В работе впервые представлен анализ часовых корреляций изменения динамики интенсивности α-распада ₉₅Am²⁴¹ и шумов коронного счетчика нейтронов. Показано, что на эти процессы влияет собственное вращение космических объектов. Подтверждено предложение, что поля инерции являются фундаментальным фактором, влияющем на все процессе в солнечной системе и Биосфере. Показано на основе Теории Физического Вакуума, как вращение влияет на глубину потенциальной ямы и на период распада α-радиоактивных элементов.

Ключевые слова: α-распад, коронный разряд, случайный процесс, корреляция, космическое влияние, вращение, поля инерции, квантовая функция, солнечная система

2.1. Оборудование и материалы

2.2. Методы обработки результатов

3.1. Параметры вращения космических объектов

3.2. Таблицы и графики аппроксимации значения E_t

В работе [1] впервые была показана корреляция между изменениями динамики интенсивности β-распада ₅₅Cs¹³⁷ и шумов коронного счетчика нейтронов и их связь с собственным вращением космических объектов. Оставался открытым вопрос о влиянии этих вращения объектов на α-распад. До этого считалось, что внешними полями повлиять на период полураспада практически невозможно, или эффект очень мал.

Ранее исследование 329-суточного массива флуктуаций скорости α-распада [2, 3] показало наличие в этих флуктуациях периодов в диапазоне 1–115 мин. Спектры периодов, представленные в этих работах, совпадали со спектрами астрофизических мазеров [4] и спектром вращательных периодов астероидов [5, 6].

Эти исследования показали, что существует единый фундаментальный фактор, оказывающий влияние на различные физические процессы, как в космосе, так и на Земле.

Чтобы убедиться, что космическим фактором, влияющим на случайные процессы, является собственное вращение космическим объектов (планет, их спутников, астероидов, двойных звезд) мы провели исследование, как и в работе [1], двух случайных процессов, но разной физической природы, в диапазоне периодов 1- 40 часов: α-распада ₉₅Am²⁴¹ и шумов коронного разряда.

В качестве источника α-частиц был использован радиоактивный изотоп ₉₅Am²⁴¹, который имеет период полураспада 432,6 года. При распаде кроме α-частицы образуется возбужденное дочернее ядро ₉₃Np²³⁷, испускающее каскад гамма-квантов и/или конверсионных электронов.

Известно, что α-распад обусловлен конкуренцией сильного взаимодействия, удерживающего нуклоны в ядре, и кулоновского отталкивания, создающего потенциальный барьер для α-частицы. Высота этого барьера для тяжёлых ядер составляет примерно 20–25 МэВ. Однако кинетическая энергия испускаемых α-частиц обычно лежит в диапазоне 4–9 МэВ, то есть значительно меньше высоты барьера. С точки зрения классической физики частица не может покинуть ядро. В рамках современной модели α-распад происходит благодаря квантово-механическому туннелированию сквозь потенциальный барьер, что и объясняет экспоненциальную зависимость периода полураспада от энергии α-частицы (эмпирический закон Гейгера–Нэттолла):

ln𝜆∼−𝑍/√𝐸, где Z — атомный номер дочернего ядра, E — энергия α-частицы.

Согласно квантовой теории, α-частицу можно считать независимой частицей внутри ядра атома. Она находится в постоянном движении со скоростью около 2 ⋅ 10⁷ м/c и сталкивается более 10²¹ раз в секунду со стенкой ядерной потенциальной ямы радиусом ∼10⁻¹⁴ метров. За пределами ядерной ямы кулоновский барьер простирается ещё на расстояние порядка 10⁻¹⁴–10⁻¹³ м — именно эту область α-частица должна туннелировать. При каждом столкновении существует малая, но ненулевая вероятность туннельного перехода через этот барьер. Поскольку вероятность туннельного эффекта зависит от высоты барьера экспоненциально, период полураспада α-активных ядер экспоненциально растёт с уменьшением энергии α-частицы (этот факт и составляет содержание закона Гейгера — Нэттолла).

Важно отметить, что вероятность туннелирования экспоненциально падает с ростом высоты и ширины барьера. Поэтому период полураспада тем короче, чем:

• выше энергия α-частицы — при неизменном (том же самом) барьере: частица оказывается ближе к вершине барьера, и эффективная ширина области туннелирования уменьшается;
• ниже и/или уже сам барьер — при неизменной энергии α-частицы: уменьшается площадь под барьером, которую нужно «пройти» туннельным переходом.

В качестве детекторов, как и в работе [1], использовались: радиометр «РадиаСкан» на основе торцевого счетчика Гейгера-Мюллера и коронный счетчик нейтронов СНМ-14.

Основная реакция альфа-распада ₉₅Am²⁴¹ выглядит так: ₉₅Am²⁴¹→₉₃Np²³⁷+₂α⁴

Этот альфа-распад происходит со следующими энергиям альфа-частиц:

Рис.1. На картинке представлены некоторые каналы распада и излучения гамма-квантов.

В работе использовался эталонный источник радионуклидный закрытый (ЗРИ) фотонного излучения типа ОСГИ-РТ на основе радионуклида ₉₅Am²⁴¹. Источник выполнен в виде двух алюминиевых колец, между которыми зажата полиимидная пленка с фторопластовым покрытием толщиной 100 мкм, в центр которой нанесено радиоактивное вещество. Источник герметизирован термической опрессовкой.

Внешний диаметр колец 25 мм, толщина 3 мм. Диаметр активной части составляет ≤ 3 мм. Активная часть источника — в центре кольца. Масса радионуклида Америций-241 составляет 0,057 мкг, а активность радионуклида в источнике - 7,20 кБк (1 Бк = 1 распад в секунду). При этом доверительные границы суммарной относительной погрешности результата измерений активности основного радионуклида в источнике при p=0,95 не выходят за пределы ±3 %. В источнике есть примеси. Отношение активности примесных гамма-излучающих радионуклидов в источнике к активности основного составляет не более 0,2%.

График 1. График показаний радиометра 10.04.2026 г. По оси Х: каждая точка — это средняя мощность дозы (мкЗв/час) за 5 минут. Фон около 0,10 мкЗв/час

Как и в работе [1] для регистрации шумов коронного разряда был использован коронный счетчик нейтронов СНМ-14.

Для регистрации спектра положительного коронного разряда СНМ-14 был подключен через 10-ти метровый коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом к низкочастотному (до 10 кГц) амплитудоцифровому преобразователю (АЦП) ThereminoMCA (Теремино), который был, в свою очередь, соединен через аудио кабель и USB2 с персональным компьютером (ПК). От АЦП ThereminoMCA по коаксиальному кабелю подавалось высоковольтное питание на анод СНМ-14. По этому же кабелю сигнал с анода СНМ-14 поступал на АЦП.

В работе [1] подробно была описана методика обработки данных измерений. Мы лишь повторим основные этапы этой обработки

Целью задачи аппроксимации было определить, при какой динамики числа событий для определенного количества электронов, получаемых с помощью прибора Теремино в окне 0,8 «кэВ», происходит наилучшая корреляция с динамикой показаний радиометра «РадиаСкан» 701А. Для этого график показания радиометра нужно было сравнить по среднеквадратичному отклонению с графиками, получаемыми при движении количественного окна размером 100 «кэВ» с шагом в 4 «кэВ» синхронно по всем графикам распределения количества электронов для коронного счетчика нейтронов СНМ-14. Поскольку записи радиометра делали каждые 5 мин, то сравнению для каждого часа подлежало 12 графиков Теремино распределения количества электронов в импульсах шумов короны. Такие сравнения должны были быть проведены с результатами каждого часа. Всего для одних суток измерений получали 24 точки. По этим точкам нужно было построить для каждого часа график зависимости числа событий для определенного количества электронов, регистрируемых СНМ-14, от времени. И далее проанализировать этот график для выявления корреляции между двумя случайными процессами.

Таким образом сначала создавалось множество 12-компонентных векторов показаний Теремино, затем показания радиометра представлялись в виде вектора. Далее анализировалось сходства векторов d в метрике L2.

После этого находилось количественное значение «энергии» E_t, при котором величина d была наименьшей, т.е. при каком количестве электронов в импульсах шумов короны динамика изменений показаний приборов максимально совпадали.

Корреляция β-распада и шумов короны была 92± 4% для разных дней.

Корреляция α-распада и шумов короны приведена на графике 2.

График 2. Корреляция α-распада и шумов короны в разные дни. Ось X – часы, Y - ошибка корреляции.

Эта корреляция составила 91.5± 2.8% для разных дней

Далее изучалось поведение E_t. Для этого отдельно рассматривались высокочастотные, среднечастотные и низкочастотные составляющие. Для их выделения данные представлялись в виде тригонометрического ряда Фурье, затем обнулялись коэффициенты, соответствующие 90% низких (высоких) частот и коэффициенты вокруг 80% средних частот, после чего проводилось обратное преобразование Фурье.

Полученные в результате зависимости аппроксимировались в виде ряда по тригонометрическим функциям

Для нахождения коэффициентов использовался метод градиентного спуска с адаптивным выбором параметра для каждой переменной RPROP.

Аппроксимация проводилась в два этапа. На первом этапе определялось число коэффициентов, а значения остальным переменным получались с помощью датчика небольших случайных чисел. После достижения заданной точности аппроксимации проводился анализ полученных результатов, в результате которого из ряда исключались члены, у которых абсолютная величина множителя оказывалась существенно меньше, чем у остальных членов. Кроме того, часть значений периодов группировалась близко друг к другу в области неких аттракторов. Из всех таких значений оставлялось только одно. В результате такой обработки число коэффициентов уменьшалось. На втором этапе проводилась окончательная аппроксимация. Для достижения точности аппроксимации 0.1-0.001% требовалось несколько тысяч итераций алгоритма RPROP.

формате PDF (936Кб)