2,42 Фм – радиус ядра Li-7.

Примечание 2. В тетраэдрной модели согласие с экспериментом достигается за счет того, что в конструкции ядра Li-7 кварковые заряды распределяются таким образом, что на поверхность ядра «выносится» 4 u-кварка, образующие два (2,1)-узла с зарядом +1, расстояние между которыми превышает радиус ядра Li-7.

3. Магнитные свойства.

Главный вклад в магнитный момент ядра Li-7 вносит магнитный момент, создаваемый собственным вращением непарного протона. В первом приближении величина этого момента совпадает с величиной магнитного момента, создаваемого протоном в ядре ³Н, т.е. +2,98 µ_я.

Вклад, создаваемый вращением всех остальных узлов (вместе с самим ядром) значительно меньше. Ось вращения проходит через два (2,1)-узла, вследствие чего эти узлы вообще не вносят вклад в магнитный момент. Расстояния 2-х остальных узлов до оси вращения невелико, поэтому величина магнитного момента, создаваемого вращением этих 2-х узлов, также относительно невелика и составляет примерно 40% от магнитного момента, создаваемого непарным протоном, т.е. имеет величину 0,4*(+2,98 µ_я) ~ +1,2 µ_я.

Данные два магнитных момента располагаются перпендикулярно друг другу, поэтому результирующий момент имеет величину µ(Li-7) ~ (2,98² + 1,2²)^1/2 µ_я ~ + 3,2 µ_я, что находится в хорошем согласии с экспериментальным значением µ(Li-7)_эксп ~ + 3,27 µ_я.

III. Новый источник ядерной энергии

Если описанная конструкция ядра Li-7 соответствует действительности, то можно создать принципиально новый тип реакций синтеза атомных ядер.

В конструкции ядра Li-7 имеется отверстия, соединяющее нулевую (центральную) ячейку с внешним пространством. Данным отверстием является не закрытое основание нулевой ячейки. Через это отверстие можно «закачать» электроны в центральную полость ядра Li-7. Когда количество электронов достигнет 4-х, эффективный заряд ядра станет отрицательным, и данное ядро начнет испытывать кулоновское притяжение к обычным положительно заряженным ядрам. В результате, данные пары ядер будут приходить в непосредственное соприкосновение и вступать в реакции.

Взаимодействующие пары ядер можно подобрать таким образом, что результатом реакций будет являться выделение энергии.

Основным возражением против описанного механизма ядерных реакции состоит в том, что соотношение неопределенности не позволяет электрону находиться в столь малом объеме. На это возражение можно ответить, что, оказавшись внутри ядра, электрон может изменить свою природу («раствориться» в лепестках поверхности Боя). Под действием лепестков поверхности Боя центральный кор лептона (односторонняя сфера) может «раздавиться», вследствие чего от электрона остается только связка прямых.

Высвободившаяся связка может присоединиться к лепестку, который служит d-кварком, в результате чего данный лепесток приобретет заряд –4/3 (словно на этом лепестке образовалось 4 d-кварка). Если данный лепесток принадлежит протону, то образуется частица с кварковым составом (u,u,4d). Данная частица должна быть более стабильной, чем нейтрон, поскольку кулоновское притяжение между лепестками, на которых имеется по 2 u-кварка и лепестком, на котором имеется 4 d-кварка, имеет большую величину, чем в нейтроне.

Примечание 1. Высокая стабильность нейтрона и протона (по сравнению с остальными адронами) обусловлена кулоновским притяжением (+) и (-) лепестков поверхности Боя.

Примечание 2. Адрон, имеющий кварковый состав (u,u,4d), будем именовать р\е («протон минус электрон»). Частица р\е может выполнять функцию основной компоненты темной материи.

Реализация описанного механизма не только позволит преодолевать кулоновский барьер, который стоит на пути слияния ядер: кулоновское притяжение будет играть положительную роль для сближения и инициации реакций слияния ядер.

Благодаря кулоновскому притяжению, пары (+) и (-) заряженных ядер будут вступать в реакции, следствием которых станет перестройка конструкции обоих ядер. В результате будут образоваться ядра, у которых суммарная (отрицательная) энергия связи по абсолютной величине больше энергии связи исходных ядер. Разность энергий будет выделяться в виде кинетической энергии образующихся ядер и может быть использована в практических целях.

Примечание. Данный тип ядерных реакций, вероятно, реализуется в опытных установках Росси. Сам Росси считает, что в его установках происходят реакции взаимодействия ядер Li-7 с ядрами ¹Н. Однако это опровергается тем, что в результате реакций происходит изменение изотопного состава не только лития, но и никеля. В действительности, ядра Li-7, приобретя отрицательный эффективный заряд и вступив во взаимодействие с ядрами Ni, преобразуются в ядра Li-6, а ядра ⁵⁸Ni – в изотопы Ni, имеющие на единицу большую массу, вплоть до ⁶²Ni. Данный механизм, с указанием количества выделяющейся энергии, был описан автором еще 3 года назад [4].

Чтобы проверить реальность описанного механизма холодного ядерного синтеза, целесообразно провести эксперимент.

Суть эксперимента состоит в том, чтобы направить на никелевую или другую подходящую мишень пучок поляризованных ядер ⁷Li определенной энергии. При соответствующем подборе параметров пучка, электроны в оболочках атомов используемой мишени будут проникать в центральную полость ядер ⁷Li, после чего эффективный заряд этих ядер будет становиться отрицательным и данные ядра будут вступать в реакции с ядрами мишени при обычной температуре. Результат данных реакций можно будет легко обнаружить «невооруженным глазом».

В качестве ядер, с которыми будут взаимодействовать отрицательно заряженные ядра Li-7, можно использовать не только ядра никеля, но и ядра, которые находятся далеко от «железо-никелевого максимума». В этих реакциях удельное выделение энергии будет еще больше. Соответственно, ядерные силовые установки, которые уже имеются на вооружении российской армии в крылатых ракетах и океанских торпедах, можно сделать еще на порядок более мощными и компактными.

Заключение

В работе уточняются основные принципы построения атомных ядер, а также описаны конструкции ядер Li-6 и Li-7.

На основе данных конструкций вычислены значения электрических и магнитных моментов ядер Li-6 и Li-7. Достигнуто хорошее согласие с экспериментом.

Учитывая сколько параметров необходимо учесть при вычислениях Q₀ и µ, а также использование в расчетах модифицированных формул, которые существенным образом отличаются от классических формул (вплоть до изменения знака!), можно с достаточно высокой степенью вероятности утверждать, что достигнутое согласие не является случайным и используемая для вычисления электрического и магнитного моментов Li-6 и Li-7 тетраэдрная модель атомных ядер соответствует действительности.

Исходя из особенностей строения ядер Li-7, предложен новый тип ядерных реакций, которые могут протекать при сколь угодно низких температурах. Данные реакции могут найти широкое практическое применение в военной и гражданской сфере.

Выводы

1. Все атомные ядра построены на основе одного и того же ядерного каркаса, ячейками которого служат правильные тетраэдры, длина ребер которых совпадает с удвоенным радиусом нуклона.

2. Ядерный каркас строится путем наложения граней правильных тетраэдров и имеет сферическую слоистую структуру: наличие сферических слоев объясняет периодичность изменения свойств ядер.

3. Атомные ядра образуются путем встраивания нуклонов, имеющих форму прямоугольных тетраэдров, в ячейки ядерного каркаса.

4. Ядро Li-6 имеет форму треугольного гептаэдра, на всех 6 гранях которого размещены прямоугольные тетраэдры-нуклоны.

5. Получено объяснение величины спина ядра Li-6, равного 1.

6. Вычислено значение Q₀(Li-6), которое всего на 20% превышает экспериментальную величину.

7. Вычислено значение µ(Li-6), которое практически точно совпадает с экспериментальной величиной.

8. Ядро Li-7 имеет форму «расщепленного» на 2 половинки треугольного гептаэдра, между которыми вставлен прямоугольный тетраэдр-нуклон.

9. Значение спина S(Li-7) = 3/2 получено без введения лженаучной гипотезы, что непарный протон совершает орбитальное движение.

10. Приведены оценки величин Q₀(Li-7) и µ(Li-7), которые достаточно хорошо совпадают с экспериментальными величинами.

11. В конструкции ядра Li-7 имеется открытый доступ к нулевой ячейке, вследствие чего данная ячейка может быть заполнена электронами, в результате чего эффективный заряд ядра станет отрицательным.

12. Возможность придания ядрам Li-7 отрицательного эффективного заряда делает реальным осуществление реакций «сверх холодного» ядерного синтеза и создание на основе этих реакций новых источников ядерной энергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Строение ядер (I) // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.24325, 05.03.2018

2. В.А. Шашлов, Строение нуклонов и ядер // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.24310, 26.02.2018

3. В.А. Шашлов, Электрические и магнитные моменты ядер от водорода до кислорода (части I, II, III) // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, 10.08.2016, 02.09.2016, 30.09.2016

4. В.А. Шашлов, Как повысить эффективность «теплого» ядерного синтеза? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20325, 10.03.2015