Рис. 3. Фрагмент самоподобной внутреннней структуры протона.
Внутренняя структура протона образуется системой последовательных вложений, основанной на едином алгоритме. На каждом структурном уровне фрактальная субструктура повторяет фрактал предыдущего уровня. Исследование фрактала протона показывает, что внутренняя структура протона имеет квантованность, пространственную упорядоченность и иерархию внутренего строения. Для внутренней струтуры протона свойственна определенная иерархия характерных частот. Таким образом, наряду с пространственной упорядоченностью, которая проявляется в фрактальной структуре протона, существует и временная упорядоченность, которая проявляется в характерных частотах.
Фрактал протона позволил получить теоретическим расчетом фундаментальную константу протона mp/me =1836,1526, что указывает на экспериментальное подтверждение теории внутренней структуры протона [6,8,10]. Раскрытие закономерности внутренней структуры протона дает ключ к пониманию причины его исключительной стабильности и открывает доступ к новым способам получения энергии.
3. Индуцированный распад протона.
Теория внутренней структуры протона указывает на то, что возможен процесс индуцированного распада протона. Существуют условия, при которых протон теряет устойчивость. Если внешнее энергетическое воздействие превысит внутреннюю энергию, определяющую стабильность протона, то возможна деструктуризация частицы. Условием, приводящим к реализации такого процесса, является сообщение протону энергии, которая должна превышать определенную пороговую величину [8].
Из фрактала протона следует, что энергия протона разделяется на две составляющие. Первая составляющая представляет собой суммарную энергию покоя вещественных образований, участвующих в формировании структуры протона.Вторая составляющая представлена слагаемыми, которые задают величину энергии, определяющую стабильность протона. Фрактальный закон формирования внутренней структуры протона позволил открыть новую безразмерную физическую константу (P), относящуюся к внутренней структуре протона [6, 11, 13]. Эта константа фрактальной структуры протона, она отражает степень его устойчивости. Ее значение равно: P=210,8473325(39). Константа фрактальной структуры протона P представляет собой десятикомпонентный дискретный ряд чисел. Десятикомпонентному дискретному ряду константы фрактальной структуры протона P соответствует дискретный ряд внутренней энергии протона. Эта энергия определяет степень устойчивости протона. Значение энергии равна 107,7427553(65) МэВ и составляет около 11,5% от энергии покоя этой частицы [6, 8, 11]. Исследования показали, что эта энергия представляет собой набор дискретных уровней и содержит 10 составляющих:
E = 54,9 + 20,35 + 13,35 + 8,23 + 4,84 + 2,84 + 1,62 + 0,87 + 0,48 + 0,26 (МэВ) = 107,74 МэВ.
Это важнейшая характеристика протона, знание которой является ключевым моментом для реализации нового способа получения энергии. Если протону сообщить дополнительную энергию (≈108 MэВ), то он станет нестабильным и распадется на легкие частицы, имеющие очень малое время жизни, в результате чего произойдет полное его превращение в энергию. Отметим следующую важную особенность индуцированного распада протона, связанную с его фрактальным строением. Прямое сообщение протону энергии 107,74 МэВ, например, путем его ускорения, не приведет к его распаду, поскольку дополнительная энергия должна быть структурирована в соответствии с фрактальным законом внутреннего строения протона.
В формировании структуры протона принимают участие зарядово-сопряженные частицы. В формировании структуры протона реализован рекурсивный алгоритм [4, 8, 10]. Процесс деструктуризации протона также подчиняется рекурсивному алгоритму. Из фрактала протона следует, что при деструктуризации частицы также будут появляться зарядово-сопряженные частицы в результате распада промежуточных частиц.
На рис. 4 приведен "перевернутый фрактальный треугольник", отражающий динамику индуцированного распада протона.
P1 = 2(2(2(2(2(2(2(2(2(2+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1
P2 = 2(2(2(2(2(2(2(2(2+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l
P3 = 2(2(2(2(2(2(2(2+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l
P4 = 2(2(2(2(2(2(2+l)+l)+l)+l)+l)+l)+l
P5 = 2(2(2(2(2(2+l)+l)+l)+l)+l)+l
P6 = 2(2(2(2(2+l)+l)+l)+l)+l
P7 = 2(2(2(2+l)+l)+l)+l
P8 = 2(2(2+l)+l)+l
P9 = 2(2+l)+l
P10 = (2+1)
P11 = 2
Рис. 4. Перевернутый фрактальный треугольник, отражающий динамику индуцированного распада протона.
Распад протона происходит за десять шагов и реализуется по фрактальному алгоритму. Все промежуточные вещественные образования, значение массы которых находится в промежутке между массой электрона и массой протона неустойчивы и имеют конечное время жизни. Протон проходит процесс деструктуризации путем десятишаговой цепочки превращений, порождая промежуточные вещественные образования, пока не появятся зарядово-сопряженные частицы минимальной структурной сложности, после чего происходит полное превращение вещества в энергию [6, 8, 12].
Схему индуцированного распада протона можно представить в виде (рис. 5):
Рис. 5. Схема индуцированного распада протона.
Индуцированный распад протона – это новый физический эффект, с которым непосредственно связана физическая константа фрактальной структуры протона P. При индуцированном распаде протона на конечной стадии энергопреобразований не появляется опасное для биосферы вещество. В данной схеме энергопреобразований отсутствуют реакции синтеза, а вместо них реализуется реакция деструктуризации вещества посредством индуцированного распада протона. В результате высвобождается энергия, содержащаяся в протоне. Эта энергия огромна! Преобразование вещества в энергию позволяет получать беспрецедентно высокие уровни энергии и сделать процесс получения энергии экологически чистым. Новая схема энергопреобразований выглядит так: "вещество в начале энергопреобразований –энергия в конце энергопреобразований".
4. Цепная реакция индуцированного распада протонов.
Как отмечалось выше, доля энергии, обеспечивающая устойчивость протона, составляет величину около 11,5 % от его энергии покоя. Расчеты показывают, что энергии одного протона достаточно для того, чтобы при распаде инициировать распад еще 8 протонов. При соответствующих условиях возможна цепная реакция индуцированного распада протонов, которая может поддерживаться и развиваться за счет деструктуризации вещества. При этом будет происходить генерация зарядово-сопряженных частиц, имеющих массу меньше, чем у протона. Необходимым условием, при котором возникает цепная реакция распада протонов, является получение ими дополнительной энергии не менее 107,74 МэВ на один протон. Все промежуточные зарядово-сопряженные частицы неустойчивы. При достаточном количестве зарядово-сопряженных пар суммарная энергия их рекомбинации может превысить энергию 107,74 МэВ, что является достаточным для инициирования распада другого протона. При этом возможна самоподдерживающаяся цепная реакция индуцированного распада протонов. На рис. 6 приведена схема цепной реакции индуцированного распада протонов.
Рис. 6. Схема цепной реакции индуцированного распада протонов.
Цепную реакцию индуцированного распада протонов можно реализовать в водородсодержащей среде. Идеальной средой для этой цели является вода. На рис. 7 приведена схема энергопреобразований в способе получения энергии при индуцированном распаде протонов. В качестве остаточного вещества будет выделяться кислород.
Рис. 7. Схема энергопреобразований в способе получения энергии, основанном на индуцированном распаде протонов.
5. Новая энергетическая концепция.
В реакциях деления и синтеза ядер в тепло и излучение превращается от 0,1 до 0,5 процента вещества. При химических реакциях эта величина составляет всего лишь одну десятимиллионную часть (10-7) [5]. При распаде каждый протон выделяет около 938 MэВ энергии. При этом происходит полное превращение его в энергию без образования остаточного вещества. В таблице 2 приведены приближенные значения показателей эффективности различных способов получения энергии по отношению к способам, основанным на химических реакциях.
Табл. 2.
Способы получения энергии | Удельная энергоэффективность | Показатели превышения |
Индуцированный распад протона | p+ → 938 MeV | 105 |
Управляемый термоядерный синтез | D + T → 17.6 MeV | 103 |
Распад атомных ядер | U235 → 0.85 MeV | 102 |
Сжигание энергоносителей | C + O2 → 0.0046 MeV | 1 |
Способ получения энергии, основанный на индуцированном распаде протонов по удельной энергоэффективности почти на 2 порядка превосходит термоядерный синтез и на 5 порядков (!) превосходит традиционный способ, основанный на сжигании топлива. Поскольку при сжигании 1кг нефтепродуктов выделяется 39-44 МДж энергии, а 1 г водорода при распаде протона способен дать 1027 МэВ энергии, то по энергетической эффективности 1 кг воды эквивалентен 105 тоннам нефти. В результате, вода становится самым дешевым и неисчерпаемым энергоносителем (рис. 8):