Art.90 -- Teoria generale della fusione fredda e calcolo teorico dell'energia liberata dalle trasmutazioni nucleari associate -- Antonio Dirita

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In questo articolo vogliamo provare ad ottenere la fusione nucleare con un approccio diverso da quelli indicati nell'   Art.89   , " reso
possibile dalla conoscenza della composizione dei livelli dei nuclei atomici "  
e dal fatto che la
presenza su "orbite nucleari accessibili" di un numero elevato di protoni e deutoni risolve automaticamente il problema del confinamento.
Innanzitutto osserviamo che, per essere economico, il sistema deve utilizzare nuclei già presenti nella composizione isotopica degli
elementi.
L'elemento scelto deve non essere raro e comunque facilmente disponibile. L'idea fondamentale sulla quale vogliamo sviluppare il
progetto di fusione è :
assecondare gli isotopi naturali che già naturalmente, a temperature
ordinarie, producono le reazioni che vogliamo realizzare.

Secondo questa idea, una volta individuati, con l'aiuto delle composizioni dei livelli nucleari degli isotopi pubblicate nell'   Art.77N   , gli
isotopi utili allo scopo, sarà sufficiente ottimizzare le condizioni nelle quali essi realizzano le reazioni in modo da poterne controllare la
velocità.
Per poter soddisfare tutte queste esigenze, gli isotopi che si possono usare devono essere " instabili, ma non troppo ", con vita media
piuttosto lunga, in modo che possano essere presenti in natura. Dobbiamo dunque cercarli in prossimità di quelli stabili.
Il tipo di decadimento deve essere quello a noi utile e deve avere una bassa, ma apprezzabile, probabilità di realizzarsi spontaneamente.
Queste richieste vengono certamente soddisfatte quando il decadimento viene realizzato con la cattura oppure l'assorbimento
" simultaneo " di due particelle ( compreso l'emissione α ).
Utilizzando questo criterio, dalla lista degli isotopi, isobari e isodiaferi (     Art.77N     ,     Art.78A     ,    Art.79I    ) si ricava il seguente
elenco di nuclei potenzialmente utili allo scopo.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3    4     5    6    7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((3 40. 998)/(342.05)) Ca₂₀⁴⁰ ((39.96372)/(39.96259)) 20n 2+0 8+0 9+0 1+0 0+0 0+0 0+0 ((193.51K)/
(2ce3.0⋅10²¹a)/(96.941%)
((433. 984)/(435. 05)) Cr₂₄⁵⁰ ((49.94719)/(49.94604)) 24n 2+0 8+0 10+2 2+0 0+0 0+0 0+0 ((1.1689M)/
(2ce1.3⋅10¹⁸a)/(4.345%)
((471. 857)/(471. 76)) Fe₂₆⁵⁴ ((53.93951)/(53.93961)) 26n 2+0 8+0 12+2 1+0 1+0 0+0 0+0 ((679.8K)/
(2ce>3.1⋅10²²a)/(5.845%)
((50 6. 318)/(506. 46)) Ni₂₈⁵⁸ ((57.93549)/(57.93534)) 28n 2+0 8+0 15+1 1+0 0+1 0+0 0+0 ((381.6K)/
(ce >70⋅10¹⁹a)/(68.0769%)
((5 58. 273)/(559. 10)) Zn₃₀⁶⁴ ((63.93003)/(63.92914)) 30n 2+0 8+0 16+1 0+2 0+1 0+0 0+0 ((1.0948M)/
(2ce>7.0⋅10²⁰a)/(48.268%)
((60 8. 027)/(611. 09)) Zn₃₀⁷⁰ ((69.92860)/(69.92532)) 30n 2+0 8+0 10+4 0+6 0+0 0+0 0+0 ((997.2K)/
(2β⁻>2.3⋅10¹⁷a)/(0.631%)
((6 58. 315)/(661. 60)) Ge₃₂⁷⁶ ((75.92493)/(75.92140)) 32n 2+0 8+0 10+4 0+8 0+0 0+0 0+0 ((2.03901M)/
(2β⁻1.58⋅10²¹a)/(7.83%)
((70 9. 438)/(712. 84)) Se₃₄⁸² ((81.92035)/(81.91670)) 34n 2+0 8+0 10+4 0+10 0+0 0+0 0+0 ((2.9963M)/
(2β⁻97⋅10¹⁸a)/(8.73%)
((675. 337)/(675. 58)) Kr₃₆⁷⁸ ((77.92062)/(77.92036)) 36n 2+0 8+0 18+0 1+6 0+0 1+0 0+0 ((2.8463M)/
(2ce1.5⋅10²¹a)/(0.355%)
((754. 145)/(757. 86)) Rb₃₇⁸⁷ ((86.91316)/(86.90918)) 37n 2+0 8+0 14+2 0+11 0+0 0+0 0+0 ((282.3K)/
(β⁻4.81⋅10¹⁰a)/(27.83%)
((815. 527)/(814. 68)) Zr₄₀⁹⁴ ((93.90540)/(93.90631)) 40n 2+0 8+0 16+1 0+13 0+0 0+0 0+0 ((1.1416M)/
(2β⁻>1.1⋅10¹⁷a)/(17.38%)
((815. 527)/(814. 68)) Zr₄₀⁹⁴ ((93.90540)/(93.90631)) 40n 2+0 8+0 16+1 0+13 0+0 0+0 0+0 ((1.1416M)/
(2β⁻>1.1⋅10¹⁷a)/(17.38%)
((8 28. 191)/(829. 00)) Zr₄₀⁹⁶ ((95.90914)/(95.90827)) 40n 2+0 8+0 14+2 0+13 0+1 0+0 0+0 ((3.3472M)/
(2β⁻2.35⋅10¹⁹a)/(2.80%)
((7 95. 482)/(796. 51)) Mo₄₂⁹² ((91.90791)/(91.90681)) 42n 2+0 8+0 18+0 5+8 1+0 0+0 0+0 ((1.651M)/
(2ce>19⋅10¹⁹a)/(14.77%)
((8 60. 055)/(860. 46)) Mo₄₂¹⁰⁰ ((99.90791)/(99.90748)) 42n 2+0 8+0 14+2 1+13 0+1 1+0 0+0 ((3.03439M)/
(β⁻7.3⋅10¹⁸a)/(9.67%)
(( 827. 200)/(826. 49)) Ru₄₄⁹⁶ ((95.90684)/(95.90760)) 44n 2+0 8+0 18+0 8+7 0+1 0+0 0+0 ((2.71451M)/
(2ce>67⋅10¹⁵a)/(5.54%)
((940. 295)/(940. 21)) Pd₄₆¹¹⁰ ((109.90506)/(109.90515)) 46n 2+0 8+0 18+0 0+15 0+2 0+1 0+0 ((2.002M)/
(2β⁻6⋅10¹⁷a)/(11.72%)
(( 904. 969)/(905. 14)) Cd₄₈¹⁰⁶ ((105.90664)/(105.90646)) 48n 2+0 8+0 18+0 9+8 0+2 1+0 0+0 ((2,775M)/
(2ce3.6⋅10²⁰a)/(1.25%)

1
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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3    4     5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((923. 642)/(923. 40)) Cd₄₈¹⁰⁸ ((107.90393)/(107.90418)) 48n 2+0 8+0 18+0 7+10 0+2 1+0 0+0 ((269.0K)/
(2ce1.9⋅10¹⁸a)/(0.89%)
((9 63. 818)/(963. 56)) Cd₄₈¹¹³ ((112.90412)/(112.90440)) 48n 2+0 8+0 18+0 2+14 1+2 0+1 0+0 ((321.9K)/
(β⁻8.0⋅10¹⁵a)/(12.22%)
((9 71. 975)/(972. 60)) Cd₄₈¹¹⁴ ((113.90403)/(113.90336)) 48n 2+0 8+0 18+0 0+15 1+3 1+0 0+0 ((541.4K)/
(2β⁻2.1⋅10¹⁸a)/(14.73%)
((988. 082)/(987. 44)) Cd₄₈¹¹⁶ ((115.90407)/(115.90476)) 48n 2+0 8+0 16+1 1+15 0+4 1+0 0+0 ((2.8095M)/
(2β⁻3.3⋅10¹⁹a)/(7.49%)
((978. 796)/(979. 40)) In₄₉¹¹⁵ ((114.90453)/(114.90388)) 49n 2+0 8+0 18+0 4+13 0+3 0+1 0+0 ((497.489K)/
(β⁻4.41⋅10¹⁴a)/(95.71%)
(( 954. 090)/(953. 53)) Sn₅₀¹¹² ((111.90422)/(111.90482)) 50n 2+0 8+0 18+0 10+9 0+2 0+1 0+0 ((st)/
(2ce1.3⋅10²¹a)/(0.97%)
((1049. 92)/(1050. 0)) Sn₅₀¹²⁴ ((123.90532)/(123.90527)) 50n 2+0 8+0 16+1 0+16 0+7 0+0 0+0 ((2.2896M)/
(2β⁻1.2⋅10²¹a)/(5.79%)
((1017. 56)/(1017. 3)) Te₅₂¹²⁰ ((119.90372)/(119.90402)) 52n 2+0 8+0 18+0 7+12 0+3 1+1 0+0 ((1.729M)/
(2ce2.2⋅10¹⁶a)/(0.09%)
((10 41. 15)/(1041. 3)) Te₅₂¹²³ ((122.90439)/(122.90427)) 52n 2+0 8+0 18+0 4+14 0+4 1+1 0+0 ((52.7K)/
(ce9.2⋅10¹⁶a)/(0.89%)
((10 80. 38)/(1081. 4)) Te₅₂¹²⁸ ((127.90560)/(127.904463)) 52n 2+0 8+0 18+0 0+16 0+8 0+0 0+0 ((866.5M)/
(2β⁻2.41⋅10²⁴a)/(31.74%)
((10 94. 32)/(1095. 9)) Te₅₂¹³⁰ ((129.90796)/(129.906224)) 52n 2+0 8+0 16+1 0+16 0+9 0+0 0+0 ((2.52751M)/
(2β⁻3⋅10²⁴a)/(34.08%)
((10 46. 56)/(1046. 3)) Xe₅₄¹²⁴ ((123.90557)/(123.905893)) 54n 2+0 8+0 18+0 10+10 0+5 0+1 0+0 ((2.8654M)/
(2ce1.6⋅10¹⁴m)/(0.0952%)
((1 124. 66)/(1127. 4)) Xe₅₄¹³⁴ ((133.90837)/(133.905394)) 54n 2+0 8+0 18+0 0+16 0+10 0+0 0+0 ((825.6K)/
(2β⁻5.8⋅10²²a)/(10.4357%)
((1 138. 79)/(1141. 9)) Xe₅₄¹³⁶ ((135.91053)/(135.907219)) 54n 2+0 8+0 16+1 0+16 0+11 0+0 0+0 ((2.4581M)/
(β⁻2.4⋅10²¹a)/(8.8573%)
((1093. 10)/(1092. 7)) Ba₅₆¹³⁰ ((129.90591)/(129.906321)) 56n 2+0 8+0 18+0 9+11 0+7 1+0 0+0 ((2.619M)/
(2ce4⋅10²¹a)/(0.106%)
((1110. 19)/(1110.0)) Ba₅₆¹³² ((131.90490)/(131.905061)) 56n 2+0 8+0 18+0 6+13 1+7 1+0 0+0 ((844.0K)/
(2ce3⋅10²¹a)/(0.101%)
((1155. 14)/(1155. 8)) La₅₇¹³⁸ ((137.90779)/(137.907112)) 57n 2+0 8+0 18+0 4+14 1+10 0+0 0+0 ((1.740M)/
(ce1.02⋅10¹¹a)/(0.090%)
((1139. 32)/(1138. 8)) Ce₅₈¹³⁶ ((135.90661)/(135.907172)) 58n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+8 1+0 0+0 ((2.414M)/
(2ce7⋅10¹³a)/(0.185%)
((1155. 35)/(1156.0)) Ce₅₈¹³⁸ ((137.90673)/(137.905991)) 58n 2+0 8+0 18+0 8+12 0+10 0+0 0+0 ((698.0K)/
(2ce9⋅10¹³a)/(0.251%)
((1 184. 35)/(1185. 3)) Ce₅₈¹⁴² ((141.91025)/(141.909244)) 58n 2+0 8+0 18+0 4+14 0+12 0+0 0+0 ((1.4173M)/
(2β⁻5⋅10¹⁶a)/(11.114%)
((1199. 03)/(1199. 1)) Nd₆₀¹⁴⁴ ((143.91014)/(143.910087)) 60n 2+0 8+0 18+0 8+12 0+12 0+0 0+0 ((1.9064M)/
(α2.29⋅10¹⁵a)/(23.8%)
((1 225. 25)/(1225.0)) Nd₆₀¹⁴⁸ ((147.91665)/(147.916893)) 60n 2+0 8+0 18+0 4+14 0+13 0+1 0+0 ((1.9289M)/
(2β⁻3⋅10¹⁸a)/(5.7%)
((1 236. 78)/(1237. 4)) Nd₆₀¹⁵⁰ ((149.92161)/(149.920891)) 60n 2+0 8+0 18+0 2+15 0+13 0+2 0+0 ((3.3672M)/
(2β⁻7.9⋅10¹⁸a)/(5.6%)
((1217. 30)/(1217. 3)) Sm₆₂¹⁴⁷ ((146.914898)/(146.914898)) 62n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+11 0+1 0+0 ((2.3109M)/
(α1.06⋅10¹¹a)/(14.99%)
((1224. 72)/(1225. 4)) Sm₆₂¹⁴⁸ ((147.91554)/(147.914823)) 62n 2+0 8+0 18+0 10+11 0+12 0+1 0+0 ((1.9866M)/
(α7⋅10¹⁵a)/(11.24%)
((1230. 79)/(1231. 3)) Sm₆₂¹⁴⁹ ((148.91769)/(148.917185)) 62n 2+0 8+0 18+0 7+12 1+13 1+0 0+0 ((1.8713M)/
(α>2⋅10¹⁵a)/(13.82%)
((1 266. 54)/(1266. 9)) Sm₆₂¹⁵⁴ ((153.92264)/(153.922209)) 62n 2+0 8+0 18+0 4+13 0+17 0+0 0+0 ((1.2507M)/
(2β⁻2.3⋅10¹⁸a)/(22.75%)
((1 243. 77)/(1244. 1)) Eu₆₃¹⁵¹ ((150.92025)/(150.919850)) 63n 2+0 8+0 18+0 10+10 0+15 0+0 0+0 ((1.9649M)/
(α1.7⋅10¹⁸a)/(47.81%)
((1 251. 84)/(1251. 5)) Gd₆₄¹⁵² ((151.91941)/(151.919791)) 64n 2+0 8+0 18+0 11+10 0+14 1+0 0+0 ((2.2044M)/
(α1.08⋅10¹⁴a)/(0.20%)
(( 1308. 84)/(1309. 3)) Gd₆₄¹⁶⁰ ((159.92754)/(159.927054)) 64n 2+0 8+0 18+0 2+14 1+18 1+0 0+0 ((1.7301M)/
(2β⁻3.1⋅10¹⁹a)/(21.86)
((1278. 09)/(1278.0)) Dy₆₆¹⁵⁶ ((155.92421)/(155.924283)) 66n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+13 0+2 0+0 ((2.012M)/
(2ce1.0⋅10¹⁸a)/(0.056%)
(( 1 321. 16)/(1320. 7)) Er₆₈¹⁶² ((161.92828)/(161.928778)) 68n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+15 0+2 0+0 ((1.8469M)/
(2ce1.4⋅10¹⁴a)/(0.139%)

2
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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3    4     5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1379. 00)/(1379.0)) Er₆₈¹⁷⁰ ((169.935464)/(169.935464)) 68n 2+0 8+0 18+0 6+13 0+18 0+3 0+0 ((655.6K)/
(2β⁻3.2⋅10¹⁷a)/(14.910%)
((1362. 50)/(1362. 8)) Yb₇₀¹⁶⁸ ((167.93421)/(167.933897)) 70n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+16 1+2 0+0 ((1.40927M)/
(2ce1.3⋅10¹⁴a)/(0.13%)
((1419. 20)/(1419. 3)) Yb₇₀¹⁷⁶ ((175.94266)/(175.942572)) 70n 2+0 8+0 18+0 6+13 0+19 0+4 0+0 ((1.0884M)/
(2β⁻1.6⋅10¹⁷a)/(12.76%)
((1417. 66)/(1418. 4)) Lu₇₁¹⁷⁶ ((175.94347)/(175.942686)) 71n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+18 0+4 0+0 ((1.1941M)/
(β⁻3.76⋅10¹⁰a)/(2.59%)
((1403. 73)/(1403. 9)) Hf₇₂¹⁷⁴ ((173.94026)/(173.940046)) 72n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+18 0+3 0+0 ((2.4931M)/
(α2.0⋅10¹⁵a)/(0.16%)
((1 445. 19)/(1444. 7)) Ta₇₃¹⁸⁰ ((179.94690)/(179.947465)) 73n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+19 0+4 0+0 ((847.0K)/
(ce1.2⋅10¹⁵a)/(0.012%)
(( 1 444. 83)/(1444. 6)) W₇₄¹⁸⁰ ((179.94644)/(179.946704)) 74n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+19 1+3 0+0 ((147.2K)/
(2ce6.6⋅10¹⁷a)/(0.12%)
((1 464. 94)/(1465. 5)) W₇₄¹⁸³ ((182.95085)/(182.950223)) 74n 2+0 8+0 18+0 10+11 0+20 1+4 0+0 ((1.6753M)/
(α1.3⋅10¹⁹a)/(14.31%)
(( 1 472. 79)/(1473. 6)) W₇₄¹⁸⁴ ((183.95109)/(183.950223)) 74n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+20 1+4 0+0 ((1.6514M)/
(α1.8⋅10²⁰a)/(30.64%)
(( 1486. 78)/(1485. 9)) W₇₄¹⁸⁶ ((185.95340)/(185.954364)) 74n 2+0 8+0 18+0 8+12 0+21 0+5 0+0 ((491.4K)/
(2β⁻2.3⋅10¹⁹a)/(28.43%)
((1 492. 54)/(1491. 9)) Re₇₅¹⁸⁷ ((186.95504)/(186.955753)) 75n 2+0 8+0 18+0 10+11 0+21 0+5 0+0 ((2.469M)/
(β⁻4.33⋅10¹⁰a)/(62.60%)
((1469. 96)/(1469. 9)) Os₇₆¹⁸⁴ ((183.952459)/(183.952489)) 76n 2+0 8+0 18+0 16+8 0+20 0+4 0+0 ((2.955M)/
(α5.6⋅10¹³a)/(0.02%)
((1484. 04)/(1484. 8)) Os₇₆¹⁸⁶ ((185.95466)/(185.953838)) 76n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+20 1+4 0+0 ((2.8204M)/
(α2.0⋅10¹⁵a)/(1.59%)
((1526. 31)/(1526. 1)) Os₇₆¹⁹² ((191.96127)/(191.961481)) 76n 2+0 8+0 18+0 8+12 0+22 0+6 0+0 ((408.0K)/
(2β⁻9.8⋅10¹²a)/(40.78%)
((1 510. 61)/(1509. 9)) Pt₇₈¹⁹⁰ ((189.95912)/(189.959932)) 78n 2+0 8+0 18+0 14+9 1+21 1+4 0+0 ((3.252M)/
(α6.5⋅10¹¹a)/(0.014%)
((1567. 38)/(1567.0)) Pt₇₈¹⁹⁸ ((197.96749)/(197.967893)) 78n 2+0 8+0 18+0 6+13 1+23 1+6 0+0 ((1.0492M)/
(β⁻3.2⋅10¹⁴a)/(7.163%)
((1551. 10)/(1551. 2)) Hg₈₀¹⁹⁶ ((195.96596)/(195.965833)) 80n 2+0 8+0 18+0 16+8 0+23 0+5 0+0 ((820.0K)/
(2ce2.5⋅10¹⁸a)/(0.15%)
((1 605. 77 )/(1607. 5)) Pb₈₂²⁰⁴ ((203.97491)/(203.973044)) 82n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+25 0+6 0+0 ((1.9680M)/
(α>1.4⋅10¹⁷a)/(1.40%)
((1 635. 81)/(1640. 23)) Bi₈₃²⁰⁹ ((208.98514)/(208.980399)) 83n 2+0 8+0 18+0 12+10 0+25 0+8 0+0 ((3.1373M)/
(α1.9⋅10¹⁹a)/(100%)
((1766. 55)/(1766. 7)) Th₉₀²³² ((232.03820)/(232.038055)) 90n 2+0 8+0 18+0 10+11 0+24 0+17 0+0 ((4.0816M)/
(α1.4⋅10¹⁰a)/(100%)
((1 778. 94)/(1778. 6)) U₉₂²³⁴ ((234.04055)/(234.040952)) 92n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+25 0+16 0+0 ((4.8598M)/
(α2.455⋅10⁵a)/(0.0054%)
((1 783. 54)/(1783. 9)) U₉₂²³⁵ ((235.04427)/(235.043930)) 92n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+24 0+17 0+0 ((4.6802M)/
(α7.04⋅10⁸a)/(0.7204%)
((1 801. 83)/(1801. 7)) U₉₂²³⁸ ((238.05143)/(238.050788)) 92n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+24 0+18 1+0 ((4.270M)/
(α4.468⋅10⁹a)/(99.2742%)

3
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Dato che alla periferia del nucleo si possono avere deutoni o protoni, si dovrà scegliere come isotopo da disperdere nella matrice solida
uno che possa fondersi facilmente con uno di essi.
La fusione più facile da realizzare è quella del neutrone che abbiamo visto a proposito della produzione del trizio (   Art.89   ).
Non disponendo di neutroni liberi, si possono utilizzare atomi di idrogeno con reazioni analoghe e maggiori difficoltà nell'assorbimento.
Se un nucleo ha una naturale tendenza alla cattura k , è in difetto di neutroni e quindi può facilmente sintetizzare un deutone sulle orbite
periferiche.  Questo può essere realizzato sia con la cattura di un neutrone o elettrone che catturando un atomo di idrogeno che, come
abbiamo visto, con un protone orbitale sintetizza un deutone.

La fusione di un atomo di idrogeno ( in realtà una coppia elettrone più un protone ) con un protone in moto sull'orbita è molto più agevole
di quella tra due atomi liberi, in quanto non si deve fornire l'energia di attivazione che viene anticipata dall'energia cinetica del protone
orbitale che se la riprende dopo aver realizzato la sintesi del deutone.
Dato che la sintesi del deutone si sviluppa un'energia piuttosto bassa, essa non è sufficiente per superare la velocità di fuga e quindi con
l'assorbimento di idrogeno non si ha praticamente mai emissione di particelle e si formano solo isotopi più pesanti.
Se invece operiamo con un nucleo pesante, sulle orbite periferiche si ha una forte concentrazione di
deutoni.

In questo caso potrà quindi essere conveniente disperdere nella matrice cristallina atomi di deuterio o trizio per forzare la loro fusione con
un atomo di deuterio orbitale secondo le reazioni :

                              H₁² + H₁² → H₁³(1,01 MeV) + p(3,02 MeV)

                              H₁² + H₁² → He₂³(0,82 MeV) + n(2,45 MeV)

                              H₁³ + H₁² → He₂⁴(3,52 MeV) + n(14,07 MeV)

                            He₂³ + H₁² → He₂⁴(3,67 MeV) + p(14,68 MeV)

L'aggiunta di un deutone in orbita porta alla formazione di un nucleo con una particella sulle orbite in eccesso rispetto al numero
di 
neutroni attivi centrali. La reazione di fusione diventa quindi realizzabile solo se il nucleo ha la possibilità
di ripristinare l'equilibrio.

Si devono quindi scegliere opportunamente i materiali e la scelta migliore sarà certamente quella di copiare e assecondare i materiali che
ottengono questo risultato con la sintesi e l'emissione di particelle  α .
Le reazioni che consentono di raggiungere la velocità di fuga, con l'energia liberata dalla fusione, sono solo le ultime due, che sintetizzano
particelle  α  , con elevata energia di legame.

Le condizioni proibitive che si cerca di creare nello spazio fisico vuoto, con insuperabili
difficoltà ed
 enormi investimenti di risorse umane e finanziarie si realizzano già 

naturalmente in tutti i nuclei atomici " come condizione di equilibrio.

4
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Superato il problema dell'approvvigionamento e confinamento degli isotopi da fondere, per rendere fattibile la fusione a temperatura
bassa non rimane altro da fare che ottimizzare la scelta dei materiali.
Dalla tavola dei nuclidi (   Art.77N   ) vediamo che l'isotopo  Ca₂₀⁴⁰  , ha tendenza ad assorbire idrogeno sul quarto livello, per
trasformarsi nei rispettivi isotopi più pesanti.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((3 40. 998)/(342.05)) Ca₂₀⁴⁰ ((39.96372)/(39.96259)) 20n 2+0 8+0 9+0 1+0 0+0 0+0 0+0 ((193.51K)/
(2ce3.0⋅10²¹a)/(96.941%)

Il raggio dell'orbita nucleare si calcola con la relazione :

oppure, in prima approssimazione :

Dopo l'assorbimento dell'idrogeno e la sintesi di un deutone, quest'ultimo si trasferisce sul terzo livello e fornisce energia a un protone per
spostarsi sulla quarta orbita. Questa operazione si ripete con un altro atomo di idrogeno e si approda così all'isotopo stabile :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((3 60. 401)/(361.90)) Ca₂₀⁴² ((41.96022)/(41.95862)) 20n 2+0 8+0 7+2 1+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(0.647%))

L'energia liberata sarà :

Il valore sperimentale risulta uguale a   18.2789 MeV.
Si tenga presente che la fusione della stessa quantità di idrogeno fornirebbe l'energia     (E– En= 1.442279 MeV ,
decisamente minore.
Se sono disponibili neutroni esterni, invece di far assorbire idrogeno, si possono inviare nel nucleo con maggiore facilità direttamente due
neutroni e in questo caso l'energia liberata risulterebbe

A prescindere dalle difficoltà nella realizzazione pratica, calcoliamo l'energia teorica che si ricaverebbe con la reazione di fusione :

                                               Ca₂₀⁴⁰ + F₉¹⁹ → Cu₂₉⁵⁹

Consideriamo il processo inverso di fissione dell'isotopo   Cu₂₉⁵⁹ .

5
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Abbiamo una prima fase in cui dei  29  neutroni attivi centrali  9  migrano sulla quarta orbita dove viene sintetizzato il nucleo  F₉¹⁹ ,
utilizzando le particelle già presenti in orbita.
Lo spostamento del primo neutrone assorbe l'energia :

L'ultimo neutrone trasferito assorbe :

Per i 9 neutroni trasferiti l'energia media spesa risulta :
       
L'energia di legame dell'isotopo F₉¹⁹ in equilibrio sulla quarta orbita dello spazio rotante dell'isotopo Ca₂₀⁴⁰ rimasto al centro vale :

L'energia  E9n0/4  che lo spazio rotante centrale ha fornito ai neutroni trasferiti è immagazzinata come energia di eccitazione nel
momento in cui stanno per separarsi
, mentre  EF4/  rappresenta l'energia di estrazione del nucleo F₉¹⁹ che bisogna fornire per
portarlo alla distanza R →∞.
Dopo la separazione i due nuclei si diseccitano liberando l'energia E9n0/4 . L'energia complessiva che abbiamo speso per produrre la
fissione risulta quindi :
                                        EF = EF4/– E9n0/4 = 20.8834 MeV

Nel processo inverso, per produrre la fusione, dobbiamo fornire inizialmente ai nuclei l'energia di eccitazione

E9n0/4 = 59.1066 MeV necessaria per poter riorganizzare l'isotopo iniziale Cu₂₉⁵⁹ e dopo aver prodotto l'accostamento ci

verrà restituita l'energia di legame     EF4/∞ = 79.99 MeV .

L'energia liberata dalla fusione risulterà dunque uguale a   20.8834 MeV.
Si noti che il bilancio è positivo, ma bisogna prima fornire l'energia   E9n0/4 . Il valore sperimentale dell'energia liberata, valutato
attraverso il bilancio delle masse, risulta :

                                Es = Cl² ⋅ (mCa + m– mCu) = 20.021 MeV

In ottimo accordo con il risultato teorico.

L'isotopo  Cr₂₄⁵⁰ , secondo la configurazione indicata, presenta due protoni sul quarto livello e una tendenza ad assorbire elettroni.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4   5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((433. 984)/(435. 05)) Cr₂₄⁵⁰ ((49.94719)/(49.94604)) 24n 2+0 8+0 10+2 2+0 0+0 0+0 0+0 ((1.1689M)/
(2ce1.3⋅10¹⁸a)/(4.345%)

6
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Il raggio della quarta orbita vale :
              
Se viene fatto assorbire un atomo di idrogeno sul quarto livello, si genera un deutone che si ferma sul posto, mentre il secondo protone si
trasferisce sul terzo livello. Si forma così l'isotopo instabile :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((443. 606)/(444. 31)) Cr₂₄⁵¹ ((50.94445)/(50.94477)) 24n 2+0 8+0 11+2 0+1 0+0 0+0 0+0 ((752.62K)/(ce27.7027d))

con uno sviluppo di energia uguale a :

e quindi per la trasmutazione  Cr₂₄⁵⁰ → Cr₂₄⁵¹  si avrà :        ECr50/51 = ED4 + EP4/3 = 9.84453 MeV

Questo isotopo, con un periodo di dimezzamento di 27.7027d , si trasforma, per cattura K, nell'isotopo stabile:

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((4 45. 652)/(445. 84)) V₂₃⁵¹ ((50.94417)/(50.94396)) 23n 2+0 8+0 8+4 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(99.750%))

E' però possibile "forzare" l'assorbimento di un altro atomo di idrogeno sulla terza orbita, formando l'isotopo stabile :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((455. 224)/(456. 35)) Cr₂₄⁵² ((51.94172)/(51.94051)) 24n 2+0 8+0 10+3 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(83.789%))

L'energia che si sviluppa vale :

Con l'assorbimento di due atomi di idrogeno si ha dunque la trasmutazione   Cr₂₄⁵⁰ → Cr₂₄⁵²  con uno sviluppo di energia :

                              ECr50/52 = ED4 + EP4/3 + ED3 = 19.6891 MeV

Il valore dell'energia che si deve fornire all'isotopo   Cr₂₄⁵²  , per l'estrazione di due neutroni, sperimentalmente risulta

Es* = 21.299 MeV.

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Considerando il valore di energia che restituiscono i i due neutroni decadendo, la spesa reale di energia risulta :

                                   Es = Es* – 2 ⋅ 0.782291MeV = 19.734MeV

in ottimo accordo con il valore calcolato teoricamente.

Il nucleo successivo che si presta bene alla fusione dell'idrogeno è l'isotopo  Fe₂₆⁵⁴  , che ha la seguente configurazione nucleare :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4   5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((471. 857)/(471. 76)) Fe₂₆⁵⁴ ((53.93951)/(53.93961)) 26n 2+0 8+0 12+2 1+0 1+0 0+0 0+0 ((679.8K)/(((2ce>3.1⋅10²²a)/(5.845%))))

Abbiamo, in questo caso, una situazione analoga a quella del   Cr₂₄⁵⁰ , con una piccola, ma significativa differenza :
dei due protoni periferici uno si trova sul quinto livello invece che sul quarto.
Questa condizione consente un più facile assorbimento di un protone, quindi più semplici condizioni di lavoro, lasciando anche la
possibilità di una doppia cattura. Il raggio di confine del nucleo risulta :

Il raggio atomico risulta invece :

                                 R1e(26) ≃ 0.8⋅ R11e ⋅ Z1/3 = 1,254⋅10⁻¹⁰ m

Con l'assorbimento di un atomo di idrogeno sul quinto livello e trasferimento del deutone che viene sintetizzato sul quarto livello, si ottiene
la trasmutazione nell'isotopo  Fe₂₆⁵⁵  , che ha la seguente configurazione.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 4 80. 833)/(481. 06)) Fe₂₆⁵⁵ ((54.93854)/(54.93829)) 26n 2+0 8+0 12+2 1+1 0+0 0+0 0+0 ((231.09K)/(ce2.744a))

L'enegia sviluppata risulta :     
e quindi :                                 EFe54/55 = ED5 + ED5/4 = 8.19896 MeV

Il valore sperimentale risulta   8.51581 MeV

L'isotopo   Fe₂₆⁵⁵  presenta una tendenza naturale a catturare un elettrone  K  per sintetizzare l'isotopo stabile

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((4 82. 453)/(482. 07)) Mn₂₅⁵⁵ ((54.93764)/(54.93804)) 25n 2+0 8+0 9+4 1+1 0+0 0+0 0+0 st

Con una maggiore facilità rispetto al caso del cromo, che è stato esaminato, è possibile forzare l'assorbimento di un secondo atomo di
idrogeno sul livello 3 per formare l'isotopo, ugualmente stabile,   Fe₂₆⁵⁶

8
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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 4 80. 833)/(481. 06)) Fe₂₆⁵⁵ ((54.93854)/(54.93829)) 26n 2+0 8+0 12+2 1+1 0+0 0+0 0+0 ((231.09K)/(ce2.744a))
((4 91. 881)/(492. 26)) Fe₂₆⁵⁶ ((55.93534)/(55.93494)) 26n 2+0 8+0 11+3 1+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(91.754%))

L'energia sviluppata sarà :      
L'assorbimento dei due atomi di idrogeno, produce quindi la trasmutazione    Fe₂₆⁵⁴ → Fe₂₆⁵⁶  con uno sviluppo di energia :

                         EFe54/56 = ED5 + ED5/4 + ED3 = 18.47349 MeV

Sperimentalmente si ottiene il valore in ottimo accordo        Es = 18.9306 MeV  .

E' da tenere presente che la cattura di un elettrone K  , che porta all'isotopo  Mn₂₅⁵⁵  , in qualche misura comunque si verifica e
quindi l'energia che il processo reale di trasmutazione nucleare del ferro sviluppa risulta un po' minore.

Altro isotopo utilizzabile è il  Ni₂₈⁵⁸

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((50 6. 318)/(506. 46)) Ni₂₈⁵⁸ ((57.93549)/(57.93534)) 28n 2+0 8+0 15+1 1+0 0+1 0+0 0+0 ((381.6K)/(((ce >70⋅10¹⁹a)/(68.0769%))))

che trasmuta nell'isotopo  Ni₂₈⁵⁹  attraverso i seguenti passaggi :
-- assorbimento di un atomo di idrogeno sul quarto livello e sintesi sull'orbita di un deutone. Si ottiene quindi :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Ni₂₈⁵⁹ 28n 2+0 8+0 15+1 0+1 0+1 0+0 0+0

L′energia liberata risulta :     
Utilizzando questa energia due protoni si spostano dal terzo livello al quarto e al quinto, mentre dal quinto il deutone si sposta sul terzo.
Il nucleo formato risulta

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((515. 604)/(515. 46)) Ni₂₈⁵⁹ ((58.93419)/(58.93435)) 28n 2+0 8+0 13+2 1+1 1+0 0+0 0+0 ((1.0730M)/(ce7.6⋅10⁴a))

L'energia liberata da questi trasferimenti vale :

Si ottiene l'energia fornita dalla trasmutazione         Ni₂₈⁵⁸ → Ni₂₈⁵⁹    :

                       ENi58/59 = ED4 + E2P3/4/5 + ED5/3 = 8.51516 MeV

In ottimo accordo con il valore sperimentale Es= 8.2170 MeV

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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((515. 604)/(515. 46)) Ni₂₈⁵⁹ ((58.93419)/(58.93435)) 28n 2+0 8+0 13+2 1+1 1+0 0+0 0+0 ((1.0730M)/(ce7.6⋅10⁴a))

La massa atomica associata a questa configurazione risulta minore di quella di tutti gli isobari vicini Ni₂₈⁵⁹ ; Co₂₇⁵⁹ ; Cu₂₉⁵⁹
( Art.78A ) .
L'isotopo Cu₂₉⁵⁹ è però il più prossimo e quindi il nostro nucleo, che in realtà è Ni₂₈⁵⁹ fortemente eccitato, utilizzando l'energia

disponibile presenterà una tendenza ad emettere una particella β⁻per trasformarsi in  Cu₂₉⁵⁹ , che ha la configurazione seguente .

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((50 8. 958)/(509. 88)) Cu₂₉⁵⁹ ((58.94048)/(58.93950)) 29n 2+0 8+0 16+0 1+0 1+1 0+0 0+0 ((4.7984M)/(ce81.5s))

Se si confronta questa composizione con quella del nostro nucleo eccitato, si vede che essa è stata ottenuta con la scissione dei due

deutoni presenti sul terzo livello, con un consumo di energia :                   E2D/4P = 2 ⋅ ED = 4.4492 MeV

il deutone presente sul quinto livello si sposta sul sesto, con un consumo di energia
      
Lo spostamento di un neutrone dal terzo livello al centro libera l'energia :

Il valore teorico dell'energia liberata complessivamente dalla trasmutazione  Ni₂₈⁵⁸ → Cu₂₉⁵⁹  risulta :

           ENi/Cu = E58/59 – E2D/4P – ED5/6 + En3/0 + 0.78229 MeV = 4.3567 MeV

in buon accordo con il valore sperimentale Es = 4.2009 MeV.

E' da tenere presente che l'isotopo   Ni₂₈⁵⁸  , se non assorbe un protone, tende a catturare facilmente un elettrone per trasformarsi
in  Co₂₇⁵⁸ .

10
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L'isotopo  Cu₂₉⁵⁹  così ottenuto presenta un protone sul quinto livello e uno sul quarto.
Dunque può facilmente assorbire ancora idrogeno, anche in considerazione del fatto che il raggio dell'ultimo livello è aumentato.
Con questa operazione si ottiene il nucleo seguente.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(-/-) Cu₂₉⁶⁰ (-/-) 29n 2+0 8+0 16+0 0+1 1+1 0+0 0+0

Per l'aumentata stabilità, il deutone periferico scorre verso l'interno dal quinto al quarto livello formando l'isotopo più stabile Cu₂₉⁶⁰.

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((5 20. 315)/(519. 94)) Cu₂₉⁶⁰ ((59.93696)/(59.93736)) 29n 2+0 8+0 16+0 0+2 1+0 0+0 0+0 ((6.128M)/(ce23.7m))

L'energia sviluppata complessivamente dalla trasmutazione  Cu₂₉⁵⁹ → Cu₂₉⁶⁰  risulta :
l'assorbimento dell'atomo di idrogeno e sintesi del deutone sul quarto livello sviluppano :
         
Il trasferimento del deutone dal quinto al quarto livello libera l'energia :
         
e quindi complessivamente :

                          E59/60 = ED4 + ED5/4 0.782291 MeV = 10.5819 MeV

In buon accordo con il valore sperimentale Es = 10.058 MeV

Questo nucleo presenta ancora un protone sul quinto livello e quindi può assorbire ancora idrogeno dall'esterno per trasformarsi in
Cu₂₉⁶¹ oppure, con una cattura  , dare  Ni₂₉⁶⁰ .
Dato che entrambi gli isotopi ottenuti sono più stabili di quello di partenza, si avranno entrambe le reazioni, con una preferenza per quella
che sintetizza il  Ni₂₉⁶⁰  . Nei prodotti finali avremo comunque sempre del  Cu₂₉⁶¹  che presenta la configurazione :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((5 31. 977)/(531. 65)) Cu₂₉⁶¹ ((60.93310)/(60.93346)) 29n 2+0 8+0 15+1 0+2 1+0 0+0 0+0 ((2.2376M)/(ce3.333h))

L'energia fornita dalla trasmutazione  Cu₂₉⁶⁰ → Cu₂₉⁶¹  risulta :

La componente del  Ni₂₈⁵⁸  che si trasforma in  Cu₂₉⁶¹  , fornisce l'energia :

                       ENi58/Cu61 = E58/59 + E59/60 + ED4 = 25.85312 MeV

L'isotopo   Cu₂₉⁶¹  per cattura di un elettrone si trasforma in  Ni₂₈⁶¹  , stabile.

11
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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((5 31. 977)/(531. 65)) Cu₂₉⁶¹ ((60.93310)/(60.93346)) 29n 2+0 8+0 15+1 0+2 1+0 0+0 0+0 ((2.2376M)/(ce3.333h))
((5 34. 486)/(534. 67)) Ni₂₈⁶¹ ((60.93125)/(60.93106)) 28n 2+0 8+0 12+3 0+2 1+0 0+0 0+0 ((st)/(1.1399%))

Sul terzo livello viene catturato un elettrone eccitato che sintetizza il neutrone che, con uno degli altri protoni presenti, genera un deutone.

L'energia che si libera vale :             ED3 = ED  0.782291 MeV = 1.442309 MeV

Per riequilibrare il nucleo così formato, un neutrone attivo si sposta dal centro e si trasferisce sul terzo livello, dove sintetizza un deutone.
L'energia spesa per il trasferimento vale :

L'nergia fornita dopo la sintesi del deutone sarà :
                                             Ed = E– En0/3 = 0.286368 MeV

La trasmutazione Cu₂₉⁶¹ → Ni₂₈⁶¹ libera quindi l'energia :

                                         ECu61/Ni61 = ED3 + Ed = 1.728677 MeV

La componente di  Ni₂₈⁵⁸  iniziale che si trasforma in  Ni₂₈⁶¹  fornisce :

                          ENi58/61 = ENi58/Cu61 + ECu61/Ni61 = 27.5818 MeV

E' da rilevare come l'isotopo iniziale   Ni₂₈⁵⁸   subisca trasformazioni che lo portano a ricostruire, tendenzialmente, la composizione
isotopica naturale del nichel.

Vantaggioso potrebbe essere l'impiego dell'isotopo  Kr₃₆⁷⁸  , che consentirebbe di operare in fase gassosa.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4   5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((675. 337)/(675. 58)) Kr₃₆⁷⁸ (77.92062)/(77.92036) 36n 2+0 8+0 18+0 1+6 0+0 1+0 0+0 ((2.8463M)/
(2ce1.5⋅10²¹a)/(0.355%)

Con l'assorbimento di un atomo di idrogeno sul quarto livello e sintesi di un deutone, diventa :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((683. 604)/(683. 91)) Kr₃₆⁷⁹ ((78.92041)/(78.92008)) 36n 2+0 8+0 18+0 0+7 0+0 1+0 0+0 ((1.626M)/(ce35.04h))

12
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

L'energia che la trasformazione Kr₃₆⁷⁸ → Kr₃₆⁷⁹ libera vale :
           
in buon accordo con il valore sperimentale uguale a Es = 8.334 MeV

Con un altro atomo, assorbito sul sesto livello e successiva transizione del deutone sintetizzato dal sesto al quarto livello, si ottiene
l'isotopo stabile :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((695. 232)/(695. 43)) Kr₃₆⁸⁰ ((79.91660)/(79.91638)) 36n 2+0 8+0 18+0 0+8 0+0 0+0 0+0 ((st)/(2.286%))

L'energia liberata dalla trasformazione   Kr₃₆⁷⁹ → Kr₃₆⁸⁰   risulta :

Il valore sperimentale risulta   Es = 11.522 MeV

L'isotopo   Kr₃₆⁷⁹ ha un valore relativamente elevato del raggio nucleare e può quindi catturare facilmente un elettrone    e ,
attraverso i meccanismi che abbiamo già visto, trasformarsi nell'isotopo stabile  Br₃₅⁷⁹ , che presenta la seguente configurazione
nucleare.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 686.304)/(686. 32)) Br₃₅⁷⁹ ((78.91834)/(78.91834)) 35n 2+0 8+0 16+1 0+8 0+0 0+0 0+0 ((st)/(50.69%))

Sul sesto livello dell'isotopo  Kr₃₆⁷⁹  viene catturato l'elettrone eccitato che, con il protone forma un neutrone che si trasferisce sul
terzo livello dove, con un protone, sintetizza un deutone. Il nucleo formato risulta il seguente.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Kr₃₆⁷⁹ 36n 2+0 8+0 17+1 0+7 0+0 0+0 0+0

L'energia liberata risulta :

Il nucleo formato è squilibrato, in quanto presenta in orbita 35 particelle e al centro 36 neutroni attivi.
Un neutrone attivo si sposta quindi dal centro sul terzo livello, dove, con un protone, sintetizza un deutone che si sposta sul quarto livello,
lasciando il terzo saturo. Il nucleo formato risulta così :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 686.304)/(686. 32)) Br₃₅⁷⁹ ((78.91834)/(78.91834)) 35n 2+0 8+0 16+1 0+8 0+0 0+0 0+0 ((st)/(50.69%))

13
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Con questi ultimi passaggi l'energia liberata risulta dai seguenti contributi.
Il trasferimento del neutrone assorbe l'energia  En0/3  data da

dopo la sintesi l'energia disponibile sarà :

                                      Ed2 = E– En0/3 = 1.65842 MeV

Il trasferimento del deutone dal terzo al quarto livello assorbe :

La trasmutazione   Kr₃₆⁷⁹ → Br₃₅⁷⁹   libera quindi complessivamente l'energia :

                                   EKr/Br = Ed1 + Ed2 – ED3/4 = 1.91155 MeV

Tenendo conto dei molti passaggi che sono stati realizzati, il risultato si può ritenere in buon accordo con il valore sperimentale
uguale a 1.626
MeV.

Molto interessante può essere l'impiego dell'isotopo  Cd₄₈¹⁰⁶ che presenta la seguente configurazione nucleare, con un protone sul
sesto livello.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4   5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 904. 969)/(905. 14)) Cd₄₈¹⁰⁶ ((105.90664)/(105.90646)) 48n 2+0 8+0 18+0 9+8 0+2 1+0 0+0 ((2,775M)/
(2ce3.6⋅10²⁰a)/(1.25%)

Il raggio di confine risulta piuttorto elevato e questo facilita l'assorbimento di idrogeno.

                           RZP(48 ; 6) ≃ 57,64⋅10⁻¹⁵ m ⋅ Z1/3 ⋅ p² = 7541 ⋅10⁻¹⁵ m
Il raggio atomico risulta invece :

                                 R1e(48) ≃ 0.8⋅ R1e ⋅ Z1/3 = 1.539 ⋅10⁻¹⁰ m

Con l'assorbimento di un elettrone eccitato e un protone e la sintesi di un deutone sul sesto livello, si ottiene l'isotopo:

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Cd₄₈¹⁰⁷ 48n 2+0 8+0 18+0 9+8 0+2 0+1 0+0

con sviluppo dell'energia :

14
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A questo punto si verifica la transizione di un deutone dal quinto al quarto livello e l'energia liberata estrae un protone, che si trasferisce
sul livello . Si ottiene così l'isotopo :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((912. 914)/(913. 06)) Cd₄₈¹⁰⁷ ((106.90678)/(106.90662)) 48n 2+0 8+0 18+0 8+9 1+1 0+1 0+0 ((1.415M)/(ce6.50h))

e l'energia sviluppata risulta :

il protone che si sposta dal quarto al quinto livello assorbe l'energia :

La trasmutazione  Cd₄₈¹⁰⁶ → Cd₄₈¹⁰⁷  libera quindi l'energia :

                                ECd106/107 = ED6 + ED5/4– Ep4/5 = 7.1692 MeV

In ottimo accordo con il valore sperimentale, che risulta Es = 7.14721 MeV

Il valore        

ci dice che la stabilità naturale (non quella legata al decadimento improvviso) è aumentata e quindi si ha uno scorrimento del deutone
sintetizzato dal sesto al quinto livello, con formazione del nucleo

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Cd₄₈¹⁰⁷ 48n 2+0 8+0 18+0 8+9 1+2 0+0 0+0

e sviluppo dell'energia :     
circa il  50%  dell'energia liberata dalla transizione viene ceduta al protone che viene estratto dal quinto livello per passare sul sesto.
Si ottiene così il nucleo

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Cd₄₈¹⁰⁷ 48n 2+0 8+0 18+0 8+9 0+2 1+0 0+0

e l'energia assorbita risulta :  
Cattura un elettrone K sul quarto livello, sintetizzando un neutrone e quindi un deutone che si ferma sulla quarta orbita.
Il nucleo formato risulta :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Cd₄₈¹⁰⁷ 48n 2+0 8+0 18+0 6+10 0+2 1+0 0+0

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L'energia sviluppata vale :                                   ED4 = E0.782291 MeV

abbiamo al centro 48 neutroni attivi, mentre in orbita si hanno 47 particelle.
L'equilibrio si ripristina con il trasferimento di un neutrone attivo dal centro al quarto livello, dove, con uno dei protoni presenti, sintetizza
un deutone che si ferma sul posto. L'energia spesa per il trasferimento del neutrone attivo vale :

Si noti che lo stesso risultato si ottiene considerando l'energia sviluppata dal trasferimento spontaneo sul terzo livello e l'energia spesa per
il trasferimento sul quarto.
L'energia spesa dopo la sintesi del deutone sarà :                       EsD4 = En0/4– ED = 0.8942 MeV

Si forma così l'isotopo stabile Ag₄₇¹⁰⁷ con la seguente configurazione.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 9 15. 639)/(915. 26)) Ag₄₇¹⁰⁷ (106.90469)/(106.90510) 47n 2+0 8+0 18+0 5+11 0+2 1+0 0+0 ((st)/(51.839%))

e l'energia sviluppata dalla trasmutazione  Cd₄₈¹⁰⁶ → Ag₄₇¹⁰⁷  risulta :

                ECd/Ag = ECd106/107 + ED6/5 – EP5/6 + ED4 – EsD4 = 9.10948 MeV

in accordo con il valore sperimentale, uguale a  9.3665 MeV.

Se invece di attendere la cattura   , si forza l'assorbimento di un altro atomo di idrogeno sul quinto livello dell'isotopo  Cd₄₈¹⁰⁷ ,
viene sintetizzato un deutone che si ferma sul posto e forma il nucleo

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Cd₄₈¹⁰⁷ 48n 2+0 8+0 18+0 8+9 0+2 0+1 0+0

A questo punto il deutone presente sul sesto livello si trasferisce sul quarto e un protone dal quarto si sposta sul sesto.
Viene così sintetizzato l'isotopo   Cd₄₈¹⁰⁸

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((923. 642)/(923. 40)) Cd₄₈¹⁰⁸ ((107.90393)/(107.90418)) 48n 2+0 8+0 18+0 7+10 0+2 1+0 0+0 ((269.0K)/
(2ce1.9⋅10¹⁸a)/(0.89%)

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e l'energia sviluppata dalla trasmutazione  Cd₄₈¹⁰⁷ → Cd₄₈¹⁰⁸  sarà :

e quindi :                                    ECd107/108 = ED6 + EP6/4 = 9.95354 MeV

in accordo con il valore sperimentale uguale a 9.55131 MeV

Con un altro atomo di idrogeno, assorbito sul quarto livello, viene sintetizzato un deutone che si ferma sul posto e, utilizzando parte della
energia sviluppata, un protone si trasferisce sul quinto livello. Si forma così l'isotopo :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((930. 416)/(930. 73)) Cd₄₈¹⁰⁹ ((108.90532)/(108.90498)) 48n 2+0 8+0 18+0 5+11 1+2 1+0 0+0 ((215.2K)/(ce461.4d))

L'energia liberata dalla trasformazione risulta :
-- energia liberata dalla sintesi del deutone :

-- l'energia consumata per il trasferimento del protone vale :

La trasformazione  Cd₄₈¹⁰⁸ → Cd₄₈¹⁰⁹  libera quindi l'energia :

                                  E108/109 = ED4– EP4/5 = 5.99851 MeV

Il valore sperimentale risulta uguale a 5,75861 MeV

La presenza di un protone sul sesto livello rende ancora possibile assorbire un atomo di idrogeno con formazione dell'isotopo
stabile Cd₄₈¹¹⁰.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((9 30. 416)/(930. 73)) Cd₄₈¹⁰⁹ ((108.90532)/(108.90498)) 48n 2+0 8+0 18+0 5+11 1+2 1+0 0+0 ((215.2K)/(ce461.4d))
((940. 924)/(940. 65)) Cd₄₈¹¹⁰ ((109.90270)/(109.90300)) 48n 2+0 8+0 18+0 5+12 1+1 0+1 0+0 ((st)/(12.49%))

In quest'ultimo caso sul sesto livello si ha la sintesi di un deutone che si ferma sul posto, mentre, per l'aumentata stabilità, un deutone si
trasferisce all'interno, passando dal quinto al quarto livello.
L'energia fornita dalla trasformazione Cd₄₈¹⁰⁹ → Cd₄₈¹¹⁰ risulta :

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-- energia liberata dalla sintesi del deutone sul sesto livello vale :

-- l'energia liberata dal trasferimento del deutone dal quinto al quarto livello :

e quindi complessivamente si libera :      E109/110 = ED6 – ED5/4 = 9.73206 MeV

Il valore sperimentale risulta uguale a 9.13341 MeV

In definitiva, la trasformazione  Cd₄₈¹⁰⁶ → Cd₄₈¹¹⁰ , con assorbimento di quattro atomi di idrogeno sviluppa un'energia
teorica uguale a   32.8533 MeV , in buon accordo con il valore sperimentale     Es = 32.3728 MeV.
E rappresenta il valore più elevato che abbiamo ricavato finora.

E' da notare che sono utilizzabili facilmente per la fusione anche gli isotopi naturali   Cd₄₈¹¹³ e Cd₄₈¹¹⁴  .

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((963. 818)/(963. 56)) Cd₄₈¹¹³ ((112.90412)/(112.90440)) 48n 2+0 8+0 18+0 2+14 1+2 0+1 0+0 ((321.9K)/
(β⁻8.0⋅10¹⁵a)/(12.22%)

Con l'assorbimento di un atomo di idrogeno sul livello , con il protone presente, viene sintetizzato un deutone che si ferma sull'orbita,
mentre quello presente sul sesto livello si trasferisce sul quarto.
L'energia sviluppata vale :

Una parte dell'energia liberata da questa transizione viene trasferita ai due protoni, i quali si spostano sui livelli e  6  assorbendo

l'energia :     
Si produce così l'isotopo Cd₄₈¹¹⁴ con la seguente configurazione.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((9 71. 975)/(972. 60)) Cd₄₈¹¹⁴ ((113.90403)/(113.90336)) 48n 2+0 8+0 18+0 0+15 1+3 1+0 0+0 ((541.4K)/(((2β⁻2.1⋅10¹⁸a)/(14.73%))))

e l'energia sviluppata dalla trasmutazione   Cd₄₈¹¹³ → Cd₄₈¹¹⁴  risulta :

                         ECd113/114 = ED5 + ED6/4 – E2P4/5/6 = 7.39068 MeV

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L'assorbimento di un atomo di idrogeno e la sintesi di un deutone sul quinto livello fornisce il nucleo :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((9 78. 751)/(978. 74)) Cd₄₈¹¹⁵ ((114.90542)/(114.90543)) 48n 2+0 8+0 18+0 0+15 0+4 1+0 0+0 ((1.4487M)/(β⁻53.46h))

con lo sviluppo dell'energia :          
L'energia totale sviluppata dalla trasmutazione   Cd₄₈¹¹³ → Cd₄₈¹¹⁵   risulta :

                      ECd113/115 = ED5 + ED6/4 – E2P4/5/6 + ED5 = 13.38919 MeV

Con il bilancio delle masse si ricava il valore sperimentale 13.6192 MeV .

Molto interessanti per la fusione dell'idrogeno sono gli isotopi dello stagno, che presentano una composizione isotopica con protoni sul
sesto livello, che possono facilmente assorbire idrogeno sintetizzando un deutone.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 971. 881)/(971. 57)) Sn₅₀¹¹⁴ ((113.90245)/(113.90278)) 50n 2+0 8+0 18+0 7+11 0+3 1+0 0+0 ((st)/(0.66%))
(( 978. 756)/(979. 12)) Sn₅₀¹¹⁵ ((114.90373)/(114.90334)) 50n 2+0 8+0 18+0 5+12 1+3 1+0 0+0 ((st)/(0.34%))
((9 88. 251)/(988. 68)) Sn₅₀¹¹⁶ ((115.90221)/(115.90174)) 50n 2+0 8+0 18+0 4+13 1+3 1+0 0+0 ((st)/(14.54%))
((9 95. 128)/(995. 63)) Sn₅₀¹¹⁷ ((116.90349)/(116.90295)) 50n 2+0 8+0 18+0 4+13 0+4 1+0 0+0 ((st)/(7.68%))
((100 4. 62)/(1005. 0)) Sn₅₀¹¹⁸ ((117.90196)/(117.90160)) 50n 2+0 8+0 18+0 3+14 0+4 1+0 0+0 ((st)/(24.22%))
((10 11. 50)/(1011. 4)) Sn₅₀¹¹⁹ ((118.90324)/(118.90331)) 50n 2+0 8+0 18+0 1+15 1+4 1+0 0+0 ((st)/(8.59%))
((1020. 99)/(1020. 5)) Sn₅₀¹²⁰ ((119.90172)/(119.90219)) 50n 2+0 8+0 18+0 0+16 1+4 1+0 0+0 ((st)/(32.58%))
((1026. 45)/(1026. 7)) Sn₅₀¹²¹ ((120.90452)/(120.90424)) 50n 2+0 8+0 18+0 0+16 1+4 0+1 0+0 (403.0K)/(β⁻27.03h)
((1034. 74)/(1035. 5)) Sn₅₀¹²² ((121.90429)/(121.90344)) 50n 2+0 8+0 16+1 0+16 1+5 1+0 0+0 ((st)/(4.63%))
((10 41. 62)/(1041. 5)) Sn₅₀¹²³ ((122.90517)/(122.90572)) 50n 2+0 8+0 16+1 0+16 0+6 1+0 0+0 (1.409M)/(β⁻129.2d)

Il raggio di confine di tutti gli isotopi risulta quindi piuttosto elevato :

                            RZP(50 ; 6) ≃ 57,64⋅10⁻¹⁵ m ⋅ Z1/3⋅ p² = 7645 ⋅10⁻¹⁵ m
Il raggio atomico risulta invece :

                                   R1e(50) ≃ 0.8 ⋅ R11e ⋅ Z1/3 = 1.5596⋅10⁻¹⁰ m

L'assorbimento dell'idrogeno avviene sul sesto livello, dove viene sintetizzato un deutone che si sposta sul quarto, cedendo parte
dell'energia acquisita a un protone che si sposta così sul sesto livello.

19
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Essendo in uno spazio conservativo, ai fini del calcolo possiamo considerare l'assorbimento dell'idrogeno direttamente sulla quarta orbita.
L'isotopo Sn₅₀¹¹⁴ assorbe un atomo di idrogeno sul quarto livello; sintetizza un deutone, che si ferma sul posto e sposta un protone
dal quarto al quinto livello con la formazione dell'isotopo   Sn₅₀¹¹⁵ e uno sviluppo di energia :

e quindi :                                            ESn114/115 = ED4 + EP4/5 = 6.09971 MeV

Con assorbimento di idrogeno e sintesi di un deutone sulla quarta orbita, si forma l'isotopo   Sn₅₀¹¹⁶  e sviluppo di :

                                      ESn115/116 = ED4 = 8.71950 MeV

L'isotopo  Sn₅₀¹¹⁶ assorbe l'idrogeno e sintetizza un deutone sul quinto livello e forma  Sn₅₀¹¹⁷ con lo sviluppo di energia :
       
L'isotopo Sn₅₀¹¹⁷ assorbe l'idrogeno e sintetizza un deutone sul quarto livello e forma Sn₅₀¹¹⁸ con lo sviluppo di energia :

ED4 = 8.71950 MeV
A questo punto l'isotopo Sn₅₀¹¹⁸ assorbe un atomo di idrogeno e sintetizza un deutone che si ferma sul posto, mentre un protone,
utilizza parte dell'energia sviluppata per trasferirsi sulla quinta orbita, sintetizzando il nucleo Sn₅₀¹¹⁹.
L'energia che la trasmutazione  Sn₅₀¹¹⁸ → Sn₅₀¹¹⁹ sviluppa vale :

                                   ESn118/119 = ED4 + EP4/5 = 6.09971 MeV

La trasmutazione  Sn₅₀¹¹⁹ → Sn₅₀¹²⁰  si realizza con l'assorbimento di un atomo di idrogeno e sintesi di un deutone sul
quarto livello, liberando l'energia :
                                           ESn119/120 = ED4 = 8.71950 MeV

A questo punto l'isotopo stabile  Sn₅₀¹²⁰ , che rappresenta anche quello più abbondante in natura, assorbe un atomo di idrogeno
sull'orbita di confine, la sesta, dove il deutone generato si ferma, formando l'isotopo instabile Sn₅₀¹²¹ che decade spontaneamente

con emissione β⁻.  L'energia che si libera con la trasformazione Sn₅₀¹²⁰ → Sn₅₀¹²¹ risulta :
          
E' possibile, a questo punto, forzare l'assorbimento di un atomo di idrogeno e sintesi di un deutone sul quinto livello.  Per l'aumentata
stabilità, si genera lo scorrimento di particelle verso l'interno con un deutone che passa dal sesto al terzo livello, mentre due protoni
migrano dal terzo al quinto e sesto livello, generando l'isotopo stabile Sn₅₀¹²². L'energia liberata vale :
          
Abbiamo infine la trasformazione Sn₅₀¹²² → Sn₅₀¹²³ con l'assorbimento di un atomo di idrogeno sul quinto livello, con  lo
sviluppo dell'energia già calcolata
                                                     ED5 = 6.09971 MeV.

20
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La Trasmutazione   Sn₅₀¹¹⁴ → Sn₅₀¹²³   con l'assorbimento di 9 atomi di idrogeno libera dunque l'energia teorica

                                              ESn114/123 = 62.7567 MeV.

In ottimo accordo con il valore sperimentale che risulta   Es = 62.8603 MeV.

Possibile risulta anche l'impiego del Ba₅₆¹³⁰ , che richiede l' assorbimento di idrogeno sul sesto livello, coincidente con quello
di confine.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1093. 10)/(1092. 7)) Ba₅₆¹³⁰ ((129.90591)/(129.906321)) 56n 2+0 8+0 18+0 9+11 0+7 1+0 0+0 ((2.619M)/
(2ce4⋅10²¹a)/(0.106%)

Il deutone formato sul sesto livello si sposta verso l'interno, sul , dove estrae due protoni che si spostano verso l'esterno, sul quinto e
sesto livello. Si forma così l'isotopo :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1100. 26)/(1100. 2)) Ba₅₆¹³¹ ((130.90689)/(130.906941)) 56n 2+0 8+0 18+0 7+12 1+7 1+0 0+0 ((1.375M)/(ce11.50d))

All"assorbimento e sintesi del deutone sul sesto livello segue la transizione di quest'ultimo dal sesto al quarto livello, dove estrae un
protone che migra sul sesto livello, producendo l'isotopo Ba₅₆¹³².

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5   6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1110. 19)/(1110.0)) Ba₅₆¹³² ((131.90490)/(131.905061)) 56n 2+0 8+0 18+0 6+13 1+7 1+0 0+0 ((844.0K)/
(2ce3⋅10²¹a)/(0.101%)

Questo isotopo è nelle stesse condizioni del Ba₅₆¹³¹ e quindi ripete lo stesso ciclo, producendo Ba₅₆¹³³

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1117. 36)/(1117. 2)) Ba₅₆¹³³ ((132.90587)/(132.906008)) 56n 2+0 8+0 18+0 6+13 0+8 1+0 0+0 ((517.4K)/(ce10.551a))

In questo caso il deutone sintetizzato sul sesto livello si trasferisce sul quinto dove si ferma stabilmente, sintetizzando Ba₅₆¹³⁴

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1126. 03)/(1126. 7)) Ba₅₆¹³⁴ ((133.90522)/(133.904508)) 56n 2+0 8+0 18+0 6+13 0+9 0+0 0+0 ((st)/(2.417%))

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Dal confronto tra le configurazioni nucleari, si vede che la trasformazione da Ba₅₆¹³⁰ a Ba₅₆¹³⁴  si ottiene con l'assorbimento
di tre atomi di idrogeno sulla quarta orbita e uno sulla sesta.
Dopo la sintesi dei deutoni, uno si trasferisce dal quarto al quinto livello e uno dal sesto al quinto. L'energia teorica che si sviluppa risulta
dunque:

e quindi :                                                                  EBa130/134 = 29.82425 MeV

Il valore sperimentale risulta uguale a 30.8448 MeV.

Tutti i casi che abbiamo visto riguardano la fusione di un atomo di idrogeno con un nucleo che abbia in orbita un protone con il quale esso
possa legarsi per formare un deutone.
Gli isotopi più adatti per la realizzazione del processo sono, quelli che hanno nella struttura nucleare protoni sui livelli periferici, che più
facilmente possono interagire con l'atomo di idrogeno.
In questo processo l'energia sviluppata è sostanzialmente quella di legame dell'atomo acquisito più quella di sintesi del deutone
e in nessun
caso supera il valore necessario per l'estrazione del deutone.
Non si ha quindi emissione di particelle e l'energia viene emessa sotto forma di radiazione γ.
Le reazioni nucleari che si utilizzano per la fusione sono le seguenti.

                               H₁² + H₁² → H₁³(1,01 MeV) + p(3,02 MeV)

                               H₁² + H₁² → He₂³(0,82 MeV) + n(2,45 MeV)

                               H₁³ + H₁² → He₂⁴(3,52 MeV) + n(14,07 MeV)

                             He₂³ + H₁² → He₂⁴(3,67 MeV) + p(14,68 MeV)

La fusione nucleare, che si cerca di realizzare utilizzando solo atomi leggeri liberi, si presenta con molti
problemi di difficile 
soluzione, primo fra tutti quello del confinamento dei nuclei entro spazi ristretti in
modo che possa entrare in azione la forza nucleare.

Con riferimento alla configurazione nucleare dei nuclidi (   Art.77N    ), vediamo che tutti gli isotopi conosciuti presentano deutoni in orbita
e quelli con numero atomico elevato hanno addirittura la periferia del nucleo occupata praticamente solo da deutoni.
Nel nucleo secondo il modello da noi proposto si ha una grande disponibilità di deutoni già confinati nello spazio ristretto del nucleo. Essi
hanno inoltre un'energia cinetica sufficiente per dare origine a processi di fusione. Le prime due reazioni si potranno quindi realizzare
in
volo tra un deutone presente in orbita alla periferia del nucleo e un atomo di deuterio libero utilizzato come proiettile.
Secondo le teorie correnti, essendo l'energia di natura coulombiana data da
             
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fissata la distanza  R₁₂  che si deve raggiungere per produrre l'interazione tra i nuclei, la scelta più opportuna ricade su bassi valori di
Z  e in particolare su   Z = 1.
Se fissiamo per il proiettile  Z₁ = 1 , utilizzando un nucleo atomico qualsiasi, secondo il nostro modello nucleare, si ha :

                                             R₁₂ = R11P ⋅ Z1/3 ⋅ p

e quindi l'energia di repulsione diventa :
          

L'ultima frazione è sempre minore di 1 . Per esempio, per l'uranio si ottiene
          
I nuclei pesanti risultano dunque molto più convenienti di quelli leggeri.

A questo punto osserviamo che entrambe le reazioni indicate portano a un nucleo squilibrato con una particella in orbita eccedente
rispetto al numero di neutroni attivi centrali.
Per ripristinare l'equilibrio, nella prima reazione è possibile solo trasformare il protone in un neutrone in modo che possa legarsi a un
protone già presente in orbita per formare un deutone e quindi l'isotopo equilibrato   A(Z ; A+2) .
Questo passaggio, come sappiamo, richiede condizioni molto particolari e quindi ha probabilità trascurabile di realizzarsi.

Certamente molto più probabile risulta la seconda reazione, nella quale si ha già un neutrone che può legarsi in volo a un protone,
ripristinando l'equilibrio.
A titolo puramente esplicativo, supponiamo di inviare un atomo di deuterio su un atomo dell'isotopo U₉₂²³⁸ che presenta la seguente
configurazione

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1 801. 83)/(1801. 7)) U₉₂²³⁸ ((238.05143)/(238.050788)) 92n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+24 0+18 1+0 ((4.270M)/
(α4.468⋅10⁹a)/(99.2742%)

che dà origine alla seguente reazione :       U₉₂²³⁸ + H₁² → He₂⁴ + Pa₉₁²³⁶ + EU-Pa

Se l'assorbimento si verifica sul quinto livello, l'evoluzione del nucleo è quella descritta nei seguenti passaggi.

-- assorbimento del deutone sul quinto livello e sintesi della particella α , con sviluppo dell'energia :
           
L'energia liberata dalla sintesi dell'elione vale          EH²-H² = EHe– 2 ⋅ ED = 23.8468 MeV
il nucleo sintetizzato risulta

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
U₉₂²³⁸ 92n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+23+α 0+18 1+0

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con energia di eccitazione :                          E₁ = ED5 + EH²-H² = 36.1016 MeV

L'energia di estrazione della particella  α  sintetizzata dal quinto livello vale :
           
Essendo    Eα5/< Ed   , la particella  α  si allontana con l'energia :

                                          Eα = Ed– Eα5/ = 11.592 MeV

Il nucleo residuo ha la seguente configurazione

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
U₉₂²³⁶ 92n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+23 0+18 1+0

non equilibrata in quanto presenta ancora 92 neutroni attivi centrali, mentre in orbita si hanno 91 particelle. Dunque evolve
spontaneamente verso l'isotopo.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1 788. 43)/(1788. 3)) Pa₉₁²³⁶ (236.04853)/(236.04868) 91n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+23 0+19 0+0 ((2.900M)/(β⁻9.10m))

Si ha quindi il trasferimento di un neutrone attivo dal centro al settimo livello dove, con il protone presente, sintetizza un deutone che si
trasferisce sulla sesta orbita.  Con il trasferimento del neutrone attivo dal centro al settimo livello si sviluppa l'enegia :
           
e quindi:

con la sintesi ed il trasferimento del deutone sul sesto livello si sviluppa :
         
questo assestamento libera quindi :      E₂ = En0/7 + ED7/6 = 1.10197 MeV

La trasformazione  U₉₂²³⁸→ Pa₉₁²³⁶  con la cattura di un deutone libera quindi l'energia :

                                        EU-Pa = Eα5/ + E₂ = 12.6940 MeV

In accordo con il valore sperimentale che si ricava con il bilancio delle masse, uguale a 12.6745 MeV.

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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1 788. 43)/(1788. 3)) Pa₉₁²³⁶ (236.0 4853)/(236.04868) 91n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+23 0+19 0+0 ((2.900M)/(β⁻9.10m))
(( 1790. 01)/(1790. 4)) U₉₂²³⁶ (236.04599)/(236.045568) 92n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+24 1+17 0+0 (4.5701M)/(α2.342⋅10⁷a)

Con un'emissione β⁻ l'isotopo Pa₉₁²³⁶ con un semiperiodo di circa 9 min si trasforma in U₉₂²³⁶ che ripete il ciclo e libera
l'energia di 2.900 MeV .
La reazione completa risulta dunque :
                                   U₉₂²³⁸ + H₁² → U₉₁²³⁶ + He₂⁴ + β⁻ + 15.594 MeV

Altre reazioni di fusione che si possono realizzare sulle orbite periferiche dei nuclei sono le seguenti.

                                   H₁³ + H₁² → He₂⁴(3,52 MeV) + n(14,07 MeV)

                                 He₂³ + H₁² → He₂⁴(3,67 MeV) + p(14,68 MeV)

Supponiamo di far assorbire un atomo di trizio sul quinto livello dell'isotopo naturale Hg₈₀¹⁹⁸.
La reazione nucleare che si verifica è la seguente :

                            Hg₈₀¹⁹⁸ + H₁³ → He₂⁴ + n + Au₇₉¹⁹⁶ + EHg-Au

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 1 567. 17)/(1566. 5)) Hg₈₀¹⁹⁸ ((197.96604)/(197.966769)) 80n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+24 0+5 0+0 ((st)/(9.97%))
Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Hg₈₀¹⁹⁸ 80n 2+0 8+0 18+0 14+9 0+23+α+n 0+5 0+0

Il neutrone si trasferisce dal quinto al quarto livello dove, con uno dei protoni presenti, sintetizza un deutone che si ferma sul posto.
Essendo però il livello sovrasaturo, un protone si sposta dal quarto al quinto livello. Si ottiene così il nucleo

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Hg₈₀¹⁹⁸ 80n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+23+α 0+5 0+0

L′energia di eccitazione risulta :            

L'energia liberata dalla separazione del neutrone e la sintesi della particella α vale :    Eα-n = 17.59 MeV

Il trasferimento del neutrone dal quinto al quarto livello e sintesi di un deutone e il trasferimento del protone dal quarto al quinto livello
complessivamente sviluppano    ED = 2.22457 MeV

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Complessivamente l'energia disponibile per l'estrazione della particella  α  risulta :

                                   Ed = ET/5 + Eα-n + ED = 37.2638 MeV

L'energia richiesta per espellere la particella  α  dal quinto livello vale :
       
Essendo   Eα5/ < Ed , la particella α si allontana con l'energia :       Eα = Ed– Eα5/ = 13.9982 MeV

con l'espulsione della particella α  il nucleo diventa squilibrato, con 80 neutroni attivi al centro e 79 particelle in orbita, come risulta
dalla configurazione :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Hg₈₀¹⁹⁸ 80n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+23+α 0+5 0+0

Un neutrone attivo si trasferisce dal centro al quarto livello, dove sintetizza un deutone con uno dei protoni presenti, mentre un protone
si sposta dal quarto al sesto livello. Il nucleo diventa :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 1560. 25)/(1559. 4)) Au₇₉¹⁹⁷ (196.96564)/(196.966569) 79n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+23 1+5 0+0 st

L'energia sviluppata dalle transizioni di assestamento risulta :
Con il trasferimento del neutrone si libera l'energia :
           
e quindi :

e con la sintesi :                     ED = 2.22457 MeV
il trasferimento del protone assorbe :
       
Per l'assestamento si spende quindi l'energia :          E₃ = EP4/6 – En0/p – ED = 1.10106 MeV

L'energia emessa dalla trasformazione  Hg₈₀¹⁹⁸ → Au₇₉¹⁹⁷  con l'assorbimento di un atomo di trizio vale :

                               EHg-Au = Eα– E₃ = 12.89714 MeV

Il valore sperimentale risulta uguale a 12.71126 MeV.

Nei prossimi articoli svilupperemo progetti reali di fusione fredda con calcolo teorico dell'energia sviluppata.

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 Art.90 -- Teoria generale della fusione fredda e calcolo teorico dell'energia liberata dalle trasmutazioni nucleari associate -- Antonio Dirita

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