Kas ir kada pirmą kartą atliko elementų transmutaciją. Draudžiamos žinios. elementų transmutacija įmanoma! Atradimų istorija ir prioriteto klausimas

Arthuras Conanas Doyle'as turi istoriją pavadinimu „Raffles Howe atradimas“. Jos herojus išranda būdą, kaip atitinkamai paversti cheminius elementus iš vieno į kitą – ir gamina auksą. Tačiau mokslininkas neskuba skelbti savo atradimo. Tokiu atveju, tvirtina Howe'as, auksas iš karto nuvertės, o jo vietą užims kažkas kitas.

Mokslininkas mieliau prekiauja savo auksu paslapčia, o gautas pajamas naudoja labdarai ir pagalbai tiems, kuriems jos reikia. Inžinierius Garinas kelia sau priešingą užduotį su Aleksejumi Tolstojumi. Jis skuba prie neišsenkančių Žemės aukso atsargų, kad įneštų chaosą į pasaulio ekonomiką ir užgrobtų valdžią.

Auksas – amžina alchemikų svajonė, ir ne tik jie. Jie juokiasi iš alchemijos – pseudomokslo, sako, ir nieko daugiau. Tiesą sakant, jo virtuvėje aukso „kepti“ dar niekas neišmoko. Bet jei vis tiek manytume, kad žmonės kažkada turėjo elementų transmutacijos paslapčių?

Imperatoriaus Diokletiano rūstybė

Ankstyvosios krikščionybės laikais nedaug kas abejojo, kad kunigai Senovės Egiptasžinoti aukso gavimo paslaptį. O Aleksandrijos akademijos veiklos dėka II-IV amžiuje šis įsitikinimas tik sustiprėjo. Tai pasiekė tašką, kad Romos imperatorius Diokletianas 296 metais išleido specialų dekretą. Ji įsakė sudeginti visus Egipto rankraščius apie dirbtinę aukso gamybą.

Be jokios abejonės, Diokletianas buvo susirūpinęs bėdomis, kurios yra kupinos tokių žinių prekybai ir valstybės ekonominei gerovei. Vargu ar apsišvietęs imperatorius buvo toks neišmanantis, kad išleido tokį dekretą be rimtos priežasties. Kokie buvo pagrindai – dabar to nustatyti neįmanoma. Karų ir gaisrų liepsnose pražuvo daugybė žmogaus minties lobių, prisiminkime Aleksandrijos ir Kartaginos bibliotekas, kurios buvo apiplėštos ir sunaikintos. Kokios paslėptos žinios ten buvo saugomos?

Žvaigždžių miesto legenda

1517 m. vasario pradžioje Esperanza karavelė, vadovaujama kapitono Rafaelio Rodriguezo, buvo sudaužyta netoli Jamaikos salos, 300 mylių į pietryčius nuo Kubos, kurią tuomet valdė Ispanijos karaliaus Karolio V gubernatorius Diego Velasquezas. Apgriuvusiame laive, beveik be maisto ir gėlo vandens, buvo 13 žmonių, vadovaujamų paties Rodriguezo. 10 dienų trapi valtis plaukė Jukatano sąsiaurio bangomis, kol išplito Meksikos pakrantėje.

Iš 13 jūreivių tik septyni išgyveno... Juos sugavo Hala Kayyar vadovaujami majų indėnai ir išvežė į Champoton miestą. Moch-Kouo miesto valdovas įsakė penkis belaisvius nedelsiant paaukoti dievams... Du liko gyvi, Rafaelis Rodriguezas ir Martosas Sanchezas – jų eilė dar neatėjo. Ispanai buvo uždaryti name, tačiau jiems pavyko išardyti sieną ir pabėgti į mišką.

Po mėnesio alkanų klajonių jūreiviai prisijungė prie Francisco Hernandez de Cordoba ekspedicijos, kuri 1517 metų kovą trimis laivais atvyko į Meksiką. Jų istorija tapo žinoma pasauliui. Buvo manoma, kad kapitonas Rafaelis Rodriguezas ir šeši jo nelaimingos įgulos jūreiviai buvo pirmieji europiečiai, įkėlę koją į majų žemę.

Tačiau pagal legendą, kuri bus aptarta, taip nebuvo. 1514 m., Šventojo Sosto palaiminimu, Toledo vyskupas Alvaro Aguileri kreipėsi į Jo Didenybę, kurios Romoje niekas nebenorėjo matyti dėl perdėto žiaurumo net inkvizitoriaus atžvilgiu. Aguileri pasiūlė karaliui išsiųsti ekspediciją į Meksiką, kad pasiklydusioms tautoms atneštų krikščionybės šviesą ir joms būtų suteikta Ispanijos karūnos apsauga. Projektas buvo priimtas, tačiau laikytas griežta paslaptimi – todėl nepavykus buvo lengviau nuslėpti pralaimėjimo gėdą, o sėkmės atveju – apakinti įvykusio triumfo spindesiu.

Aguileri ėmėsi rengti ekspediciją. Iškilo daugiau sunkumų, nei jis tikėjosi, ir tik 1516 m. liepos viduryje Meksikoje iš 30 patrankų laivo „Ispanija“ nusileido 100 žmonių ginkluotas būrys. Kruopščiai ištyręs vietovę ir indėnus apklausęs, būrys persikėlė į sausumą.

Aguileris vedė savo žmones ne į galingą actekų imperiją, kur viešpatavo Montezuma, o į pietus, į už miškų ir kalnų pasislėpusį miestą, indėnų kalba vadinamą Žvaigždėtuoju (ar tai ne tas pats mitinis Eldorado?). Nesuskaičiuojami Žvaigždžių miesto turtai, apie kuriuos pasakojo indėnai, pakvietė vyskupą pakeliui.

Po dviejų mėnesių Aguileri būrys, suretėjęs trečdaliu dėl klastingų pasalų, plėšrūnų atakų, nežinomų ligų ir nuodingų gyvačių bei vabzdžių įkandimų, pasiekė tikslą. Apgaulės būdu į miestą patekę ispanai per kelias valandas numalšino visą gyventojų pasipriešinimą, kurie neturėjo ko priešintis nepažįstamų žmonių šaunamiesiems ginklams. Prie Aguilerio kojų gulėjo aukso ir pagundų kupinas miestas, o nuostabiose šventyklose vietoj sulaužytų stabų iškilo katalikų kryžiai.

Atrodytų, laikas karaliui nusiųsti pranešimą apie pergalę ir auksines skrynias... Tačiau jos nebuvo. Aguileri sukūrė kitų planų. Aplink matydamas daug aukso, vyskupas užsibrėžė tikslą patekti į jo šaltinį. Jo didžiulei nuostabai, už mylių aplinkui nebuvo rasta aukso telkinių... Vadinasi, auksas į Žvaigždžių miestą buvo atgabentas iš toli? Bet kur ir kaip tokiais didžiuliais kiekiais, visiškai nesant ryšio priemonių ir transporto priemonių?

Informacija apie Aguileri ekspedicijos Ispanijoje likimą nelaukė ir netrukus apie tai pamiršo, nes garsūs Korteso žygdarbiai nustūmė į šešėlį pirmąjį civilizacinės misijos bandymą stabmeldžių šalyje. Aguileri, apsėstas tik aukso, nekreipė dėmesio nei į daugybę vario telkinių, nei į keistus kunigų ritualus, susijusius su metalų lydymu. Jis mirė neįminęs mįslės.

Štai ką reikia pridėti prie to, kas pasakyta. 1978 m. Bulgarijoje, netoli Varnos miesto, vykdant archeologinius VI–V amžių prieš Kristų kapinynų kasinėjimus, buvo aptikti turtingiausi aukso daiktų lobiai – iš viso daugiau nei 400 kilogramų!

Tuo tarpu aukso telkinių Balkanuose nebuvo ir nėra, bet vario yra apstu. Ar auksas čia buvo atvežtas iš toli? Gal būt. Tačiau aukso lobių randama ir Nigerijoje, ir Mesopotamijoje, kur taip pat nėra tauriojo metalo, bet yra daug vario. Taigi ar varis kadaise nebuvo aukso gavimo žaliava?

Viduramžių transformacijos

Bet kaip apie viduramžių Europos alchemikus? Kokie buvo jų laimėjimai šioje srityje? Vienas iš nenuilstamų „aukso karštinės“ entuziastų buvo garsus olandų alchemikas van Helmontas. Tiesa, jis asmeniškai neturėjo galimybės išrasti filosofinio akmens. Tačiau jis ne kartą gavo šios paslaptingos medžiagos mėginius iš kitų alchemikų, su kuriais jis atliko transmutacijas.

Taigi, jis rašė, kad 1618 m. aštuonias uncijas gyvsidabrio su ketvirtadaliu šio akmens grūdo pavertė grynu auksu. Van Helmonto teigimu, mėginį pateikusio alchemiko apgaulės galimybė buvo atmesta, nes jis nedalyvavo transmutacijoje.

Buvo ir tokių pertvarkų viešo demonstravimo atvejų. Kartais po garsių alchemikų mirties buvo rasta aukso luitų. Leonardo da Vinci savo užrašuose rekomendavo: „Atidžiai ištyrę aukso šakeles, pamatysite, kad jų galuose jos lėtai ir palaipsniui auga, paversdamos auksu tai, su kuo liečiasi“.

Ar tai įmanoma iš principo? Ir jei įmanoma, kaip?

Kaip tai įmanoma?

Bet kurio elemento cheminių savybių nešėjas yra jo elektroninis apvalkalas, tačiau jo struktūra „užkoduota“ atomo branduolyje. Elektronus galima pridėti arba pašalinti cheminėmis reakcijomis, tačiau tol, kol branduolys išliks toks pat, elementas vis tiek išliks toks pat. Vadinasi, bet kokios elementų transmutacijos yra branduolinės reakcijos. Ar jie įmanomi normaliomis sąlygomis, be milžiniškų temperatūrų, pasiekiami tik atominio sprogimo metu?

Nemažai pirmaujančių mokslininkų mano: taip, tai įmanoma naudojant katalizatorius. Chemijoje tai medžiagos, kurios daug kartų pagreitina reakcijos eigą. Bet tai yra chemija, bet ar galimi branduoliniai katalizatoriai? Teoriškai taip. Jei pavyktų „išskleisti“ atomo branduolį, priartinti prie kito, tuomet iš lengvesnio vario atsirastų galimybė gauti aukso. Teoriškai tai nepaneigiama, tačiau praktiškai šiuolaikiniam mokslui iki tokių rezultatų dar labai toli.

Taigi ar senovės mokslininkai galėjo turėti tokių žinių? Sunku vienareikšmiškai atsakyti. Tačiau reikia turėti omenyje, kad transformacijos gamtoje yra universali jos savybė ir jas galima daug kartų pagreitinti parenkant tinkamus katalizatorius. Be to, dažnai iš naujo atrandame tai, kas jau seniai atrasta, nors ir ne racionaliai, o intuityviomis mintimis.

įdomybių

Ir norėčiau užbaigti šį straipsnį juokingais smalsuoliais, susijusiais su mūsų tema. Taigi 1854 m. į Prancūzijos mokslų akademiją atvyko tam tikras Teofilis Tiffero ir padovanojo... du dirbtinio aukso luitus, kuriuos tariamai išmokė gaminti Meksikoje. Ši byla sukėlė didelį D.I. Mendelejevas, kuris tai priėmė kaip išpuolį prieš pačius chemijos pagrindus.

O XIX amžiaus pabaigoje Amerikoje daug triukšmo sukėlė Jonathano Emmenso sukčiai, pasiūlę... paversti meksikietiškus sidabrinius dolerius auksiniais. Buvo sukurta atitinkama akcinė bendrovė, kuri netrukus saugiai žlugo. Įdomu, kad aferistas buvo toks įtikinamas, kad patraukė tokių garsių to meto mokslininkų, kaip Archibald Geikie ir William Crookes, dėmesį.

Tačiau palikime šarlatanus jų itin abejotiname Olimpe. Kalbant apie alchemiją, tada, kaip teigė viduramžių scholastas, vienuolis ir eretikas Marcusas Delmonte'as, „vidinė šio mokslo prasmė yra viso konjugacija, tai yra visumos santykis su jo sudedamosiomis dalimis. Teisingai suprantama, alchemija yra susijusi su sąmoninga jėga, kuri valdo materijos, energijos ir net pačios gyvybės mutacijas ir transmutacijas...

Andrejus BISTROVAS

Tamara Sakhno ir Viktoras Kurašovas išmoko sintetinti itin sunkius transurano elementus, kurių kaina siekia trilijoną dolerių už gramą. Kaip tiksliai jie tai padarė ir ką apie tai mano kiti mokslininkai, vasario aštuntąją švenčiamą Mokslo dieną, pasakoja AiF-Kazan.

žongliruoti patrankos sviediniais

Chemikai-biotechnologai sugalvojo, kaip atlikti branduolines reakcijas nenaudojant fizikams žinomų greitintuvų, tokių kaip sinchrofasotronas. Anot jų, gyvi mikroorganizmai gali atlikti greitintuvų vaidmenį. Kad išgyventų grėsmingoje aplinkoje, šie mikrobai sugebėjo padaryti stebuklą – jie patys pradėjo vykdyti branduolines reakcijas – paversti vieną branduolį kitu. Taigi, tirpale su radioaktyviais cheminiais elementais jie pradėjo spartinti sintezės ir skilimo procesus, todėl kolboje buvo galima rasti įvairių cheminių elementų – žodžiu, visą periodinę lentelę. Moksliškai tai vadinama mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu.

Nuotrauka: iš asmeninio archyvo Viktoras Kurašovas

„Patentavome tokį metodą ir esame įsitikinę, kad galime pagaminti bet kokius periodinės lentelės elementus svoriais, tai yra ne atomais, o gramais, įskaitant, pavyzdžiui, technecį, polonį, francį ir ypač sunkius transurano elementus. fermium, einsteinium“, – sako vienas patento autorių Viktoras Kurašovas. – Tokios medžiagos kainuoja milijardus dolerių, o, pavyzdžiui, polonio-209 kaina siekia trilijoną dolerių už gramą. Mūsų eksperimentų, siekiant gauti tokių vertingų elementų, rezultatai patvirtino KFU Fizikos instituto ir Geologijos bei naftos ir dujų technologijų instituto ekspertų išvadas.

Beje, pasaulyje kilogramais per metus susidaro tik technecis, neptulis, plutonis, nes tai yra urano degimo atliekos ir jų atsiranda pakeliui. Dirbtinai gaminti elementus su supersunkiomis ir supersunkiomis masėmis trukdo vadinamasis Kulono barjeras, kuris neleidžia branduoliams artėti vienas prie kito ir neleidžia įvykti termobranduolinei reakcijai. Todėl daugelis medžiagų gaunama nedideliais kiekiais, pavyzdžiui, Kalifornijoje per metus pagaminama tik 5–10 gramų, polonio – 210 – 9 gramus per metus. Aktino per visą pasaulio istoriją buvo gauta tik 12 gramų, o mendeleviumas, nobelijus, lorencija, fermis negavo nė gramo. Tuo tarpu kilogramas fermio galėtų pakeisti visą per metus pagamintą naftą, anglį ir dujas!

Kazanės mokslininkai teigia, kad dar 2016 metais iš periodinės lentelės pavyko gauti visas išvardytas medžiagas ir net 104-118 elementus, kurių Žemėje nėra. Ir visa tai cheminių medžiagų atsirado viename tirpale dėl mikroorganizmų darbo. Moksle tai vadinama šaltąja branduolių sinteze, nes Kulono barjerui įveikti nebūtina sudaryti sąlygų – kelti temperatūrą, naudoti galingą energiją.

Nuotrauka: Iš asmeninio archyvo Tamara Sakhno

„Biomasę paėmėme iš gamtos, pritaikėme ir patalpinome į tirpalą su sintezei reikalingais cheminiais elementais“, – aiškino Tamara Sakhno, šiuo tyrimu užsiimanti 40 metų. – Mikrobai pagreitina sintezę, dėl to laikui bėgant gaunama vis daugiau naujų medžiagų. Vieni elementai susintetinami greitai – vos per dvi valandas, kiti užtrunka ilgiau – per du mėnesius. Svarbiausia, kad galime bet kada sustabdyti šį procesą, kad išryškintume būtent tuos elementus, kurių mums reikia.

Slaptos žinios

Tiesa, pačios medžiagos dar lieka tirpale, mokslininkai jų neišskiria. „Jei kas klausia, kodėl nepateikėme, pavyzdžiui, gramo fermio kaip įrodymų, tegul pabando vaikščioti po miestą su bent gramu urano. Kaip tai galima įsivaizduoti? – Viktoras Kurašovas lenkia oponentų klausimus.

Tačiau mechanizmo, leidžiančio pasiekti tokius rezultatus, šaltosios branduolių sintezės meistrai kol kas nepatentavo ir to laiko paslaptyje. Būtent tai verčia jų fizikus oponentus abejoti paties pasiekimo reikšme. Pavyzdžiui, jei teigiate, kad įveikėte Kulono barjerą ir apejote energijos tvermės dėsnį, pirmiausia paaiškinkite, kaip tai padarėte! Jei bakterijos padarė tai, ko negalėjo padaryti fizika, tai yra visos šiuolaikinės branduolinės fizikos nokautas.

„Jei tai atradimas, tai man primena brolių Wrightų istoriją, kurie pirmą kartą pasakė, kad skrenda lėktuvas“, – sako Kazanės nacionalinio technikos universiteto Radioelektronikos ir informacijos bei matavimų inžinerijos katedros profesorius Ravilis Nigmatullinas. kuris taip pat stengiasi įveikti Kulono barjerą. – Iki šio lėktuvo Londono mokslų akademija nepriėmė nė vieno patento sunkesniems už orą orlaiviams. Tačiau tada buvo rastas Nikolajus Žukovskis, kuris paaiškino, kodėl lėktuvas kyla. Taigi šaltos branduolių sintezės atveju - yra faktas, bet priežastys nėra aiškios, todėl kyla daug klausimų. Faktas yra tas, kad visoms branduolinėms reakcijoms reikia milijoną kartų daugiau energijos nei procesams, kuriuose dalyvauja mikroorganizmai. O į klausimą, kaip maža bakterija staiga užsidirbo milijoną kartų intensyviau, atsakymo kol kas nėra. Galbūt bakterijos kažkaip paima energiją iš vakuumo, bet tai iš fantazijos srities.

Tačiau biotechnologai tiki mikrobų „supergalia“. „Manau, kad ten, kur veikia gyvi organizmai, viską sunku paaiškinti, todėl mechanizmas neaiškus“, – sako Kazanės nacionalinio technologijos universiteto Cheminės kibernetikos katedros profesorius Maksimas Šulajevas. – Bet čia paprastas pavyzdys: vandens molekulės yra stipriausios molekulės pasaulyje, jei bandysi „atimti“ iš vandens deguonį – nepavyks! Tačiau fotosintezei naudojant paprastą fermentą chlorofilą tai tampa įmanoma. Manau, kad bet kokį fizikinį dėsnį galima paaiškinti gyvų organizmų darbu.

„Žinomas mikrobiologas Grigorijus Karavaiko sakė, kad mechanizmus galima tyrinėti tūkstančius metų ir nesuprasti, bet gamyba veiks“, – antrina profesorė Tamara Sakhno. – Pavyzdžiui, naftos krekingo ir anglies pirolizė buvo pradėta naudoti anksčiau nei buvo paaiškinti jų mechanizmai. Mes atlikome tūkstančius eksperimentų ir patvirtinome rezultatus rentgeno fluorescencija ir masių spektroskopija.

Tačiau fizikams atrodo, kad tokių įrodymų nepakanka. Daugelis mano, kad chemikai, norėdami viešai paskelbti atradimą, dar turi labiau patikrinti savo eksperimentų rezultatus. tikslūs metodai ir patvirtinti tokių eksperimentų efektyvumą naujomis sąlygomis – kitose laboratorijose.

Teoretiko nuomonė

Mokslinis vaizdo tinklaraštininkas, fizikas teorinis Igoris Danilovas:

„Yra teorijų, paaiškinančių šaltosios branduolių sintezės galimybę. Pavyzdžiui, Alos Kornilovos ir Vladimiro Vysockio iš Maskvos darbas. Tiesa, Tamara Sakhno ir Viktoras Kurašovas tikina, kad jų reakcijos yra milijonus kartų stipresnės. Tačiau Kornilova ir Vysotskis turi įrodinėjimo metodą, o Sachno ir Kurašovas tokių įrodymų dar nepateikė. Štai kodėl drįstu teigti, kad Kazanės mokslininkai tiesiog perfiltravo tirpalą ir fermiu bei kitais supersunkiais elementais supainiojo bakterijų medžiagų apykaitos produktus – sudėtingas organines molekules, susidedančias iš šimtų anglies ir vandenilio atomų. Juk rentgeno fluorescencijos metodas ir masių spektroskopija tokios klaidos neatmeta. Turime patikrinti rezultatus pažangesniais metodais, pavyzdžiui, branduoliniu magnetiniu rezonansu.

Neseniai įvyko chemijos ir fizikos revoliucija. Buvo atrastas cheminių elementų transmutacijos metodas naudojant biochemiją. Du puikūs Rusijos praktiniai mokslininkai, chemikai - Tamara Sakhno ir Viktoras Kurašovas padarė šį pasaulio atradimą. Senovės alchemikų svajonė išsipildė...

Yra toks dalykas kaip transmutacija. Jis daugeliui žinomas iš alchemijos istorijos. Tai reiškia vienų cheminių elementų pavertimą kitais arba vienų cheminių elementų izotopų pavertimą kitais.

Transmutacija alchemijoje – vieno metalo pavertimas kitu; dažniausiai reiškė netauriųjų metalų pavertimą tauriaisiais. Transmutacijos įgyvendinimas buvo pagrindinis alchemijos tikslas, kuriam pasiekti buvo vykdomos filosofinio akmens paieškos. Metafizine prasme, kuri liečia ir dvasinę sferą, transformuojamas ne tik materialus, bet ir žmogus.

Transmutacija fizikoje – tai vienų cheminių elementų atomų pavertimas kitais dėl jų branduolių radioaktyvaus skilimo arba branduolinių reakcijų; šis terminas šiandien fizikoje vartojamas retai.

Šiuolaikinėmis technologijomis transmutacija atliekama arba branduolinės grandininės reakcijos metu, kai pirminis uranas-235 sprogimo metu paverčiamas kitais elementais, arba branduoliniuose reaktoriuose, kai neutronų bombardavimo įtakoje tas pats uranas virsta kitais elementais. . Taigi dirbtinai buvo gautas plutonis, kuršis, francis, kalifornis, americis ir pan. – elementai, kurių arba nėra gamtoje, arba jų gauti iš natūralių šaltinių praktiškai neįmanoma.

Tačiau šiandien chemijoje ir fizikoje įvyko revoliucija. Buvo atrastas cheminių elementų transmutacijos metodas naudojant biochemiją.

Cheminių reagentų ir bakterijų pagalba iš rūdos, kurioje yra natūralaus urano-238, galima gauti daugumą žinomų vertingų ir ypač vertingų izotopų, kurių kilogramo kaina – 50-60 dolerių. Galite gauti aktinio-227, kurio pasaulyje yra mažiau nei gramas - kilogramais ir net tonomis. Tik tai užtikrins revoliuciją pasaulio energetikos sektoriuje, nes 10 kartų padidins atominių elektrinių efektyvumą, o tai pagaliau užbaigs angliavandenilių erą. Galite gauti kilogramų Americium ir padaryti revoliuciją pramoninių trūkumų aptikimo ir mineralų paieškos srityse. Galite gauti polonį, o žemės palydovai įgis kitokios kokybės maitinimo šaltinį.

Viktoras ir Tamara atliko 2000 eksperimentų ir transmutacijos metu iš pigių žaliavų jie, be kita ko, gavo aukso ir platinos kaip šalutinius produktus. (Sveiki aukso turėtojai :).

Be to, technologija leidžia naudojant Tamaros ir Viktoro sukurtas bakterijas ir reagentus 100% dezaktyvuoti branduolines atliekas. Bakterijos paverčia viską. Tai, ką anksčiau buvo galima tik palaidoti, sukeldama pavojų aplinką, dabar gali būti 100 % išjungtas. Be to, transmutacijos deaktyvavimo procesas duoda vertingų elementų, įskaitant auksą ir platiną. Ir stabilūs izotopai, ir radioaktyvūs. Beje, radioaktyvaus aukso izotopas-198 naudojamas onkologinėms ligoms gydyti.

Viktoro Kurašovo ir Tamaros Sakhno išradimas buvo patvirtintas RF patentu 2015 m. rugpjūčio mėn. Žr. patentą RU 2 563 511 C2 Rospatent svetainėje). Rezultatus pasirašė chemijos profesoriai, kai kurie iš jų pirmą kartą spektrogramoje matė kurį, francį ir aktinį.

Tai yra, kartoju dar kartą – biocheminė transmutacija yra epochinės reikšmės atradimas. Be to, ir tai yra svarbiausia, tai nėra laboratoriniai vertinimai, tai jau yra paruošta technologija, tinkama nedelsiant išplėsti pramoniniu mastu. Viskas jau padaryta.

Kitas svarbus faktas – viskas buvo daroma tik privačiomis lėšomis. Mokslininkai 25 metus neturėjo nieko bendra su Rusijos valstybe, uždirbo pinigų iš taikomosios chemijos, susijusios su naftos taršos valymu. Kad nekiltų klausimų ir klasifikavimo tikimybės, tyrimams buvo naudojama net svetima rūda – iš Saudo Arabijos ir Indijos vandenyno pakrantės.

Ką aš turiu su tuo daryti? Esu šio projekto administratorė.

Akivaizdu, kad toks turtas Rusijos Federacijoje negali būti realizuotas daugeliu atžvilgių. Atmeskime politiką, šituo klausimu ji visai neprisimins. Tačiau iš tikrųjų Rusijos Federacijoje net siauros logikos požiūriu tai neįmanoma. Ne dėl Kremliaus, pamirškime Kremlių ir politiką. Ir todėl, kad tai neįmanoma pagal pasaulinę išmintį. Pradedant nuo tikimybės, kad horizonte atsiras kažkokie uolūs nelegalios radioaktyviųjų medžiagų apyvartos specialistai (juk pasodino žmogų į kalėjimą, nes atnešė toną kulinarinių aguonų). Arba ten tikrinimas, sprendimas ir pakartotinis patikrinimas. Ir taip toliau, iki draudimo keliauti autoriams ir visokių staigmenų.

Todėl buvo nuspręsta pristatyti šią bylą pasaulio visuomenei Ženevoje. konferencija įvyko 2016 m. birželio 21 d). Į neutralią šalį, kuri, be to, nėra NATO narė. Visą šią operaciją organizavau aš.

Tai pasaulinio lygio renginys ir pirmiausia bus svarbus Rusijai. Nors įgyvendinimas gali būti Šveicarijoje...

2016 metų birželio 21 dieną Ženevoje, Šveicarijoje, buvo surengta spaudos konferencija apie reikšmingą cheminių elementų transmutacijos biocheminiu metodu atradimą.
Konferencijoje dalyvavo šį atradimą padarę mokslininkai Tamara Sakhno, Viktoras Kurašovas ir šio projekto administratorius bei vadovas Vladislavas Karabanovas.

Viktoras ir Tamara atliko transmutacijos eksperimentus iš žaliavų – urano, torio. Eksperimentų su žaliavomis metu buvo gauta technologija, leidžianti naudojant bakterijas ir reagentus 100% dezaktyvuoti branduolines atliekas.
Rezultatai buvo patikrinti šimtais nepriklausomų laboratorijų analizių su moderniausiais instrumentais ir patvirtinti aktais, pasirašytais gerbiamų chemikų (kai kurie iš jų pirmą kartą gyvenime matė spektrogramoje kurį, francį ir aktinį).
Technologijos veikia daugelį žmogaus veiklos sričių, mediciną, energetiką. Ateityje tai lems kokybinius žmogaus gyvenimo Žemės planetoje pokyčius. Sveiki atvykę į naują amžių.

Reikalauti

Išradimas yra susijęs su biotechnologijų ir cheminių elementų transmutacijos sritimi. Radioaktyviosios žaliavos, kuriose yra radioaktyvių cheminių elementų ar jų izotopų, apdorojamos vandenine Thiobacillus genties bakterijų suspensija, esant kintamo valentingumo elementams. Branduolinių ciklų rūdos arba radioaktyviosios atliekos naudojamos kaip radioaktyvios žaliavos. Metodas atliekamas gaminant polonį, radoną, francį, radį, aktinį, torią, protaktinį, uraną, neptūną, amerikį, nikelį, manganą, bromą, hafnį, iterbį, gyvsidabrį, auksą, platiną ir jų izotopus. POVEIKIS: išradimas leidžia gauti vertingų radioaktyvių elementų, atlikti branduolinių atliekų inaktyvavimą, radioaktyviuosius atliekų elementų izotopus paverčiant stabiliais izotopais. 2 w.p. f-ly, 18 iliustr., 5 tab., 9 pr.

Išradimas yra susijęs su cheminių elementų transmutacijos ir radioaktyviųjų izotopų transformavimu, tai yra su dirbtiniu kai kurių cheminių elementų gamyba iš kitų cheminių elementų. Visų pirma, šis metodas leidžia gauti retų ir vertingų elementų: polonio, radono, frankio, radžio ir aktinidų - aktinio, torio, protaktino, urano, neptūno, taip pat įvairių išvardytų ir kitų elementų izotopų.

Žinomi cheminių elementų transformacijos, naujų elementų izotopų ir naujų cheminių elementų susidarymas branduolinio skilimo metu ir cheminių elementų sintezė, naudojami tradiciniuose branduoliniuose reaktoriuose, atominėse elektrinėse (AE), moksliniuose branduoliniuose reaktoriuose, pvz. kai cheminiai elementai apšvitinami neutronais, arba protonais, arba alfa dalelėmis.

Yra žinomas nikelio-63 radionuklido gamybos reaktoriuje iš taikinio metodas, apimantis nikeliu prisodrinto nikelio-62 taikinio gavimą, taikinio apšvitinimą reaktoriuje, po to apšvitinto produkto sodrinimą nikeliu-63 ekstrahuojant nikelio-64 izotopas iš gaminio (RU 2313149, 2007). Metodo pranašumas yra aukštos kokybės gaminio, skirto naudoti autonominiuose elektros energijos šaltiniuose, sprogmenų detektoriuose ir kt., gamyba. Rezultatų atkuriamumą patvirtina elementų izotopinės sudėties analizė. masių spektrometrija.

Tačiau metodas yra sudėtingas ir nesaugus, todėl jam reikalingas pramoninis saugos lygis.

Taip pat žinomas elementų – ilgaamžių radioaktyvių nuklidų, įskaitant susidarančius apšvitintame branduoliniame kure, transmutacijos būdas (RU 2415486, 2011). Metodas susideda iš transmutuotos medžiagos apšvitinimo neutronų srautu, o švitinimas atliekamas neutronais, gautais branduolių sintezės reakcijose iš anksto suformuotoje neutronų šaltinio plazmoje, esant tam tikram neutronų sklaidos terpės išdėstymui. Šis metodas pagrįstas branduolių sintezės reakcijomis tokomake, taip pat yra sudėtingas ir reikalauja specialios įrangos.

Žinomas radionuklidų Th-228 ir Ra-224 gamybos būdas, kuris taip pat įgyvendinamas reaktorių technologijoje. Technologija yra gana sudėtinga ir turi saugumo apribojimų (RU 2317607, 2008).

Taigi cheminių elementų ir jų izotopų gamyboje tradiciškai naudojamos branduolinės reakcijos naudojant branduolinius reaktorius ir kitą sudėtingą įrangą, kainuojančią dideles energijos sąnaudas.

Yra žinomi bandymai saugesniu būdu, naudojant mikroorganizmus, išspręsti radioaktyviųjų izotopų gavimo problemą elementų branduolinės transmutacijos procese. Visų pirma žinomas izotopų konvertavimo naudojant mikroorganizmus metodas, apimantis Deinococcus radiodurans mikrobiologinės kultūros auginimą maistinėje terpėje, kurioje yra pradiniai izotopų komponentai, reikalingi transmutacijai, taip pat trūksta artimo cheminio tikslinio elemento analogo. Į terpės sudėtį įvedami tokie pradiniai izotopų komponentai, kurie yra radioaktyvūs ir transmutacijos procese gali sukelti tikslinio cheminio elemento susidarymą stabilaus arba radioaktyvaus izotopo pavidalu, kurį absorbuoja mikrobiologiniai kultūrą, ir tada išlieka stabilus arba išlieka radioaktyvus arba suyra iki reikiamo stabilaus izotopo (RU 2002101281 A, 2003). Šis metodas neužtikrina didelio tikslinio izotopo išeiga, taip pat reikalauja naudoti jonizuojančiąją spinduliuotę kaip pradinį ir palaikomąjį reakcijos veiksnį.

Taip pat žinomas būdas gauti stabilius izotopus dėl branduolinės transmutacijos, pvz., žemos temperatūros elementų branduolių sintezės mikrobiologinėse kultūrose (RU 2052223, 1996). Metodas susideda iš to, kad mikroorganizmų ląsteles, auginamas maistinėje terpėje, kurioje trūksta tikslinio izotopo (tikslinių izotopų), veikia veiksniai, kurie prisideda prie tarpatominių ryšių sunaikinimo ir padidina laisvųjų atomų arba vandenilio jonų koncentraciją. izotopų. Maistinė terpė ruošiama sunkiojo vandens pagrindu ir į ją įvedami nestabilūs terpės trūkumai izotopai, kurie galiausiai suyra susidarant tiksliniams stabiliems izotopams. Jonizuojanti spinduliuotė naudojama kaip tarpatominius ryšius ardantis veiksnys. Šis metodas pagrįstas jonizuojančiosios spinduliuotės naudojimu, nėra skirtas pramoniniam mastelio keitimui, reikalauja didelių energijos ir finansinių sąnaudų.

Visi išvardyti cheminiai elementai, jų izotopai ir šalutiniai produktai vis dar gaunami sudėtingais ir nesaugiais tradiciniais metodais tradicinėmis branduolinėmis reakcijomis mažais (kartais - mikro) kiekiais, kurių aiškiai nepakanka energetiniams, techniniams, pramoniniams, techniniams tikslams patenkinti. ir mokslinius žmonijos poreikius. Aprašytas mikrobiologinis cheminių elementų transmutacijos metodas leidžia gauti visus aukščiau išvardintus cheminius elementus ir jų izotopus praktiškai neribotais kiekiais, paprastas atlikti, saugus personalui ir visuomenei, aplinkai nekenksmingas, nereikalaujantis didelių medžiagų sąnaudų. , vanduo, šiluma, elektra ir šildymas, teikiantys šią energiją, civilizacijos pramoninės, techninės ir mokslinės problemos. Šie elementai ir izotopai turi milžiniškas energijos atsargas, turi itin didelę vertę ir pardavimo kainą rinkoje.

Siūlomas cheminių elementų transmutacijos ir cheminių elementų izotopų konversijos mikrobiologinis metodas, pasižymintis tuo, kad radioaktyviosios žaliavos, turinčios radioaktyvių cheminių elementų ar jų izotopų, yra apdorojamos vandenine Thiobacillus genties bakterijų suspensija, dalyvaujant bet kokiai medžiagai. s, p, d, f-elementai su kintamu valentiškumu. Kintamo valentingumo elementų parinkimas atliekamas vadovaujantis didelio redokso potencialo sukūrimo principu. Tai yra, pagrindinis veiksnys renkantis arba tiesiog sutelkiant dėmesį į tam tikrus elementus su kintamu valentiškumu, įvestu į reakcijos terpę, yra redokso potencialas, kurio vertė yra optimali 400–800 mV diapazone (pavyzdžiui, 1, 2, 3, 4 pavyzdžiai Eh = atitinkamai 635 mV, 798 mV, 753 mV ir 717 mV).

Elementai, turintys kintamą valentingumą, tiek redukuotos, tiek oksiduotos formos, sukuriantys standartinį redokso potencialą, yra įtraukti į paleidimo ir valdymo mechanizmus, skirtus inicijuoti ir pagreitinti bet kurios grupės elementų radioaktyviųjų izotopų alfa, beta minuso ir beta plius skilimą. Thiobacillus genties bakterijų.

Taikant metodą gaunamas polonis, radonas, francis, radis, aktinis, toris, protaktinas, uranas, neptulis, americis ir jų izotopai, taip pat nikelis, manganas, bromas, hafnis, iterbis, gyvsidabris, auksas, platina ir jų izotopai. izotopų. Branduolinių ciklų rūdos arba radioaktyviosios atliekos gali būti naudojamos kaip radioaktyvios žaliavos, kuriose yra radioaktyvių cheminių elementų.

Pagal pateiktą metodą iš žaliavų, kurių sudėtyje yra natūralaus urano-238 ir torio-232, gaunami šie elementai:

1. Protaktinas, aktinis, radis, polonis ir įvairūs šių elementų izotopai (1, 2, 3, 4 lentelės; schemos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7; paveikslai nuo 1 iki 17).

2. Pranciškus (4, 5, 6, 7, 9, 14 pav.).

3. Iterbis, hafnis, galis, nikelis (1 lentelė; 2, 3, 4, 5, 6, 7 pav.), auksas (1 lentelė; 6, 7 pav.), gyvsidabris (1, 2 lentelės; 9, 10 schemos; 4, 5, 11 pav.), platinos (1 lentelė; 9, 10 schemos; 4, 5, 6, 7 pav.).

4. Geležies kiekis terpėje mažėja, atsiranda nikelio (pirminėje rūdoje nikelio nebuvo), o nikelio dinamika didėja (1 lentelė), nes geležis perima bakterijų pernešamas alfa daleles iš alfa radioaktyvių elementų, virsdama į nikelį. Protonui atsiskyrus nuo geležies branduolio, terpėje padidėja mangano kiekis (geležis virsta manganu) ir atitinkamai sumažėja geležies kiekis (1 lentelė).

5. Iš polonio, kuris yra aktinidų skilimo produktas mikrobiologiniame elementų transmutacijos procese, buvo gauti įvairūs talio, gyvsidabrio, aukso, platinos izotopai, tarp jų ir stabilieji (1, 2 lentelės; 10, 11 schemos; 1 lentelės). , 2; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11 pav.).

6. Iš plutonio-239 buvo gauti reti izotopai: uranas-235, toris-231, protaktinas-231, aktinis-227 (12 schema).

7. Iš plutonio-241, kuris yra gamtoje ir pramonėje retas urano degimo reaktoriuje šalutinis produktas, bei americio ir neptūno izotopų trūkumas, 241 Am ir 237 Np (13 schema).

Taigi aprašytas mikrobiologinis metodas išsprendžia energijos ir retų retų medžiagų tiekimo problemas įvairiose pramonės, mokslo ir technologijų srityse.

Anksčiau visi išvardyti elementai ir įvairūs jų izotopai buvo gauti dirbtinai mažais ir mikrokiekiais (gramais, miligramais, mikrogramais ir mažesniais) branduolinių reakcijų ir procesų metu, branduoliniuose reaktoriuose, kaip urano ir torio skilimo produktai, taip pat. kaip plutonis, radis . Torio ir urano izotopai taip pat buvo gauti dirbtinai branduolinėse reakcijose. Šiuo metodu autoriai gavo šiuos elementus: polonis, radonas, francis, radis ir aktinidai - aktinis, toris, protaktinas, uranas, neptulis, plutonis, americis ir įvairūs išvardytų elementų izotopai, taip pat įvairūs torio izotopai. ir uranas – toris-227, toris-228, toris-230, toris-234; uranas-231, uranas-232, uranas-233, uranas-234, uranas-235, uranas-236, uranas-239, taip pat manganas, nikelis, galis, bromas, hafnis, iterbis, talis, gyvsidabris, auksas, platina (žr. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 schemas ir 1, 2, 3, 4 lenteles).

Nurodytas cheminių elementų transmutacijos būdas leidžia gauti visus aukščiau išvardintus cheminius elementus ir jų izotopus praktiškai neribotais kiekiais.

Aprašytas elementų transmutacijos metodas taip pat leidžia inaktyvuoti ir neutralizuoti branduolines atliekas, pavyzdžiui, branduolinių elektrinių, kuriose yra urano, plutonio, jų izotopų ir dalijimosi bei skilimo produktų, deginant branduolinį kurą (uraną) atliekas (izotopų perėjimas). produktai): urano ir plutonio izotopai (žr. diagramą).13), radžio ir polonio, radioaktyvesni stroncio, jodo, cezio, radono, ksenono ir kitų alfa ir beta skilimo produktų bei savaiminio urano ir plutonio skilimo izotopų.

Pažymėtina, kad gerai žinomi tradiciniai branduolinių reaktorių metodai, skirti poloniui, radžiui, aktiniui, protaktiniui, neptuniui, americiui, jų izotopams ir vertingiems torio ir urano izotopams gaminti ir atskyrimui, yra technologiškai sunkiai įgyvendinami, brangūs, reikalauja sudėtingos brangios įrangos ir yra pavojingos žmonių sveikatai bei aplinkai.aplinkai, priešingai nei siūlomas metodas. Taip pat žinomi tradiciniai branduolinių reaktorių metodai, skirti poloniui, radžiui, aktiniui, protaktiniui, neptuniui, americiui, jų izotopams ir vertingiesiems torio ir urano izotopams gaminti ir išskyrimui, neatitinka energetikos ir kitų įvairių mokslo ir technikos sričių poreikių. šiuose cheminiuose elementuose ir jų izotopuose.

Aptariamu būdu Thiobacillus genties bakterijos (pavyzdžiui, Thiobacillus aquaesulis arba Thiobacillus ferrooxidans rūšys), esant kintamo valentingumo elementams, inicijuoja ir pagreitina natūralius radioaktyvaus skilimo procesus ir radioaktyvių elementų izotopinius virsmus. Tuo pačiu metu natūralių branduolinių reakcijų ir izotopinių perėjimų laikas pagreitėja tūkstančius, milijonus ir milijardus kartų – priklausomai nuo tam tikrų cheminių elementų pradinių izotopų natūralaus pusėjimo.

Visos žaliavos ir medžiagos, turinčios radioaktyviųjų elementų, naudojamos kaip žaliava, būtent: 1. Gamtinis uranas ir toris rūdų pavidalu: urano ir (arba) torio rūdos, arba smėlis, pavyzdžiui, monazitinis smėlis, kuriame yra torio, fosfatų/fosforitų; bet kokios rūdos, kuriose yra torio, urano, plutonio priemaišų bet kokiu kiekiu ir santykiu. 2. Plutonis (žr. 12, 13 schemas), uranas, toris ir kiti radioaktyvieji elementai, gauti branduoliniuose reaktoriuose, įskaitant tuos, kurie yra branduolinių ciklų atliekos. 3. Bet kokie kiti pramoniniai komponentai ir atliekos, turinčios bet kokių aktinidų, daugiausia torio, urano arba plutonio, kaip dažniau, prieinami ir pigūs rinkoje, bet kurie iš šių elementų bet kokiu santykiu. 4. Plutonio, urano, torio serijų radioaktyvūs skilimo produktai: radis, radonas, polonis. 5. Polonis, kuris yra aktinidų skilimo produktas mikrobiologiniame elementų transmutacijos procese, norint gauti įvairius retus talio, gyvsidabrio, aukso, platinos izotopus, įskaitant jų stabilius izotopus. 6. Plutonio ir urano dalijimosi radioaktyvieji produktai (fragmentai) - stroncio, itrio, cezio, jodo ir kitų elementų radioaktyvieji izotopai; jų transmutacija tikslinga siekiant paversti juos neradioaktyviais ir nepavojingais žmogui elementais bei izotopais, gerinti aplinką. 7. Visos išvardytos žaliavų (elementų) rūšys mikrobiologiniam perdirbimui naudojamos tiek atskirai, tiek kartu, bet kokiu santykiu tarpusavyje.

Žaliavos, kuriose yra bet kurio iš aukščiau išvardytų radioaktyviųjų elementų, yra apdorojamos vandeniniu Thiobacillus genties bakterijų tirpalu, pvz., Thiobacillus aquaesullis arba Thiobacillus ferrooxidans, arba jų mišiniu bet kokia proporcija viena kitos atžvilgiu, arba bet kokios rūšies sieros tirpalu. oksiduojančios bakterijos, esant kintamo valentingumo elementams, normaliomis mikroorganizmų veiklos sąlygomis.

Metodas nereikalauja brangių ir žmonėms bei aplinkai pavojingų branduolinių reaktorių, jis atliekamas įprastomis sąlygomis, įprastuose konteineriuose, su normali temperatūra aplinkoje (visai priimtinos vertės nuo 4 iki 60 laipsnių Celsijaus), esant normaliam atmosferos slėgiui, nereikia vartoti gėlo vandens.

Mechanizmai

Taikant mūsų metodą, mikroorganizmai inicijuoja ir pagreitina alfa skilimą (-α), beta minus (-β) ir beta plius (+β) skilimą (elektronų gaudymą). Mikroorganizmai fiksuoja sunkiųjų elementų branduoliuose (daugiausia bet kuriuose f-elementuose ir sunkiuosiuose s-elementuose) protonus, alfa daleles (du protonus ir du neutronus) ir elektronus (beta minus skilimas), pernešdami sugautus protonus, alfa daleles. ir elektronus į kitus elementus, daugiausia į d- ir p-elementus, pavyzdžiui, į arseną ir geležį. Taip pat mikroorganizmai gali perkelti protonus, alfa daleles, elektronus ir pozitronus į kitus elementus, pavyzdžiui, į f elementą iterbį, jei jo yra terpėje. F-grupės ir s-grupės radioaktyviuose elementuose (pagal periodinės elementų sistemos klasifikaciją) vyksta protonų, alfa dalelių ir elektronų bakterijų gaudymas ir atsiskyrimas. Bakterijos taip pat inicijuoja ir pagreitina beta plius (+β) skilimą (elektronų gaudymą) bet kurios grupės elementų beta plius radioaktyviųjų izotopų branduoliuose, perkeldamos į šių elementų branduolį elektroną, gautą beta minuso procese ( -β) kitų izotopų skilimas, veikiamas beta minus skilimo arba gautų iš kintamo valentingumo elementų (neradioaktyvių), esančių aplinkoje jų bakterijų oksidacijos metu.

Bakterinis protonų (P), alfa dalelių (α) ir elektronų (e -) pernešimas į d grupės elementus (pavyzdžiui, į geležį ir kitus), į p grupės elementus (pavyzdžiui, į arseną ir kt. ) ir s grupės elementams (stronciui, ceziui, radžiui ir kt.).

Bakterijų gaudymas ir protonų, alfa dalelių ir elektronų atskyrimas vyksta f-grupės, s-grupės ir p-grupės elementų alfa ir beta radioaktyviuose izotopuose, kurie patys natūraliai (natūraliai) yra alfa arba beta radioaktyvūs, o bakterijos inicijuoja ir pagreitina alfa ir beta skilimo procesai milijonus ir milijardus kartų.

Biologinis alfa skilimas (-α)

Alfa skilimo procese, kai branduoliai netenka dviejų protonų, f ir s grupių elementai virsta lengvesniais elementais (periodinės elementų sistemos lentelėje pereina dvi ląsteles į priekį).

Užfiksavusios ir atjungusios protonus ir alfa daleles nuo f ir s elementų, bakterijos šiuos protonus ir alfa daleles perneša į įvairius d-, p- ir s-grupių elementus, paversdamos juos kitais elementais – eilės tvarka periodinėje sistemoje. cheminių elementų (periodinės elementų sistemos lentelėje eikite viena ar dviem langeliais į priekį).

Bakterijoms pernešant alfa daleles iš f elementų į geležį, geležis paverčiama nikeliu (žr. 1 lentelę); bakterijų pernešant protonus ir alfa daleles iš f elementų į arseną, arsenas virsta bromu (žr. 1 lentelę); bakterijų pernešant protonus ir alfa daleles iš f elementų į iterbį, iterbis virsta hafniu (žr. 1 lentelę).

Bio-beta skilimas (-β, +β)

Bakterijos provokuoja ir labai pagreitina abiejų tipų beta skilimą: beta minus skilimą ir beta plius skilimą.

Beta-minuso skilimas (-β) yra elektrono išmetimas iš branduolio, dėl kurio neutronas paverčiamas protonu, elementui transformuojant į kitą, esantį periodinėje cheminių elementų sistemoje. (periodinės elementų sistemos lentelėje pereiti vienu langeliu į priekį).

Beta plius skilimas (+β) - elektrono pagavimas branduolyje, dėl kurio protonas paverčiamas neutronu, elementui paverčiant ankstesnį pagal vietą periodinėje cheminių elementų sistemoje. (perėjimas vienu langeliu atgal pagal periodinės elementų sistemos lentelę).

Beta skilimo procese, kurį sukelia ir pagreitina bakterijos, daugeliu atvejų atsiranda vėlesnė vadinamojo uždelsto neutrono emisija - jau savaime, natūraliai, pagal fizikinius izotopų skilimo ir perėjimų dėsnius, gaminant lengvesnis tam tikro elemento izotopas. Uždelsto neutronų emisijos mechanizmo panaudojimas leidžia dar labiau išplėsti gautų elementų ir izotopų sąrašą, taip pat numatyti ir reguliuoti biotransmutacijos procesą (sustabdyti jį tinkamu laiku).

Bakterijos inicijuoja ir pagreitina beta skilimą – elektrono išskyrimą iš branduolio arba elektrono įvedimą į branduolį (elektronų gaudymą) beta radioaktyvių cheminių elementų. Bakterijos inicijuoja ir pagreitina elementų izotopų, daugiausia esančių žaliavose, aplinkoje ir elementų izotopų, gautų dirbtinai biologinio proceso metu, po bakterijų sukelto alfa skilimo. Paskutinis faktas – beta skilimas, atsirandantis po bakterijų sukelto alfa skilimo, turi didelę praktinę reikšmę, norint gauti vertingų, mažai energijos turinčių elementų ir izotopų.

Bakterijos taip pat fiksuoja ir atplėšia elektronus iš branduolių, kurie yra lengvesni už f-elementus, būtent iš beta-minus radioaktyviųjų izotopų – urano ir plutonio dalijimosi produktų („fragmentų“), pavyzdžiui, iš stroncio-90, itrio branduolių. 90 , jodas-129, jodas-130, cezis-133, cezis-137 ir kai kurie kiti elementai, kurie šio beta skilimo metu virsta stabiliais elementais. Tuo pačiu metu cheminio elemento branduolyje neutronas paverčiamas protonu, o elemento eilės numeris perkeliamas viena ar dviem (priklausomai nuo pradinio izotopo) ląstelėmis į priekį pagal periodinės sistemos lentelę. elementai. Šis procesas leidžia radikaliai ir ekologiškai švariai šalinti labai radioaktyvias branduolinės pramonės ir atominių elektrinių atliekas, t.y. iš branduolinio kuro degimo produktų, kuriuose yra radioaktyvių elementų – urano, plutonio ir kitų transuraninių elementų dalijimosi „fragmentų“ – aktinidų, taip pat torio skilimo produktų, jeigu jis naudojamas torio branduoliniame cikle.

Beta minus skilimo metu bakterijų užfiksuotas elektronas bakterijų perkeliamas į beta plius radioaktyviųjų elementų izotopų branduolius (jei jų yra terpėje). Procese taip pat vyksta redokso reakcijos. Pavyzdžiui, bakterijų pernešant elektronus į geležį (III), pastaroji virsta geležimi (II), bakterijų elektronų pernešimo metu į arseną (V), pastarasis virsta arsenu (III). Bakterijų ląstelių paviršiaus krūvį lemia ląstelės sienelės, kurią sudaro baltymai, fosfolipidai ir lipopolisacharidai, jonogeninių grupių disociacija. Esant fiziologinei mikrobų ląstelių pH vertei, bakterijos savo paviršiuje neša perteklinį neigiamą krūvį, kuris susidaro dėl jonogeninių, daugiausia rūgščių, ląstelių paviršiaus grupių disociacijos. Neigiamą krūvį turintis mikrobų ląstelių paviršius iš aplinkos pritraukia priešingo krūvio jonus, kurie, veikiami elektrostatinių jėgų, linkę artėti prie jonizuotų ląstelės membranos grupių. Dėl to ląstelę supa dvigubas elektrinis sluoksnis (adsorbcija ir difuzija). Ląstelių krūvis nuolat svyruoja priklausomai nuo aplinkoje vykstančių procesų. Veikiant alfa dalelėms, neigiamas ląstelių krūvis krenta (absoliučia verte) ir virsta teigiamu krūviu, kuris pagreitina beta skilimo procesus. Be to, veikiant elektronams, išsiskiriantiems beta skilimo metu iš radioaktyviųjų elementų, taip pat elektronų, perkeltų iš kintamo valentingumo elementų sumažintoje formoje į mikroorganizmų adsorbcijos sluoksnį, didėja neigiamas mikroorganizmų krūvis (absoliučia verte), pasislenka nuo teigiamo. į neigiamą, o tai pagreitina alfa skilimo procesus, iš cheminių elementų atomų ištraukiant teigiamai įkrautus protonus ir alfa daleles. Šie greitėjantys procesai atsiranda dėl neigiamo ir teigiamo krūvio ląstelių paviršiaus grupių elektrinės sąveikos su radioaktyviųjų elementų alfa ir beta dalelėmis. Mikroorganizmų augimo logaritminėje stadijoje neigiamas ląstelių krūvis pasiekia maksimalią reikšmę, o tai lemia didžiausią transformacijos greitį, elementų transformaciją. Cheminių elementų transformacijos procesai gali vykti tiek bakterijų ląstelių viduje, tiek ląstelės sienelės paviršiuje elektrinio dvigubo sluoksnio adsorbciniame sluoksnyje.

Taigi, mikrobinės ląstelės, labiliai keičiančios savo įkrovimo charakteristikas, yra reguliuojanti ir greitinanti sistema kelių rūšių radioaktyviajam skilimui ir kai kurių elementų transformacijai į kitus.

Siekiant paspartinti cheminių elementų transmutacijos procesus mikroorganizmais, kai mikroorganizmų krūvis priartėjo prie izoelektrinio taško reakcijos tirpale, naudojamos paviršinio aktyvumo medžiagos. Poliamfolitai, joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos, tiek anijoninės, tiek katijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos, įvedamos į reakcijos terpę, keičiant ląstelių krūvį (krūvio poslinkį iš izoelektrinio taško į neigiamą arba teigiamą pusę), prisideda prie bakterijų inicijavimo ir procesų intensyvėjimo. cheminių elementų transmutacijos (9 pavyzdys).

Pramoninė ir mokslinė bei techninė išradimo reikšmė

Mikrobiologinis elementų transmutacijos, branduolinių reakcijų ir izotopų perėjimų pagreitinimo metodas leidžia neribotais kiekiais gauti vertingų ir retų radioaktyviųjų elementų, kurie turi didelę paklausą rinkoje, technologijose, pramonėje ir moksliniuose tyrimuose. Šie elementai ir izotopai turi milžiniškas energijos atsargas, turi itin didelę vertę ir pardavimo kainą rinkoje. Toliau pabrėžiamas mažas ir retas šių cheminių elementų ir jų izotopų kiekis gamtoje, sudėtingumas juos gauti branduoliniuose reaktoriuose, dėl to jų pasaulinė gamyba yra nereikšminga, o rinkos kaina yra labai didelė. Taip pat aprašomos gautų elementų panaudojimo sritys ir pasaulinė jų paklausa.

Polonio visada yra urano ir torio mineraluose, tačiau tokiais nereikšmingais kiekiais, kad jį gauti iš rūdų žinomais tradiciniais metodais yra nepraktiška ir nepelninga. Pusiausvyros polonio kiekis žemės plutoje yra apie 2,10–14 % masės. Mikrokiekiai polonio išgaunami iš urano rūdos perdirbimo atliekų. Polonis išskiriamas ekstrahavimo, jonų mainų, chromatografijos ir sublimacijos būdu.

Pagrindinis pramoninis polonio gavimo būdas yra jo dirbtinė sintezė branduolinių reakcijų būdu, o tai brangu ir nesaugu.

Polonis-210 lydiniuose su beriliu ir boru naudojamas gaminti kompaktiškus ir labai galingus neutronų šaltinius, kurie praktiškai nesukuria γ spinduliuotės (tačiau trumpaamžiai dėl trumpo 210 Po tarnavimo laiko: T 1/2 \u003d 138,376 dienos) - Polonio-210 alfa dalelės sukelia neutronus ant berilio arba boro branduolių (α, n) reakcijoje. Tai yra hermetiškai uždarytos metalinės ampulės, kuriose yra poloniu-210 padengtos boro karbido arba berilio karbido keramikos granulės. Tokie neutronų šaltiniai yra lengvi ir nešiojami, visiškai saugūs eksploatuoti ir labai patikimi. Pavyzdžiui, sovietinis neutronų šaltinis VNI-2 buvo dviejų centimetrų skersmens ir keturių centimetrų aukščio žalvarinė ampulė, kas sekundę išmetanti iki 90 milijonų neutronų.

Polonis kartais naudojamas dujoms, ypač orui, jonizuoti. Visų pirma oro jonizacija būtina kovojant su statine elektra (gamyboje, dirbant su ypač jautria įranga). Pavyzdžiui, dulkių šalinimo šepečiai yra skirti tiksliajai optikai.

Svarbi polonio panaudojimo sritis yra jo naudojimas lydinių su švinu, itriu pavidalu arba atskirai gaminant galingus ir labai kompaktiškus šilumos šaltinius autonominiams įrenginiams, pavyzdžiui, kosminiams ar poliariniams. Vienas kubinis centimetras polonio-210 išskiria apie 1320 vatų šilumos. Pavyzdžiui, sovietinėse savaeigėse kosminės programos Lunokhod transporto priemonėse prietaisų skyriui šildyti buvo naudojamas polonio šildytuvas.

Polonis-210 gali būti naudojamas lydinyje su lengvu ličio izotopu (6 Li) kaip medžiaga, galinti žymiai sumažinti branduolinio krūvio kritinę masę ir tarnauti kaip savotiškas branduolinis detonatorius.

Iki šiol pramoniniai ir komerciniai (rinkos) polonio kiekiai buvo miligramai ir polonio gramai.

Šiuo metu radis naudojamas kompaktiškuose neutronų šaltiniuose, tam nedideli jo kiekiai legiruojami su beriliu. Veikiant alfa spinduliuotei, iš berilio išmušami neutronai: 9 Be + 4 He → 12 C + 1 n.

Medicinoje radis naudojamas kaip radono šaltinis, taip pat ir radono vonioms ruošti. Radis naudojamas trumpalaikiam poveikiui gydant piktybines odos, nosies gleivinės ir šlapimo takų ligas.

Mažas radžio naudojimas, be kita ko, yra susijęs su nereikšmingu jo kiekiu žemės plutoje ir rūdose, taip pat su didelėmis sąnaudomis ir sudėtingumu dirbtinai gauti branduolinėse reakcijose.

Per laikotarpį, praėjusį nuo radžio atradimo – daugiau nei šimtmetį – visame pasaulyje buvo išgauta tik 1,5 kg gryno radžio. Vienoje tonoje urano pikio, iš kurio Curie gavo radžio, buvo tik apie 0,0001 gramo radžio-226. Visas natūralus radis yra radiogeninis – jis gaunamas skylant uranui-238, uranui-235 arba toriui-232. Esant pusiausvyrai, urano-238 ir radžio-226 kiekio rūdoje santykis lygus jų pusėjimo trukmės santykiui: (4,468·10 9 metų)/(1617 metų)=2,789·10 6 . Taigi kiekvienam trims milijonams gamtoje esančio urano atomų yra tik vienas radžio atomas. Mikrobiologinis cheminių elementų transmutacijos metodas leidžia praktiškai neribotais kiekiais (kilogramais, tonomis) gauti radžio-226 ir kitų radžio izotopų iš urano ir torio bei išplėsti radžio ir jo izotopų apimtį.

Šiuo metu francis ir jo druskos praktiškai netaikomos dėl trumpo pusėjimo. Ilgiausiai gyvenančio iki šiol žinomo francio izotopo 223 Fr pusinės eliminacijos laikas yra 22 minutės. Nepaisant to, frankio gavimas mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu ir francio buvimas apdorojamuose mėginiuose prietaisuose fiksuojamas (4, 5, 6, 7, 9, 14 pav.), nesant frankio žaliavoje, įrodo bendrą elementų virsmo eigą. Ateityje neatmetama frankio panaudojimas moksliniams ir kitiems tikslams.

Aktinas yra vienas iš rečiausių radioaktyvių elementų gamtoje. Bendras jo kiekis žemės plutoje neviršija 2600 tonų, o, pavyzdžiui, radžio – daugiau nei 40 mln. Gamtoje buvo rasti trys aktinio izotopai: 225 Ac, 227 Ac, 228 Ac. Aktinas lydi urano rūdas. Aktino iš urano rūdų gauti žinomais tradiciniais metodais nepraktiška dėl mažo jo kiekio jose, taip pat dėl ​​didelio panašumo su ten esančiais retųjų žemių elementais.

Reikšmingi kiekiai 227 Ac izotopo gaunami reaktoriuje apšvitinant radį neutronais. 226 Ra(n, γ) → 227 Ra(-β) → 227 Ak. Išeiga, kaip taisyklė, neviršija 2,15% pradinio radžio kiekio. Aktinio kiekis taikant šį sintezės būdą skaičiuojamas gramais. 228 Ac izotopas gaunamas apšvitinant 227 Ac izotopą neutronais.

227 Ac, sumaišytas su beriliu, yra neutronų šaltinis.

Ac-Be šaltiniams būdingas mažas gama kvantų išeiga, jie naudojami aktyvacijos analizėje nustatant Mn, Si, Al rūdose.

225 Ac naudojamas gauti 213 Bi, taip pat naudojamas radioimunoterapijai.

227 Ac gali būti naudojamas radioizotopiniuose energijos šaltiniuose.

228 Ac naudojamas kaip atsekamoji medžiaga cheminiuose tyrimuose dėl didelės energijos β spinduliuotės.

228 Ac-228 Ra izotopų mišinys naudojamas medicinoje kaip intensyvus γ spinduliuotės šaltinis.

Aktinas gali pasitarnauti kaip galingas energijos šaltinis, kuris vis dar nenaudojamas dėl brangaus aktinio ir nedidelio aktino kiekio, gaunamo žinomais būdais, taip pat dėl ​​to, kad jį sunku gauti žinomais būdais. Visi tradiciniai aktinio gavimo ir išskyrimo būdai yra brangūs, nepelningi ir pavojingi žmonių sveikatai bei aplinkai. Aktino gavimas mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu leidžia pigiu ir saugiu būdu gauti neribotą kiekį (kilogramų, tonų, tūkstančių tonų ir kt.) aktinio ir jo izotopų.

Protaktinis

Atsižvelgiant į mažą kiekį žemės plutoje (Žemės masės kiekis yra 0,1 milijardo procento), elementas iki šiol turėjo labai siaurą pritaikymą – priedas prie branduolinio kuro. Iš natūralių šaltinių – urano dervos perdirbimo liekanų – tradiciniais metodais galima gauti tik protaktininį-231 (231 Pa). Be to, 231 Pa tradiciniu būdu gali būti gaunamas apšvitinant torį-230 (230 Th) lėtais neutronais:

Izotopas 233 Pa taip pat gaunamas iš torio:

Kaip priedas prie branduolinio kuro, protaktino dedama 0,34 gramo protaktino 1 tonai urano, o tai labai padidina urano energetinę vertę ir urano (urano ir protaktino mišinio) degimo efektyvumą. Protaktino gavimas mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu leidžia pigiai už savikainą ir saugiu būdu gauti protaktino neribotais kiekiais (kilogramais, tonomis, tūkstančiais tonų ir kt.). Protaktino gavimas mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu išsprendžia pigios energijos, energetinių žaliavų ir didelio efektyvumo gaminio prieinamumo klausimą bei užtikrina protaktino poreikį kitose mokslo ir technologijų srityse.

Domina įvairūs torio izotopai (toris-227, toris-228, toris-230, toris-234 ir kiti), kurių pusėjimo trukmės skiriasi, kurių nėra natūraliame toriuje, gauti mikrobiologiniu cheminių elementų transmutacijos metodu. mokslinių tyrimų tikslais, taip pat yra svarbūs energijos šaltiniai ir žaliavos kitiems izotopams ir elementams gauti.

Uranas ir jo izotopai

Šiuo metu žinomi 23 dirbtiniai radioaktyvieji urano izotopai, kurių masės skaičiai nuo 217 iki 242. Svarbiausi ir vertingiausi urano izotopai yra uranas-233 ir uranas-235. Uranas-233 (233 U, T 1/2 \u003d 1,59 10 5 metai) gaunamas apšvitinant torį-232 neutronais ir gali dalytis veikiamas šiluminių neutronų, todėl tai yra perspektyvus kuras branduoliniams reaktoriams:

Tačiau šis procesas yra labai sudėtingas, brangus ir pavojingas aplinkai. Vertingo izotopo urano-235 (235 U) kiekis gamtiniame urane yra mažas (0,72 % gamtinio urano), o jo tradicinis atskyrimas nuo kitų urano izotopų (pavyzdžiui, centrifugavimas lazeriu) ir išskyrimas yra susijęs su dideliu techniniu, ekonominiu požiūriu. ir aplinkosaugos sunkumai, nes reikalauja didelių sąnaudų, brangios ir sudėtingos įrangos ir yra nesaugu žmonėms ir aplinkai. Urano izotopas-233 (233 U) gamtiniame urane nerasta, o tradicinė jo gamyba branduoliniuose reaktoriuose siejama su panašiais sunkumais ir pavojais.

Uranas plačiai paplitęs gamtoje. Urano kiekis žemės plutoje yra 0,0003 % (masės), jūros vandenyje – 3 µg/l. Urano kiekis 20 km storio litosferos sluoksnyje vertinamas 1,3·10 14 tonų.Pasaulio urano gamyba 2009 metais siekė 50 772 tonas, pasaulio ištekliai 2009 metais siekė 2 438 100 tonų. Taigi pasaulio urano atsargos ir pasaulinė gamtinio urano gamyba yra gana didelė. Problema ta, kad pagrindinė atsargų ir produkcijos dalis (99,27 proc.) tenka gamtinio urano izotopui uranui-238 (atitinka izotopų procentą gamtiniame urane), t.y. iki mažiausiai naudingo ir mažiausiai energijos turinčio urano izotopo. Be to, tradicinis urano izotopų atskyrimas vienas nuo kito (šiuo atveju urano-235 nuo urano-238) yra itin sudėtingas, brangus ir aplinkai nesaugus. EBPO duomenimis, pasaulyje veikia 440 komercinių branduolinių reaktorių, kurie per metus sunaudoja 67 000 tonų urano. Tai reiškia, kad jo gamyba sudaro tik 60% suvartojamo kiekio (likusi dalis išgaunama iš senų branduolinių galvučių). Vertingiausi šiuo atveju yra urano izotopai - uranas-233 ir uranas-235 (branduolinis kuras), kurių labui po perdirbimo pakartotinai naudojami panaudoto branduolinio kuro elementai iš atominių elektrinių ir iš kovinės tarnybos pašalintos branduolinės galvutės. 238 U branduoliai dalijami tik paėmus greitieji neutronai kurių energija ne mažesnė kaip 1 MeV. 235 U ir 233 U branduolių dalijimasis pagaunant tiek lėtus (terminius), tiek greituosius neutronus, taip pat spontaniškai, o tai ypač svarbu ir vertinga.

Mikrobiologinis cheminių elementų transmutacijos metodas leidžia praktiškai neribotais kiekiais gauti iš natūralaus urano (iš izotopo urano-238) retų ir vertingų urano izotopų - urano-232, urano-233, urano-234, urano-235. , uranas-236 ir kiti vertingi cheminiai elementai bei jų izotopai: neptūnas-236, neptūnas-237, neptūnas-238, plutonis-236, plutonis-238, americis-241, protaktinas-231, protaktinas-234, tonas-27, toris-228, toris-230, aktinis-227, radis-226, radis-228, radonas-222, polonis-209, polonis-210. Šių gautų elementų pramoninė, techninė ir energetinė vertė, taip pat pardavimo rinkos vertė yra daug didesnė nei pirminio elemento – urano-238.

Neptūnas

Neptūnas Žemėje randamas tik nedideliais kiekiais, jis buvo gautas dirbtinai iš urano per branduolines reakcijas.

Neptūnį-237 apšvitinant neutronais, gaunami masės kiekiai izotopiškai gryno plutonio-238, kuris naudojamas mažo dydžio radioizotopiniuose energijos šaltiniuose, RTG (RTG - radioizotopinis termoelektrinis generatorius), širdies stimuliatoriuose, kaip šilumos šaltinis radioizotopinėje energijoje. šaltiniai ir neutronų šaltiniai . Grynojo metalo kritinė neptunio-237 masė yra apie 57 kg, todėl šis izotopas praktiškai gali būti panaudotas branduolinio ginklo gamyboje.

Americium

Americis-241 gaunamas švitinant plutonį neutronais:

Americis-241 yra vertingas retas cheminis elementas ir izotopas, jo tradicinė gamyba branduoliniuose reaktoriuose siejama su įprastais sunkumais ir didelėmis sąnaudomis gauti aktinidus, todėl americis turi didelę rinkos vertę, yra paklausus ir gali būti naudojamas įvairiose mokslo, pramonės ir technologijų srityse.

Mikrobiologinis cheminių elementų transmutacijos metodas leidžia gauti praktiškai neribotą kiekį neptūno-236, neptūnio-237, neptūno-238, plutonio-236, plutonio-238, americio-241 ir kitų neptunio, plutonio ir amero izotopų.

Toliau pateiktose diagramose ir lentelėse dažniausiai naudojami santrumpos:

Uranas-238, 238 U - čia - 238 yra santykinė atominė masė, tai yra bendras protonų ir neutronų skaičius.

P yra protonas.

N arba n yra neutronas.

α – alfa dalelė, t.y. du protonai ir du neutronai.

(-α) - alfa dalelė, išsiskirianti iš atomo (iš elemento) mūsų reakcijose, o serijos numeris (branduolinis krūvis) sumažėja dviem vienetais ir elementas virsta lengvesniu, esančiu per ląstelę periodinėje lentelėje. Mendelejevo elementai (paslinkimas dviem langeliais atgal). Tada santykinė atominė masė sumažinama keturiais vienetais.

Beta skilimas yra transformacija, kai elemento eilinis skaičius (branduolinis krūvis) pasikeičia vienu, o santykinė atominė masė (bendras protonų ir neutronų skaičius) išlieka pastovus.

(+β) - teigiamai įkrautos pozitroninės dalelės emisija, arba neigiamai įkrauto elektrono gaudymas branduoliu: abiem atvejais elemento eilės numeris (branduolių krūvis) sumažėja vienu.

Stebimi vadinamojo „uždelsto neutrono“ (dažniau nei vieno ar dviejų) emisijos reiškiniai po beta skilimo. Tuo pačiu metu naujas cheminis elementas, susidaręs beta skilimo metu, po uždelsto neutrono (neutronų) emisijos, išlaiko savo naują vietą ir ląstelę periodinės elementų sistemos lentelėje, nes išlaiko branduolio krūvį (skaičius protonų), bet praranda atominę masę, sudarydamas naujus, lengvesnius, izotopus.

(-n) - „uždelstas neutronas“, neutronas, išsiskiriantis iš atomo po beta skilimo, o naujo elemento atominė masė sumažėja vienu.

(-2n) – du „uždelsti neutronai“, išsiskiriantys iš atomo po beta skilimo, naujojo elemento atominė masė sumažėja dviem vienetais.

(ă) – „uždelsta“ alfa dalelė (izotopinio skilimo tipas), išsiskirianti iš atomo (elemento) po beta skilimo. Šiuo atveju serijos numeris (branduolių krūvis) sumažėja dviem vienetais, o santykinė elemento atominė masė sumažėja 4 vienetais.

Yra dar viena cheminio elemento transmutacija (perkelkite dvi ląsteles atgal pagal periodinės cheminių elementų lentelės lentelę).

T 1/2 arba T yra elemento izotopo pusinės eliminacijos laikas.

Autoriai atliko daugybę sėkmingų atkuriamų eksperimentų su įvairiomis rūdomis ir žaliavomis. Žaliavos, turinčios radioaktyviųjų elementų, buvo apdorojamos vandeniniu Thiobacillus genties bakterijų tirpalu, esant elementams, kurių s, p, d ir f elementų kintamasis valentingumas sukuria standartinį redokso potencialą (pavyzdžiui, Sr 2+ , azotas). N 5+ /N 3-, siera S 6+ /S 2- arsenas As 5+ /As 3+, geležis Fe 3+ /Fe 2+, manganas Mn 4+ /Mn 2+, molibdenas Mo 6+ /Mo 2 +, kobaltas Co 3+ /Co 2+, vanadis V 5+ /V 4+ ir kiti). Buvo naudojamos įvairios Thiobacillus genties bakterijos, geležį oksiduojančios ir sierą oksiduojančios bakterijos (termofilinės ir kitos), dalyvaujančios metalų redokso procesuose, ir visada buvo pasiektas teigiamas poveikis. Autoriai atliko 2536 eksperimentus. Gauti eksperimentiniai duomenys buvo statistiškai apdoroti (žr. 1, 2, 3, 4 lenteles) ir atspindėti įvairių vertingų urano, protaktino, torio, aktinio, radžio, polonio ir kitų elementų izotopų gavimo schemose (žr. 1-17 pav. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 schemos). Reakcijų ir izotopinių perėjimų schemos neprieštarauja, o patvirtina egzistuojančią radioaktyviųjų skilimų teoriją.

Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai Saudo Arabijos sulfidinės rūdos, turinčios urano ir torio, buvo naudojamos kaip žaliavos mikrobiologiniam apdorojimui (1 lentelė, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 pav.) . Saudo Arabijos rūdoje taip pat buvo elementų fosforo, arseno, vanadžio, daugiausia oksiduoto pavidalo (fosfatai, arsenatai, vanadatai), ir geležies - tiek oksiduota, tiek redukuota. Todėl, siekiant sukurti didelį redokso potencialą fermentatoriuje, žaliava buvo apdorota Thiobacillus acidophilus padermės DSM-700 mikroorganizmais vandeniniame tirpale elementų su kintamu valentiškumu, kurie tirpale yra redukuota forma: Mn +4, Co + 2, Fe +2, N -3, S -2 (druskų pavidalu), jų bendra masė 0,01% terpės masės.

Auginant mikroorganizmus Thiobacillus acidophilus padermė DSM-700, buvo naudojamos standartinės maistinės terpės (pvz., Leten ir Waksman terpės Thiobacillus ferrooxidans, 9K terpė ir terpė kitoms geležį ir sierą oksiduojančioms bakterijoms). Į standartines maistinių medžiagų terpes buvo dedama kintamo valentingumo elementų – transelementų (elementų, pernešančių elektronus, pavyzdžiui, Mg, Mn, Co, Mo, Zn, Cu, Fe druskų pavidalu), kurių bendra masė sudaro 0,01 % masės. terpė, organinių žaliavų hidrolizės produktai, pavyzdžiui, žuvies, mėsos ar medienos perdirbimo atliekų (2 % masės, iš aplinkos) ir žaliavų (urano ar torio turinčių rūdų arba radioaktyviųjų atliekų hidrolizė). 1,5 % masės, iš aplinkos). Į fermentacijos terpę, kurioje yra 10 % žaliavos (rūdos), įpilta 10 % auginimo terpės tirpalo su fakultatyviniais autotrofiniais mikroorganizmais, atrinktais eksponentinės augimo stadijoje.

Transmutacijos procesas buvo atliktas dešimtyje fermentacijos kratymo kolbų. Tirpalo pH buvo reguliuojamas 10 normalios sieros rūgšties, tirpalo pH procese palaikomas 0,8-1,0 ribose. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus. Redokso potencialas (Eh) transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje yra 635 mV. Maišymo greitis 300 aps./min. Kietosios fazės ir skysčio santykis buvo 1:10 (100 gramų rūdos viename litre vandeninio tirpalo). Kasdien, kas 24 valandas, buvo matuojamas tirpalo pH ir Eh, cheminių elementų ir izotopų koncentracija tirpale, taip pat stebima mikroorganizmų gyvybinė veikla. Procesas buvo atliktas devynias dienas. Naudoti vandeninių tirpalų ir rūdos analizės metodai: elementų kiekiui nustatyti naudotas rentgeno fluorescencinis metodas, instrumento tipas: CYP-02 "Renom FV"; S2 PICOFOX. Taip pat buvo naudojamas atominės adsorbcijos metodas. Izotopų sudėtis buvo nustatyta masės spektroskopijos būdu. Mikrobiologinių ląstelių įkrovimo charakteristikos buvo nustatytos elektroforetiniu mobilumu automatiniu mikroskopu Parmoquant-2. Pagal prietaiso duomenis nustatyta kokybinė ir kiekybinė galutinių produktų sudėtis. Atliktų ir statistiškai apdorotų eksperimentų rezultatai, priklausomai nuo proceso laiko, pateikti 1 lentelėje. Pav. 1 paveiksle parodyta pirminės Saudo Arabijos rūdos spektrograma be mikrobiologinio apdorojimo ir be cheminių elementų transformacijos. 2, 3, 4, 5, 6, 7 paveiksluose pateiktos Saudo Arabijos rūdos mikrobiologinio apdorojimo metu vykstančių cheminių elementų transmutacijos analizių spektrogramos, priklausomai nuo proceso laiko po 48 valandų (2 dienos), 72 valandų (3). dienos), atitinkamai 120 valandų (5 dienos), po 120 valandų (5 dienos), po 168 valandų (7 dienos), po 192 valandų (8 dienos).

2 schema. Protaktinio-231 (231 Pa) mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U) įvairiais būdais.

6 schema. Radžio-226 (226 Ra) ir radžio-228 (228 Ra) mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U) (žr. 6-1) ir iš natūralaus torio-232 (232 Th) (žr. 6 -2). ) atitinkamai:

Proceso atlikimo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai – urano rūda iš Šiaurės Vakarų Afrikos, kurioje yra redukuoto urano, torio, sieros ir arseno (metalų sulfidų) buvo naudojama kaip žaliava mikrobiologiniam perdirbimui. , arsenidai, sulfoarsenidai). Todėl, siekiant sukurti didelį redokso potencialą, žaliava buvo apdorota Thiobacillus aquaesulis padermės DSM-4255 mikroorganizmais kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, kurie tirpale yra oksiduota forma: N +5, P +5 (fosfatų pavidalu), As +5, S +6, Fe +3, Mn +7, jų bendra masė 0,01% terpės masės. Redokso potencialas (Eh) transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje yra 798 mV. Proceso temperatūra 30-35 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2-2,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų. Atliktų ir statistiškai apdorotų eksperimentų rezultatai, priklausomai nuo proceso laiko, pateikti 2 lentelėje. proceso, po 24 valandų (1 diena), po 144 valandų (6 dienos), po 168 valandų (7 dienos), po 192 valandų (8 dienų), po 480 valandų (20 dienų) parodyta 8, 9 paveiksluose. , 10, 11, atitinkamai.

1 schema. Įvairių vertingų urano, protaktino, torio, aktinio, radžio, polonio izotopų mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U):

2 schema. Urano-233 (233 U) gavimas mikrobiologiniu metodu iš urano-238 (238 U) įvairiais būdais.

Schema 4. Mikrobiologinė torio-230 (230 Th) gamyba iš urano-238 (238 U).

Be to, procesas arba sustoja (ir išsiskiria 230 Th), jei toris-230 yra galutinis proceso tikslas. Arba procesas tęsiasi tol, kol gaunami vertingi ir reti radioaktyvūs radžio (226 Ra), radono, astatino, polonio, bismuto, švino izotopai:

5 schema. Aktinio-227 (227 Ac) mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U) įvairiais būdais.

7 schema. Vertingiausių ir stabiliausių polonio izotopų (210 Po, 209 Po, 208 Po) gavimas mikrobiologiniu metodu iš urano-238 (238 U).

Proceso atlikimo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai Jordano urano rūda, kurioje yra oksiduotų elementų uranas, toris, fosforas, arsenas, geležis, vanadis forma buvo naudojama kaip žaliava mikrobiologiniam perdirbimui (fosfatai, arsenatai, vanadatai), ir redukuota forma. Todėl, siekiant sukurti didelį redokso potencialą, žaliava buvo apdorota mikroorganizmais Thiobacillus halophilus padermė DSM-6132 vandeniniame tirpale elementų su kintamu valentingumu, kurie turi redokso gebėjimą: Rb +1, Sr +2, S 0 /S -2, Re +4 / Re +7 , As +3 /As +5 , Mn +4 /Mn +7 , Fe +2 /Fe +3 , N -3 /N +5 , P +5 , S -2 /S +6 bendroje jų masėje 0,01% terpės masės. Redokso potencialas (Eh) transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje yra 753 mV. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2,0-2,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų. Atliktų ir statistiškai apdorotų eksperimentų rezultatai, priklausomai nuo proceso laiko, pateikti 3 lentelėje. Cheminių elementų transmutacijos analizių spektrogramos mikrobiologinio Jordano urano rūdos apdorojimo metu, priklausomai nuo proceso laiko. , po 24 valandų (1 diena), po 120 valandų (penkios dienos) , po 192 valandų (8 dienos), parodyta atitinkamai 12, 13, 14 paveiksluose.

3 schema. Protaktinio-231 (231 Pa) mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U) įvairiais būdais.

Schema 4. Mikrobiologinė torio-230 (230 Th) gamyba iš urano-238 (238 U).

Be to, procesas arba sustoja (ir išsiskiria 230 Th), jei toris-230 yra galutinis proceso tikslas. Arba procesas tęsiasi tol, kol gaunami vertingi ir reti radioaktyvūs radžio (226 Ra), radono, astatino, polonio, bismuto, švino izotopai:

5 schema. Aktinio-227 (227 Ac) mikrobiologinė gamyba iš urano-238 (238 U) įvairiais būdais.

6-1 diagrama. Radžio-226 (226 Ra) gavimas mikrobiologiniu metodu iš urano-238:

7 schema. Vertingiausių ir stabiliausių polonio izotopų (210 Po, 209 Po, 208 Po) gavimas mikrobiologiniu metodu iš urano-238 (238 U).

Proceso vykdymo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai naudojamas monazito toris, kuriame yra smėlis iš Indijos vandenyno pakrantės, kurio sudėtyje yra elementų toris, fosforas, arsenas, silicis , aliuminis, taip pat ceris ir kiti lantanidai, dažniausiai redukuoti. Todėl, siekiant sukurti didelį redokso potencialą, žaliava buvo apdorota Thiobacillus ferrooxidans DSM-14882 paderme vandeniniame tirpale elementų su kintamu valentingumu, kurie yra tirpale oksiduota forma: N +5, P +5, As + 5, S +6, Fe + 3, Mn +7, jų bendra masė 0,01% terpės masės. Redokso potencialas (Eh) transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje yra 717 mV. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 1,0-1,5. Procesas trunka dešimt dienų. Atliktų ir statistiškai apdorotų eksperimentų rezultatai, priklausomai nuo proceso laiko, pateikti 4 lentelėje Indijos vandenyno pakrantės torio turinčio smėlio mikrobiologinio apdorojimo metu cheminių elementų transmutacijos analizių spektrogramos, priklausomai nuo proceso metu po 24 valandų (1 para), po 120 valandų (penkios paros), po 240 valandų (dešimties dienų) parodyta atitinkamai 15, 16, 17 paveiksluose.

6-2 diagrama. Radžio-228 (228 Ra) gavimas mikrobiologiniu metodu iš natūralaus torio-232:

8 schema. Įvairių torio, aktinio, radžio, polonio izotopų gavimas mikrobiologiniu metodu iš natūralaus torio-232 (232 Th):

Proceso vykdymo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai polonis-209, gautas mūsų procese iš aktinidų, buvo naudojamas kaip žaliava mikrobiologiniam perdirbimui. , kuris toliau virsta (skyla) gyvsidabrio, aukso ir platinos izotopais (10 schema). Žaliavos buvo apdorotos mikroorganizmais Thiobacillus aquaesulis kamienu DSM-4255 kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, turinčiame redoksinę savybę: Rb +1 , Sr +2 , S 0 /S -2 , Re +4 /Re +7 , As +3 / As +5 , Mn +4 /Mn +7 , Fe +2 /Fe +3 , N -3 /N +5 , P +5 , S -2 /S +6 jų bendra masė 0,01 % terpės masė. Redokso potencialas (Eh) transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje yra 698 mV. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2,0-2,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų.

Remdamiesi gautais eksperimentiniais ir statistiškai apdorotais duomenimis, autoriai išvedė tokią schemą:

10 schema. Stabilių gyvsidabrio ir aukso izotopų (197 Au) gavimas mikrobiologiniu metodu inicijuojant ir pagreitinant reakcijas iš polonio-209 (209 Po):

.

Proceso atlikimo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminių elementų transmutacijai ir naujų elementų bei izotopų gamybai polonis-208, gautas mūsų procese iš aktinidų, buvo naudojamas kaip žaliava mikrobiologiniam perdirbimui. , kuris toliau virsta (skyla) gyvsidabrio, aukso ir platinos izotopais (11 schema). Žaliavos buvo apdorotos mikroorganizmais Thiobacillus ferrooxidans padermė DSM-14882 kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, turinčiame redokso gebėjimą: Rb +1 , Sr +2 , S 0 /S -2 , Re +4 /Re +7 , As +3 / As +5 , Mn +4 /Mn +7 , Fe +2 /Fe +3 , N -3 /N +5 , P +5 , S -2 /S +6 jų bendra masė 0,01 % terpės masė. Transmutacijos proceso tirpale logaritminėje stadijoje Eh=753 mV. Buvo naudojami mikroorganizmai Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 1,0-1,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų. Remdamiesi gautais eksperimentiniais ir statistiškai apdorotais duomenimis, autoriai išvedė tokią schemą:

11 schema. Stabilių gyvsidabrio, talio, platinos (195 Pt) ir aukso (197 Au) izotopų gavimas mikrobiologiniu metodu, inicijuojant ir pagreitinant reakcijas iš polonio-208:

Proceso vykdymo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminiams elementams transmutuoti ir naujiems elementams bei izotopams gauti, plutonio mėginiai buvo naudojami kaip žaliava mikrobiologiniam apdorojimui, siekiant paversti plutonį-239 į uraną-235, protaktininį- 231 ir aktinium-227 (schema 12).Žaliava buvo apdorota mikroorganizmais Thiobacillus thioparus padermė DSM-505 kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, kurių redokso geba: Rb +1, Sr +2, S 0 /S - 2, Re +4 /Re +7, As +3 /As +5, Mn +4 /Mn +7, Fe +2 /Fe +3, N -3 /N +5, P +5, S -2 / S +6 jų bendroje masėje 0,01 % terpės masės. Redokso potencialas (Eh) transformacijos proceso tirpale logaritmine

transmutacijos proceso etapai Eh=759 mv. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2,0-2,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų. Remdamiesi gautais eksperimentiniais ir statistiškai apdorotais duomenimis, autoriai išvedė tokią schemą:

12 schema. Urano-235, torio-231, protaktino-231 ir aktinio-227 gavimas mikrobiologiniu metodu su plutonio-239 skilimo reakcijų pagreitinimu (gali būti naudojamas ginklui tinkamas plutonis arba plutonis yra šalutinis branduolio produktas šalinamų AE kuro strypų deginimas):

Procesą galite sustabdyti bet kuriame etape, gaudami 235 U, arba 231 Th, arba 231 Pa, arba 227 Ac, arba jų mišinius įvairiomis proporcijomis. Arba galite tęsti elementų ir izotopų konvertavimą iš aktinio-227 į 210 Po, 209 Po, 208 Po, gaudami tarpinius elementus pagal 7-1 schemą.

Proceso atlikimo būdas yra toks pat kaip ir 1 pavyzdyje. Cheminiams elementams transmutuoti ir gauti naujų elementų bei izotopų, plutonio mėginiai buvo naudojami kaip žaliava mikrobiologiniam apdorojimui, siekiant paversti plutonį-241 į americį-241 ir neptunį. 237 (13 schema). 241 Pu, branduolinių reakcijų, vykstančių deginant kuro strypus atominėse elektrinėse, šalutinis produktas, kuris turi būti šalinamas, buvo paimtas kaip branduolinės atliekos ir pramoninio urano deginimo šalutinis produktas. Žaliavos buvo apdorotos mikroorganizmais Thiobacillus tepidarius padermė DSM-3134 kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, turinčiame redoksinę gebą: Rb +1 , Sr +2 , S 0 /S -2 , Re +4 /Re +7 , As +3 / As +5 , Mn +4 /Mn +7 , Fe +2 /Fe +3 , N -3 /N +5 , P +5 , S -2 /S +6 jų bendra masė 0,01 % terpės masė. Eh=736 mV. Proceso temperatūra 28-32 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2,0-2,5.

13 schema. Mikrobiologinė americio-241 (241 Am) ir neptunio-237 (237 Np) gamyba iš plutonio-241, inicijuojant ir pagreitinant skilimo reakcijas:

Procesą galima sustabdyti arba sulėtinti americio-241 gavimo stadijoje, pasirinkus pastarąjį. 9 pavyzdys

Šis pavyzdys parodo cheminių elementų transmutacijos proceso intensyvėjimą, kai jis sulėtėja veikiant ribojantiems veiksniams. Proceso atlikimo būdas ir žaliavos yra tokios pat kaip 2 pavyzdyje. Kontrolinis variantas: Urano rūda iš Šiaurės Vakarų Afrikos taip pat buvo naudojama kaip žaliava, tačiau skirtumas nuo 2 pavyzdžio buvo didesnis rūdos kiekis tirpale: kietosios fazės (rūdos) ir skystosios fazės santykis buvo 1:3 (100 gramų rūdos 300 ml vandeninio tirpalo). Žaliavos buvo apdorotos mikroorganizmais Thiobacillus aquaesulis padermė DSM-4255 kintamo valentingumo elementų vandeniniame tirpale, kurie yra tirpale oksiduota forma: N +5 , P +5 (fosfatų pavidalu), As +5 , S +6 , Fe +3 , Mn +7, jų bendra masė 0,01 % terpės masės, kaip 2 pavyzdyje. Eh=410 mV. Proceso temperatūra 30-35 laipsniai Celsijaus, terpės pH 2,0-2,5. Procedūros trukmė yra dvidešimt dienų. Bakterijų krūvis artimas nuliui. Mikrobų ląstelių elektroforezinis mobilumas (EPM) yra 0,01 V -1 × cm 2 × sek -1. Pradinis urano-238 kiekis terpėje buvo 280 g/l. Penktą proceso dieną urano-238 kiekis sumažėjo iki 200,52 mg/l, tačiau terpėje nerasta protaktinio-231, aktinio-227 ir polonio izotopų, o torio-234, protaktinio-234 izotopų. , protaktinas-233, uranas -234 (pirminiai urano-238 transmutacijos produktai). Urano-238 transmutacijos ir naujų elementų bei izotopų susidarymo procesai buvo sulėtėję, lyginant su 2 pavyzdžiu, kuriame kietosios fazės (rūdos) ir skystosios fazės santykis buvo 1:10 (100 gramų rūdos). 1000 ml vandeninio tirpalo). Proceso sulėtėjimas yra susijęs su padidėjusia metalo jonų koncentracija tirpale, kai vienoje rūdoje yra nedidelis vandens kiekis. Eksperimentinis variantas: Tame pačiame tirpale su ribotu vandeniu, kuriame kietosios fazės (rūdos) ir skystosios fazės santykis buvo 1:3 (100 gramų rūdos 300 ml vandeninio tirpalo), papildomai 0,001 g/l. poliamfolito – poliakrilo rūgšties kaprolaktamo (akrilo rūgšties ir kaprolaktamo santykis 9:1). Mikrobų ląstelių elektroforezinis mobilumas (EPM) lygus 0,89 V -1 × cm 2 × sek -1, mikroorganizmų krūvis iš izoelektrinio taško pasislinko į neigiamą pusę. Eh=792 mV Penktą dieną urano-238 kiekis tirpale tapo lygus 149,40 mg/l, atsirado izotopų - tolesnio skilimo produktai: uranas-232, uranas-233, protaktinas-231, aktinis-227, radžio-226, polonio -210, 209 ir 208 yra daug. Procesas buvo paspartintas. Remiantis eksperimentiniais duomenimis, buvo gauta bendra įvairių urano-238 skilimo krypčių ir grandinių schema, kai iš jo mikrobiologiniu metodu gaunami įvairūs vertingi urano, protaktino, torio, aktinio, radžio, polonio ir kitų elementų izotopai ( 18 pav.).

Elektroninio perėjimo energija (keV), kuri buvo naudojama cheminiams elementams nustatyti rentgeno fluorescencijos metodu (nuo 1 iki 17 pav.), parodyta 5 lentelėje.

1. Mikrobiologinis cheminių elementų transmutacijos ir cheminių elementų izotopų konversijos būdas, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad radioaktyviosios žaliavos, turinčios radioaktyvių cheminių elementų arba jų izotopų, apdorojamos vandenine Thiobacillus genties bakterijų suspensija, esant elementams. su kintamu valentingumu.

2. Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad būdas yra vykdomas gaminant polonį, radoną, francį, ralį, aktinį, torią, protaktinumą, uraną, neptūną, amerikį, nikelį, manganą, bromą, hafnį, iterbį. , gyvsidabris, auksas, platina ir jų izotopai.

3. Būdas pagal 1 arba 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad rūdos arba radioaktyviosios atliekos iš branduolinių ciklų yra naudojamos kaip radioaktyvios žaliavos, turinčios radioaktyvių cheminių elementų.