Морозов Валерий Борисович (vsounder) wrote in science_freaks,
Морозов Валерий Борисович
vsounder
science_freaks

Category:

Молоток и зубило против атома

Изображение
О НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ НОВОЙ МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ АТОМА

© Борисов В.И., Борисова Л.К.

Планетарная модель строения атомов, предложенная в начале прошлого века (модель Бора-Резерфорда), если и претерпела некоторые изменения, то только косметические. А ведь в некоторых случаях она уже не позволяет решать конкретные задачи даже прикладной науки, одним из ярких примеров чего является литоплотностной каротаж (ЛПК) (метод ядерной геофизики, применяемый для определения объемной плотности и эффективного атомного номера горных пород в скважинах). Получение этих параметров базируется на двух физических эффектах, проявляющихся при прохождении гамма-излучения от закрытого радионуклидного источника (ЗРнИ) через вещество до детектора – комптоновском рассеянии и фотоэлектрическом поглощении гамма-квантов электронами атомов. Плотностные характеристики исследуемых пород определяются по величине комптоновского рассеяния гамма-излучения от источника постоянной мощности, а эффективный атомный номер (Zэфф) – по величине фотоэлектрического поглощения низкоэнергетического гамма-излучения. Zэфф является весьма информативной характеристикой горных пород и используется для определения их литологической принадлежности.
_____________________________
....

Из представленных на рис. 8 графиков видно, что по мере уменьшения атомного номера исследуемых сред уменьшается энергия связи электронов в атомах и, соответственно, уменьшается вероятность поглощения гамма-квантов в результате фотоэффекта, в то время как поглощение квантов, зависящее от энергии связи нуклонов в ядрах, будет практически постоянным. Следовательно, по мере уменьшения Zэфф исследуемых сред дифференциация горных пород по низкоэнергетической части спектров многократно рассеянного излучения будет ухудшаться, что и показали производственные работы по использованию приборов ЛПК нефтяной модификации.

Теперь осталось понять, какие объекты в атомах ответственны за новый тип поглощения гамма-излучения. Отнести рассматриваемое поглощение гамма-квантов на счет фотоядерных реакций невозможно, поскольку они протекают при гораздо более высоких энергиях, также как нельзя отнести на счет поглощения квантов ядрами атомов, потому что будет нарушаться закон сохранения импульса. Остается признать, что между ядрами и электронными оболочками атомов (по пространственным размерам поглощаемых квантов) имеются какие-то объекты, способные рассеивать и поглощать гамма-кванты. Поскольку общеизвестно, что в промежутке между ядрами и электронными оболочками ничего нет, то приходится предположить, что искомые объекты не имеют корпускулярных свойств и именно поэтому они до сих пор не обнаружены. Косвенным доказательством справедливости сделанного предположения является весьма известный эффект Мёссбауэра, свидетельствующий о принципиальной возможности поглощения и испускания квантов электромагнитного излучения рассматриваемого энергетического диапазона.

Дальнейшее рассмотрение свойств неизвестных объектов в атомах, поглощающих гамма-излучение в энергетическом диапазоне, превышающем величины К-краев поглощения в десятки и сотни раз, выходит за рамки данной статьи.

Подводя итог статьи, можно констатировать, что если даже прикладная наука сталкивается с невозможностью решения некоторых задач, где необходимо использование существующей ныне модели строения атома, и получает доказательства ее несовершенства, то назрела острая необходимость в усовершенствовании этой модели.
Изображение
БЕТА-РАСПАД С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ НОВОЙ МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ АТОМА

© Борисов В.И., Борисова Л.К.

Открытое в начале прошлого века явление бета-распада ядер привело физиков в большое замешательство при объяснении механизма его протекания. Наибольшее недоумение вызвал непрерывный характер энергий электронов, вылетающих из ядер, имеющих одинаковую энергию, объяснить который удалось лишь, предположив, что часть выделяющейся при распадах энергии, но постоянно разную, уносит незаряженная и имеющая очень маленькую массу частица, названная нейтрино. Однако такое объяснение не всех устраивает.
______________________________
Подробный анализ опубликованных материалов по бета-распаду ядер выполнен А. В. Мамаевым [4], который на основании проведенного анализа пришел к выводу и доказывает, что объяснить механизм β-распада ядер можно без привлечения нейтрино: энергия моноэнергетических электронов, образующихся в результате β-распада ядер, преобразуется в вероятностный энергетический спектр в результате столкновения испускаемых электронов с электронами атомов распадающегося вещества. Научная общественность категорически отвергла такое объяснение механизма β-распада ядер. Тем не менее, с точки зрения новой модели строения атома, предложенной авторами статьи, механизм β-распада ядер также объясняется без участия нейтрино.

Информация о новой модели строения атомов изложена в [1, 2, 3]. Напомним лишь некоторые сведения, необходимые при дальнейшем рассмотрении. Все электроны атомов располагаются в экваториальной плоскости, подразделяются на слои и подслои [1]. Направление вращения электронов вокруг своей оси в каждом подслое одинаковое и противоположное соседним подслоям. Электроны атомов, как и шарики в подшипнике, могут лишь слегка и обязательно совместно вращаться вокруг ядра. Если схематично представить атом, то внутри него располагается ядро, имеющее внешние размеры, соответствующие К-краю поглощения. На К-слое в экваториальной плоскости находятся два диаметрально расположенных электрона. Далее от ядра располагаются три подслоя электронов L-слоя (s, p, d) размеры которых, по мере удаления от ядра, скачкообразно увеличиваются. Два электрона s-подслоя, имеющие размеры L1-края поглощения и находящиеся в той же экваториальной плоскости атома, располагаются между электронами К-слоя. Следующие два электрона подслоя р, имеющие размеры L2-края поглощения, располагаются между электронами s-подслоя слоя L. Последние четыре электрона L-слоя, d-подслоя равномерно располагаются по окружности. Далее от ядра расположение электронов идет в аналогичном порядке [1]. Таким образом, в экваториальной плоскости атомов нет ни одного направления, на котором не стоял бы атомарный электрон, и чем больше номер атома, тем большее число атомарных электронов располагается в каждом направлении.

Исходя из механизма фотоэффекта [3], сделаем допущение, что все β-электроны, как и кванты характеристического рентгеновского излучения, вылетают из атомов в экваториальном направлении.

Таким образом, вылетающие из ядер β-электроны аналогично фотоэлектронам, вылетающим из электронных оболочек, по мере удаления от ядер наращивают свою внутреннюю (потенциальную) энергию, увеличиваясь при этом в размерах. В результате такого наращивания энергии β-электроны, дойдя до СЭМПов К-электронных слоев, становятся примерно равными по размерам электронам, находящимся на этих СЭМПах. Поскольку, согласно сделанному допущению, направление вылета β-электронов происходит в экваториальной плоскости атомов, то вероятность (сечение) взаимодействия с электронами К-слоя весьма большая, а перераспределение энергий зависит от угла встречи. Если β-электрон проходит между электронами К-слоя, то в направлении между ними находятся электроны L-слоя, s-подслоя. Так как β-электрон, по мере прохождения пространства К-слоя еще “подрастает”, то вероятность взаимодействия с этими электронами также является очень большой. Так продолжается до вылета β-электронов из атомов. Поскольку β-распад происходит в атомах с большими номерами, то для β-электронов вероятность пройти все электронные слои и не провзаимодействовать ни с одним из электронов атома – практически нулевая.

Рассмотрим косвенные доказательства справедливости описанной схемы β-распада ядер. Еще в начале прошлого века было выяснено, что энергетические уровни атомов можно определять в результате воздействия на атомы химических элементов, или ускоренных электронов (электронный удар), или квантов электромагнитного излучения (ЭМИ). В результате этих экспериментов выяснилось, что уровни атомов, определяемые по резонансному поглощению ускоренных электронов и квантов ЭМИ при воздействии на атомы – одинаковые. Следовательно, воздействие ускоренных электронов или квантов ЭМИ на атомы является идентичным. Именно такими двумя способами можно получить характеристическое рентгеновское излучение. Например, воздействуя на К-СЭМПы атомов алюминия ускоренными электронами с энергией 1,56 кэВ или квантами ЭМИ с такой же энергией можно регистрировать характеристическое рентгеновское излучение (Кα,β,γ), вылетающее из этих атомов. Если же энергии фотонов и электронов сделать чуть меньше 1,56 кэВ, то в обоих случаях никакого характеристического излучения наблюдаться не будет. Это справедливо для любых электронных оболочек всех атомов. Исходя из сказанного, можно утверждать, что вероятность взаимодействия и электронов, и квантов ЭМИ с теми или иными объектами атомов (СЭМПы, электроны, нейтроны и т. д.) зависит от соотношения пространственных величин взаимодействующих объектов, а вероятность взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов, имеющих одинаковые энергии с объектами атомов – одинаковые.

Наиболее близким аналогом β-распаду ядер является фотоэффект, а точнее Оже-эффект. В случае, когда энергия квантов электромагнитного излучения (ЭМИ), поглощающаяся атомарными электронами, превышает их энергию связи, направление вылета фотоэлектронов из атомов может быть различным, а вот вылет характеристического рентгеновского излучения, излучаемого СЭМПами, всегда происходит в экваториальной плоскости атомов.

Как уже было отмечено, взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов с СЭМПами различных размеров происходят аналогично, следовательно, можно предположить, что, как при вылете квантов характеристического рентгеновского излучения, так и электронов, двигающихся в одинаковых направлениях, можно ожидать взаимодействий с одинаковой вероятностью. “Не подлежит сомнению, что процессы многократной ионизации играют весьма важную роль во взаимодействиях между рентгеновскими лучами и веществом. Прежде всего оказывается, что эти процессы происходят весьма часто. Так, в случае криптона Оже показал, что возбужденные атомы лишь в 40 % случаев возвращаются в нормальное состояние путем испускания рентгеновских лучей; в остальных 60 % случаев энергия отдается без излучения, путем многократной ионизации” [5].

Таким образом, если в случае с криптоном, атомный номер которого равен 36, вероятность взаимодействия квантов характеристического рентгеновского излучения с электронами при их выходе из атомов достигает 60 %, то по мере увеличения атомного номера химического элемента она будет все увеличиваться, стремясь к 100 %, что и наблюдается при β-распаде ядер. Следовательно, ни один моноэнергетический электрон, образующийся при β-распаде ядер, не сможет выйти за пределы атома.

Теперь о непрерывности энергетических спектров электронов, регистрируемых при β-распаде ядер. Они аналогичны всем спектрам, образующимся в результате вероятностных процессов: абсолютно черного тела, реликтового излучения, многократно рассеянного гамма-излучения, спектров деления нейтронов, тормозного излучения электронов (хоть это и неправильно, но зато понятно всем) и др. Такую форму распределения имеют все процессы, имеющие вероятностный характер, в том числе пространственное и временное распределение тепловых нейтронов от источника быстрых нейтронов в однородном веществе. Во всех перечисленных и аналогичных им процессах всегда наблюдается два конкурирующих процесса: ввода в регистрируемую группу и вывода (рассеяние и поглощение). В каждом конкретном акте происходит дискретное изменение энергии взаимодействующих объектов, но по мере увеличения числа взаимодействий эти изменения становятся непрерывными. В итоге форма регистрируемых спектров соответствует разности между интегральными функциями распределения Максвелла (рассеяния и поглощения) или двухгрупповому диффузионному приближению.

На основании вышеизложенного следует, что бета-распад радиоактивных ядер вполне можно объяснить и без привлечения нейтрино.

В заключение можно отметить, что с точки зрения новой модели строения атома объяснение механизма бета-распада, как и многих других парадоксов, каких-либо принципиальных трудностей не представляет.


ЛИТЕРАТУРА

Борисов В. И. Новая модель строения атома / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП “ВНИИГИС”. – Октябрьский, 2012.– Деп. В ВИНИТИ РАН 06.02.2012 № 41-В2012.
Борисов В. И. О некоторых свойствах структур электромагнитного поля / В. И. Борисов, Л. К. Борисова ОАО НПП “ВНИИГИС”. – Октябрьский, 2012. – Деп. в ВИНИТИ РАН 23.05.2012 № 219-В2012.
Борисов В. И. Новый взгляд на низкоэнергетические эффекты в атоме / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП “ВНИИГИС”. – Октябрьский, 2013.– Деп. В ВИНИТИ РАН 08.04.2013 № 101-В2013.
Мамаев А. В. “Грандиознейшая научная мистификация:  кто ее разоблачит?” http://www.acmephysics.narod.ru/b_r/mistification2.htm
Кэй Г. Рентгеновские лучи / Г. Кэй, пер. с англ. Переработанный и значительно дополненный Э. В. Шпольским, Гос. Изд-во Москва, Л., 1928. 376 с.
Tags: научный онанизм, недоучки, физические фрики
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 18 comments