Как стать автором
Обновить

Мюонный катализ с точки зрения квантовой химии. Часть I: обычный водород vs. мюонный водород

Время на прочтение18 мин
Количество просмотров14K
Всего голосов 48: ↑46 и ↓2+44
Комментарии15

Комментарии 15

В теории(!) очень интересно. Правда статью можно наполовину сократить без ущерба для понимания. Хотелось бы еще узнать откуда будут браться мюоны в достаточном количестве?
Правда статью можно наполовину сократить без ущерба для понимания.

Статью можно сократить вплоть до одного предложения, о чём написано в преамбуле:
Суть первой части выражается одним предложением: мюон тяжелее, чем электрон, поэтому его сложнее отодрать от протона.

Текст писался о началах квантовой механики и квантовой химии, а мюонный катализ тут просто как отличная иллюстрация концепций.

Хотелось бы еще узнать откуда будут браться мюоны в достаточном количестве?

Если для начала реакции, то источниками мюонов являются такие же ядерные реакции. Например, в английском источнике нейтронов и мюонов ISIS используется бомбардировка графита (углерода) протонами, которая рождает пионы, распадающиеся в мюоны.
Потом же, после зажигания, предполагается, что мюоны будут образовываться в промежуточных процессах как побочный продукт. Можно посмотреть об этом тут.

Хорошая статья. Приятно было вспомнить курс химии и квантовой физики. Спасибо. Жду статьи о самом катализе.

P.S. в некоторые формулы вкрались опечатки. В кинетической энергии частицы и уравнении Шрёдингера для частицы.
Так при какая температура нужна для слияния ядер? Много статей видел которые утверждают что это холодный термояд. Но насколько холодный?
Так оценке этой температуры и будет посвящена вторая часть. ;)
Прошу прощения, а продолжение когда будет?
Ну людям приходится работать, чтобы было что жрат и чтобы не жить в коробке из под холодильника. :( Новая часть доступна тут.
Большое спасибо. Я тоже противник коробок.

Впервые слышу вот про это:

А поскольку в ходе некоторых из реакций синтеза могут образовываться мюоны, то вместо распавшихся должны возникать новые частицы, которые позволят продолжать заниматься алхимией жечь водород и другие элементы с образованием более тяжёлых.

Есть у меня большие сомнения в истинности такого утверждения. Понимаю, что статья давно писана, но все ж хотелось бы пруфов от автора на такое утверждение.

Взято с английской статьи в Вики: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_shower_(physics)
Взято с английской статьи в Вики: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_shower_(physics)

Ну могли бы загуглить, как вообще эти самые мюоны образуются. Например, сейчас по Вам вероятно вполне себе фигачат мюоны (если только Вы не сидите в бункере), которые образуются в высоких слоях нашей земной атмосферы. Прилетает высокоэнергетический протон, сталкивается с частицей воздуха (не важно какой), и образуется дождь из частиц, одним из каналом распада которого образуется и мюон. В качестве иллюстрации, вон выше дана картинка с Вики, показывающая примерную схему подобного процесса.

Столько всего не относящегося к теме вопроса в своем комменте разместили, что я в шоке прям. А вопрос то простой: вы хотите сказать, что в процессе прохождения ТЗЧ через атмосферу Земли происходит в т.ч. Управляемый Термоядерный Синтез? Потому что в вашем утверждении, которое я поставил под вопрос, содержится ровно это: что в процессе УТС рождаются новые мюоны, которые можно использовать для мюонного катализа. Посему, пожалуйста, не постите картинки с объяснением того, как образуются мюоны в ШАЛ при прохождении ТЗС через атмосферу, и в Википедию не посылайте почитать про это - не надо, ибо это никак не относится к теме возникшей дискуссии. Просто ответьте на вопрос: каким именно образом в ходе УТС могут образовываться вторичные мюоны?

Столько всего не относящегося к теме вопроса в своем комменте разместили, что я в шоке прям.

Извините , что разочаровал Вас такими банальностями. Но моя мысль была проста: при столкновении ядер могут образовываться мюоны (об этом собственно и был пример из Вики). В этом смысле, идея мюонного катализа проста (о чем и было тут написано): нужно найти режим (по ядрам, температурам, геометрии системы и т.д.), в котором мюоны будут образовываться в достаточном количестве, и при котором ещё мюонные атомы и молекулы будут образовываться тоже в нужном количестве. Но на данный момент, конкретной схемы подобного у нас нет, поэтому на вопрос про управляемый термоядерный синтез я ответить не могу, т.к. 1) я не специалист, 2) у нас пока нет рабочих установок подобного, особенно с мюонным катализом. Иначе подобные термоядерные реакторы уже бы давно стояли в каждой точке мира.

Мюоны образуются только если ТЗЧ (протоны в основном0 разогнана до высоких энергий, что возможно в условиях космоса, но невозможно в условиях УТС на земле. Хотя температуры в ходе УТС достигаются немалые, но распределены они в веществе мишени достаточно равномерно, и только очень небольшая часть продуктов реакции - протонов, нейтронов, альфа-частиц достигают относительно высоких скоростей, все равно недостаточных для получения мюонов. Кроме того, что получения мюонов на пути ускоренных частиц должны быть расположены ядра достаточно тяжелых атомов. В ходе генерации природных мюонов это ядра атомов газов воздуха - азота и кислорода. Конечно, другие элементы для этого тоже должны подходить, но это не должны быть атомы актиноидов, потому что они будут реагировать на удары ТЗЧ по другому и не мюоны порождать, а будет происходить реакция скалывания. Чтобы установка получения мюонов была относительно компактна и не имела километровых размеров, то вещество мишеней для получения вторичных мюонов должно быть достаточно плотным.

В конечном итоге я даже близко не представляю, каким образом в ходе УТС можно получить вторичные мюоны и потом использовать их для мюонного катализа. Если вы написали про это, то будьте добры хотя бы примерный механизм реакции или схему устройства предоставить, иначе вам не стоит писать об этом, потому что ваше утверждение выглядит полностью бездоказательно.

Спасибо, что более подробно и в несколько других аспектах описали подобные проблемы мюонного катализа в термоядерном синтезе. Но, если что, статья эта (и следующая) были о совершенно другом.

В конечном итоге я даже близко не представляю, каким образом в ходе УТС
можно получить вторичные мюоны и потом использовать их для мюонного
катализа.

Ну так никто до сих пор не представляет. Я описывал общую и принципы мюонного катализа, которым много десятков лет. Но никаких подходящих реакций, процессов, режимов, насколько мне известно, не нашли. Увы.

Если вы написали про это, то будьте добры хотя бы примерный механизм
реакции или схему устройства предоставить, иначе вам не стоит писать об
этом, потому что ваше утверждение выглядит полностью бездоказательно.

В процитированным Вами фрагменте написано слово "могут," которое обозначает принципиальную возможность. Сейчас, по моим представлениям не-специалиста, почти всем очевидно, что это почти наверняка тупиковый путь, но кто знает...

В любом случае идея и посыл этой статьи и последующий были совершенно в другом. Эти статьи о квантовой механике и квантовой химии, а идея мюонного катализа была всего лишь источником систем, которые там разбирались (мюонные атомы и молекулы).

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории