42. Механизм выделения энергии при ядерных и термоядерных реакциях.

 

При ядерных реакциях происходит распад тяжелых ядер химических элементов с суммарно меньшей массой продуктов деления относительно исходного ядра.

При термоядерных реакциях происходит слияние ядер легких химических элементов при массе исходных ядер больше чем результирующее ядро.

Механизм выделения энергии одинаков в обоих случаях, а именно, за счет дефекта массы участников ядерных реакций в соответствии с известной формулой преобразования массы в энергию, открытие которой ортодоксы ТО по-воровски приписывают Эйнштейну. Эта формула была получена задолго до Эйнштейна другими действительно заслуженными учеными.

Структурно механизм выделения энергии базируется на эффекте отдачи по сути том же самом, что и при выстреле из ружья.

При ядерных реакциях результатом реакции является обязательное появление, как минимум двух каких-либо частиц, в т. ч. и фотонов и, именно за счет реакции отдачи этих частиц происходит выделение энергии при любых ядерных реакциях. Этот же принцип действует и в реактивных двигателях.

Рассмотрим сам процесс протекания ядерных реакций. Как было сказано выше, при таких реакциях происходит в частности либо распад ядер, либо их соединение в новую ядерную конструкцию. В обоих случаях протекает действие такого важного явления как «дефект массы». Действие этого механизма одинаково и при ядерных и при химических реакциях. Важность этого механизма заключается в том, что при его действии происходит выделение энергии через преобразование релятивисткой массы вещественной материи в величину соответствующей кинетической энергии.

В исходной реакции, как правило, участвует минимум 2 части вещественной материи, каждая из которых представляет собой совокупность связанных между собой соответствующими физическими силами микрочастиц, которые вращаются по своим орбитам. Для запуска реакций необходимо исходные части вещественной материи сблизить до такой пороговой величины, при которой запускается процесс сталкивания тех микрочастиц, которыми представлены исходные физические объекты. Это приводит к тому, что на первом этапе реакции у части тех микрочастиц, которые встречно сталкиваются между собой, взаимно гасится скорость их движения. Это приводит к уменьшению у них релятивистской массы и соответствующей энергии. Уменьшение энергии через действие физических сил распространяется на все микрочастицы, из которых состоят участвующие в физической реакции объекты. Время этого состояния определяется соотношением неопределённости Гейзенберга.

На втором этапе запускается механизм создания новых физических конструкций из исходных микрочастиц на основе соответствующих законов квантовой механики. Если в новой конструкции физических сил притяжения оказывается достаточно, для создания нового устойчивого кваркового объекта, то процесс создания новой конструкции на этом и заканчивается с синтезом и испусканием фотонов соответствующих энергий.

Если же в новой конструкции для части микрочастиц силы отталкивания превосходят силы притяжения, то происходит то, что из первичной совокупности микрочастиц выбрасываются те, у которых была понижена скорость их движения, т.к. они находятся в оболочечных частях объекта. Силы отталкивания увеличивают скорость движения микрочастиц или их совокупности с соответствующим увеличением их релятивисткой массы таким образом, чтобы выполнялись как закон сохранения энергии, так и с учетом механизма действия дефекта массы.

Именно в этом и заключается эффект преобразования релятивисткой массы, участвующих в реакции физических объектов, представленные микрочастицами, в кинетическую энергию результирующих продуктов соответствующих реакций.

Как было сказано выше на завершающей стадии при ядерных реакциях выделение энергии (кинетической) происходит по принципу той отдачи, которая действует при выстреле из ружья. Этот эффект возникает за счет силы отталкивания, которая действует между частями результирующих продуктов реакции.

Встает вопрос, но что же происходит, т.е. каким образом порождается действие механизма отдачи?

Поскольку речь идет о механизме именно выделения энергии, то масса продуктов ядерных реакций должна быть обязательно меньше суммарной массы исходных объектов, участвующих в таких ядерных реакциях.

Ядра атомов представлены кварками, которые вращаются в ядрах вокруг их общей точки центра массы с линейными скоростями близкими к скорости света. Это означает, кварки помимо их массы покоя обладают еще и релятивисткой массой. Совокупная масса кварков и определяет результирующую величину массы ядер атомов. Причем, чем дальше кварки находятся от центральной точки их орбит вращения, тем меньше линейная скорость их движения, а, следовательно, и величина их совокупной массы. В ядерных реакциях количественно кварки не исчезают и новые не появляются. Общее количество кварков после протекания реакций точно равна количеству кварков в исходных продуктах ядерных реакций.

Энергия выделяется за счет того, что усредненная вероятностная объёмная совокупная плотность кварков вдоль радиуса орбит в продуктах реакции находится дальше от исходной точки их орбитального вращения, чем в ядрах атомов до ядерной реакции. Возникает эффект дефекта массы. Этот дефект и преобразуется во внешнюю кинетическую энергию продуктов ядерных реакций.

Конкретизируем действия представленного процесса на следующем упрощенном примере конкретной ядерной реакции. Примем, в реакции участвует два физических объекта состоящих из одинаковых микрочастиц, фермионов. Каждый из объектов состоит из двух фермионов. Поскольку микрочастицы одинаковые, следовательно, они вращаются вокруг точки их общего центра массы в каждом из объектов на одинаковом расстоянии от этой точки. Принятые фермионы подчиняются принципу запрета Паули таким образом, что на ближайшей к точке центра массы орбите могут размещаться не более двух микрочастиц.

Соединим эти объекты в единый объект, который теперь становиться представлен четырьмя фермионами. Что произойдет? В едином объекте на ближайшей к точке центра массы первой орбите, по-прежнему, будут вращаться два фермиона. А вот две другие микрочастицы окажутся вынуждены перейти на вращение по второй удаленной от центра массы орбите, т. е. по орбите с большим радиусом чем радиус первой орбиты. Согласно действию центробежной силы, линейная орбитальная скорость движения обеих микрочастиц должна уменьшиться и одновременно они должны начать движение по второй удаленной квантовой стационарной орбите. Поскольку, при таком переходе у микрочастиц уменьшается линейная скорость их орбитального движения, то соответственно у них уменьшается и величина их релятивисткой массы.

Рассмотрим действие дефекта массы для одной из микрочастиц.

Орбитальный импульс микрочастицы равен произведению ее совокупной массы на линейную скорость ее орбитального движения. Так как эта скорость близка к скорости света, то импульс у микрочастиц уменьшается преимущественно за счет уменьшения ее релятивисткой массы, что и называется дефектом массы протекания ядерных реакций.

Исходя из закона сохранения импульса, уменьшение орбитального импульса у микрочастицы преобразуется в импульс фотона, который излучается во внешнюю среду. Скорость движения фотона точно равна скорости света и при этом, его масса такова, сумма кинетических энергий совокупного объекта и фотона оказываются точно равна энергии дефекта массы квантового объекта. При этом, объект и фотон разлетаются в противоположных направлениях под действием эффекта отдачи, который возникает при выбрасывании фотона из объекта.

И хотя в ядерных реакциях дополнительно участвуют кварковые силы, механизм выделения энергии в данном случае, тот же самый, когда выделение энергии происходит при переходе электрона с орбиты на орбиту при химических реакциях.

Подробнее по адресу: «Навигатор блога по основам строения Вселенной»  https://gvaleriy.blogspot.com/2016/03/blog-post.html

Книга: «Человек и энергия Вселенной» https://drive.google.com/file/d/1Pyutl-C6d_e6XXQjv0vMQgvJNmnOclzg/view?usp=sharing