Art.92b — Reazioni di fusione fredda ( LENR) realizzate in cella elettrolitica ad alta efficienza — Antonio Dirita

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Essendo i raggi ϒ molto penetranti, non vengono intercettati dai materiali della cella elettrolitica e quindi essa non riceve
alcuna energia dalle trasmutazioni nucleari se non vi è emissione di particelle materiali.

Per poter intercettare l’energia associata ai raggi i ϒ è necessario utilizzare uno schermo di piombo o tungsteno di spessore adeguato.
In generale l’assorbimento della radiazione dipende dal materiale, oltre che dal valore stesso dell’energia.

Per classificare i materiali, si definisce il SEV come lo spessore capace di ridurre a metà
la dose incidente.

Per i raggi  γ , che sono i più pericolosi, con la potenza P₀ = 1 MeV per via sperimentale si ottengono i valori approssimativi :

— acqua normale H₂O :                                     s₁= SEV(1 MeV) = 10 cm

— cemento armato :                                          s₁= SEV(1 MeV) = 4.5 cm

— lastra di piombo Pb :                                     s₁= SEV(1 MeV) = 0.9 cm

— lastra di tungsteno W :                                 s₁= SEV(1 MeV) = 0.1 cm

Se indichiamo con  s  lo spessore richiesto per ridurre la dose del rapporto r, si ha la relazione :       
e quindi lo spessore dello schermo richiesto sarà : 
Per esempio, per ridurre di 1000 volte la radiazione incidente, è necessario uno schermo di piombo avente spessore :

Secondo le indicazioni fornite dal calcolo teorico, se con la cella elettrolitica si creano opportune condizioni di lavoro, sia al catodo che
all’anodo di rame si possono realizzare delle reazioni nucleari con emissione di raggi γ .
Sarà quindi necessario disporre uno schermo che, per ridurre le dimensioni, verrà collocato in prossimità della sorgente.
Consideriamo ora alcuni esempi di reazioni di fusione realizzate con catodi di materiali diversi.

1 — elettrodi in rame ed elettrolita “carbonato di litio”  Li₂CO₃
In questo caso all’anodo le reazioni nucleari possibili sono ancora quelle che abbiamo visto con il carbonato di potassio (  Art.92  ,  Art.92a  ).
Al catodo abbiamo invece un’elevata concentrazione di un nucleo leggero, il Li₃⁷ , che presenta la configurazione nucleare seguente.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4     5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((41. 716)/(39. 244)) Li₃⁷ (7.013351)/(7.0160045) 3n 2+0 0+0 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(92.4101%))

In opportune condizioni può essere catturato dal catodo in rame per produrre la razione di fusione :

                                   Cu₂₉⁶³ + Li₃⁷ → Ge₃₂⁷⁰ + ECu/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4     5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((6 11. 173)/(610. 52)) Ge₃₂⁷⁰ (69.92355)/(69.92425) 32n 2+0 8+0 16+1 0+5 0+0 0+0 0+0 ((st)/(20.38%))

Perchè si possa realizzare la fusione, è necessario che i nuclei si avvicinino fino ad avere un’energia di legame uguale a :

                             ECu/Li = EGe70 – ECu63 – ELi7 = 19.896 MeV

La distanza che i nuclei devono raggiungere vale quindi :

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praticamente coincidente con il raggio del sesto livello del nucleo di rame :
    
maggiore della somma dei raggi di confine dei due nuclei, che vale :

La reazione si presenta dunque possibile.

2 — anodo in lega  Al-Si-Mg  ( anticorodal ), catodo in alluminio puro e come elettrolita  carbonato di litio  Li₂CO₃ ,

solfato di litio  Li₂SO₄ , oppure gli stessi sali di potassio.
All’anodo, oltre a quelle che sono state già analizzate, si potranno verificare le fusioni :

                                  Mg₁₂²⁴ + O₈¹⁶ → Ca₂₀⁴⁰ + EMg/O

                                    Al₁₃²⁷ + O₈¹⁸ → Sc₂₁⁴⁵ + EAl/O

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((1 98. 815)/(198. 26)) Mg₁₂²⁴ (23.98444)/(23.985042) 12n 2+0 8+0 1+0 1+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(78.99%))
((225. 899)/(224. 95)) Al₁₃²⁷ (26.98052)/(26.981539) 13n 2+0 8+0 2+1 0+0 0+0 0+0 0+0 st
((126. 340)/(127. 62)) O₈¹⁶ (15.99629)/(15.994915) 8n 2+0 6+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(99.757%))
((1 38. 797)/(139. 81)) O₈¹⁸ 18.0002 4/(17.999161) 8n 2+0 4+1 0+1 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(0.205%))
((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%)
((3 87. 784)/(387.85)) Sc₂₁⁴⁵ ((44.95598)/(44.95591)) 21n 2+0 8+0 7+3 0+0 1+0 0+0 0+0 st

La loro realizzazione è possibile se le energie di legame assumono i valori:

                                EMg/O = ECa40 – EMg24 – EO16 = 16.17 MeV

                                 EAl/O = ESc45 – EAl27 – EO18 = 23.09 MeV

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Le distanze che si devono raggiungere risultano :

La somma dei raggi di confine nei due casi risulta :

In entrambi i casi la distanza che si deve raggiungere per avere la fusione dei nuclei è di gran lunga maggiore della somma dei
raggi di
confine e quindi il processo si potrebbe realizzare con relativa facilità.
Sul catodo di alluminio si possono verificare le fusioni seguenti :

                                       Al₁₃²⁷ + H₁¹ → Si₁₄²⁸ + EAl/H

                                       Al₁₃²⁷ + Li₃⁷ → S₁₆³⁴ + EAl/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((225. 899)/(224. 95)) Al₁₃²⁷ ((26.98052)/(26.981539)) 13n 2+0 8+0 2+1 0+0 0+0 0+0 0+0 st
((2 35. 367)/(236. 54)) Si₁₄²⁸ ((27.97818)/(27.976926)) 14n 2+0 8+0 4+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(92.223%))
((288. 222)/(291. 84)) S₁₆³⁴ ((33.97175)/(33.967867)) 16n 2+0 8+0 4+2 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(4.25%))

La distanza che si deve raggiungere dovrà fornire le energie di legame :

                                            EAl/H = ESi28 – EAl27 = 11.59 MeV

                                            EAl/Li = ES34– EAl27– ELi7 = 27.646 MeV
e quindi risultano :

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Il raggio di sponda dell’alluminio Al₁₃²⁷ vale :

il valore  RAl/H  si colloca quindi fra la seconda orbita e il confine del nucleo, e quindi in una posizione difficile da raggiungere.
La probabilità che si verifichi questa trasmutazione è quindi praticamente trascurabile.

La distanza   RAl/Li   potrà essere raggiunta invece più facilmente e quindi si ha una probabilità più elevata di
realizzare la seconda fusione, benchè il nucleo di litio abbia dimensioni maggiori dell’idrogeno.

3 — elettrodi in ” titanio puro ” ed elettrolita ” carbonato di litio ”  Li₂CO₃  ” solfato di litio ”  Li₂SO₄ oppure gli stessi
sali di potassio.
E’ possibile produrre all’anodo la fusione :

                                     Ti₂₂⁴⁸ + O₈¹⁶ → Zn₃₀⁶⁴ + ETi/O

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((4 18. 961)/(418.70)) Ti₂₂⁴⁸ ((47.94767)/(47.94795)) 22n 2+0 8+0 7+4 1+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(73.72%))
((126. 340)/(127. 62)) O₈¹⁶ (15.99629)/(15.994915) 8n 2+0 6+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(99.757%))
((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%)

La distanza dei nuclei da raggiungere deve produrre un’energia di legame :

                                   ETi/O = EZn64 – ETi48 – EO16 = 12.78 MeV
e quindi dovrà essere :

Si tratta di una distanza enorme, facilmente raggiungibile, che si associa al decimo livello nucleare del nucleo di titanio, come risulta
dal calcolo :       
infatti, l’energia di legame del nucleo di ossigeno sul decimo livello vale :

Questa fusione è dunque facilmente realizzabile.

Al catodo si potranno verificare le fusioni :
                                          Ti₂₂⁵⁰ + H₁¹ → V₂₃⁵¹ + ETi/H

                                          Ti₂₂⁴⁸ + Li₃⁷ → Mn₂₅⁵⁵ + ETi/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((4 18. 961)/(418.70)) Ti₂₂⁴⁸ (47.94767)/(47.94795) 22n 2+0 8+0 7+4 1+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(73.72%))
((4 37. 690)/(437.78)) Ti₂₂⁵⁰ (49.94489)/(49.94479) 22n 2+0 8+0 5+6 0+0 1+0 0+0 0+0 ((st)/(5.18%))
((444. 381)/(444.15)) Ti₂₂⁵¹ (50.94637)/(50.94661) 22n 2+0 8+0 3+7 1+0 1+0 0+0 0+0 ((2.472M)/(β⁻5.76m))
((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%))
((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

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In realtà la prima trasmutazione si realizza attraverso diverse fasi :

                        Ti₂₂⁵⁰ + (p + e) → Ti₂₂⁵¹ → V₂₃⁵¹ + β + ETi/H

La distanza dei nuclei da raggiungere deve produrre un’energia di legame :

                                      ETi/H = EV51 – ETi50 = 8.06 MeV

                                ETi/Li = EMn55 – ETi48 – ELi7 = 24.126 MeV

Le distanze che si devono raggiungere per realizzare le fusioni risultano:

Essendo il raggio di confine dell’isotopo Ti₂₂⁵⁰ :

l’assorbimento diretto di un protone è molto difficile, mentre diventa probabile la reazione che passa attraverso la sintesi di un neutrone.

La seconda reazione indicata risulta invece più probabile, in quanto il raggio di confine dell’isotopo Ti₂₂⁴⁸ vale :

4 — elettrodi in cromo ed elettrolita ” carbonato di litio ”  Li₂CO₃  oppure ” solfato di litio ”  Li₂SO₄  oppure gli
stessi sali di potassio.

All’anodo è possibile la fusione :               Cr₂₄⁵² + O₈¹⁸ → Ge₃₂⁷⁰ + ECr/O

 

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%))
((4 74. 756)/(474. 01)) Cr₂₄⁵⁴ (53.93808)/(53.93888) 24n 2+0 8+0 6+6 1+0 1+0 0+0 0+0 ((st)/(2.365%))
((1 38. 797)/(139. 81)) O₈¹⁸ (18.000 24)/(17.999161) 8n 2+0 4+1 0+1 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(0.205%))
((41. 716)/(39. 244)) Li₃⁷ (7.0 13351)/(7.0160045) 3n 2+0 0+0 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(92.4101%))
((6 11. 173)/(610. 52)) Ge₃₂⁷⁰ ((69.92355)/(69.92425) 32n 2+0 8+0 16+1 0+5 0+0 0+0 0+0 ((st)/(20.38%))
((5 17. 808)/(517. 31)) Co₂₇⁵⁹ ((58.93266)/(58.93319) 27n 2+0 8+0 10+4 1+1 1+0 0+0 0+0 st

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L’accostamento dei nuclei deve essere tale da fornire l’energia di legame :

                              ECr/O = EGe70 – ECr52 – EO18 = 14.36 MeV

e quindi :
                
Si tratta di una distanza enorme, associata all’undicesimo livello dell’isotopo Cr₂₄⁵² , come risulta dal calcolo :

La reazione potrebbe dunque rivelarsi facilmente realizzabile.

Al catodo si possono verificare le reazioni
                                      Cr₂₄⁵⁴ + H₁¹ → Mn₂₅⁵⁵ + ECr/H

                                      Cr₂₄⁵² + Li₃⁷ → Co₂₇⁵⁹ + ECr/Li

La prima reazione si realizza facilmente passando attraverso l’assorbimento di un neutrone sul quinto livello.
L’energia che viene liberata vale :
                                       ECr/H = EMn55 – ECr54 = 8.06 MeV

Per realizzare la seconda fusione, si deve realizzare un accostamento tale da fornire l’energia di legame :

                                  ECr/Li = ECo59 – ECr52 – ELi7 = 21.716 MeV

L’accostamento richiesto risulta :
          
decisamente maggiore del raggio di confine, che risulta :

la reazione è dunque realizzabile.
L’isotopo del cobalto   Co₂₇⁵⁹   che si forma con questa fusione presenta ancora un protone sul quinto livello e quindi può assorbire
ancora idrogeno per formare nichel.

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5 — elettrodi in ferro ed elettrolita ” carbonato di litio ”  Li₂CO₃  oppure ” solfato di litio ”  Li₂SO₄ oppure gli
stessi sali di potassio.

All’anodo si verifica la fusione :                           Fe₂₆⁵⁶ + O₈¹⁸ → Se₃₄⁷⁴ + E

 

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%)
(( 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%))
((642. 810)/(642. 89)) Se₃₄⁷⁴ ((73.92256)/(73.92248)) 34n 2+0 8+0 16+1 1+5 1+0 0+0 0+0 ((st)/(0.89%))
((551. 168)/(551. 38)) Cu₂₉⁶³ ((62.92983)/(62.92960)) 29n 2+0 8+0 12+3 1+2 1+0 0+0 0+0 ((st)/(69.15%))

L’energia di legame che deve fornire l’accostamento vale :

                                 EFe/O = ESe74 – EFe56 – EO18 = 10.82 MeV

e quindi si dovrà raggiungere la distanza :

E’ una distanza notevole, associata al tredicesimo livello dell’isotopo  Fe₂₆⁵⁶  che risulta :

di gran lunga oltre il raggio di confine, che vale   2732⋅10⁻¹⁵ m, e quindi sarà facilmente raggiungibile.

Al catodo si avrà la reazione :
                                       Fe₂₆⁵⁴ + (p + e) → Fe₂₆⁵⁵ + E54/55

emessa come radiazione ϒ vale       
il deutone sintetizzato sul quinto livello si trasferisce sul quarto, liberando un’energia uguale a :

complessivamente l’energia emessa come radiazione ϒ dalla trasmutazione Fe₂₆⁵⁴ → Fe₂₆⁵⁵ risulta :

                           E54/55 = ED/5 + ED5/4 = 8,98125 MeV

in buon accordo con il valore sperimentale uguale a  9,29809 MeV

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L’energia netta sviluppata si ottiene sottraendo  En = 0,782291 MeV  spesa inizialmente per sintetizzare il neutrone.

L’isotopo Fe₂₆⁵⁵ presenta una tendenza naturale a catturare un elettrone k per formare l’isotopo stabile :

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 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

Se si utilizza come elettrolita un sale di litio, al catodo si potrà avere anche la reazione di fusione :

                                 Fe₂₆⁵⁶ + Li₃⁷ → Cu₂₉⁶³ + EFe/Li 

L’energia di legame che l’accostamento dei nuclei dovrà produrre vale :

                            EFe/Li = ECu63 – EFe56 – ELi7 = 19.876 MeV

La distanza che si dovrà raggiungere vale quindi :

Si tratta di un valore notevole, facilmente raggiungibile.

6 — elettrodi in cobalto puro ed elettrolita ” carbonato di litio ”  Li₂CO₃  oppure ” solfato di litio “  Li₂SO₄
oppure gli stessi sali di potassio.

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((5 17. 808)/(517. 31)) Co₂₇⁵⁹ ((58.93266)/(58.93319)) 27n 2+0 8+0 10+4 1+1 1+0 0+0 0+0 st
(( 5 25. 113)/(524. 80)) Co₂₇⁶⁰ ((59.93349)/(59.93382)) 27n 2+0 8+0 10+4 0+2 1+0 0+0 0+0 (2.82281M)/(β⁻1925.28d)
(( 5 27. 066)/(526. 85)) Ni₂₈⁶⁰ ((59.93055)/(59.93079)) 28n 2+0 8+0 12+3 1+1 1+0 0+0 0+0 ((st)/(26.2231%))
((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%))
(( 5 43. 778)/(545. 26)) Ni₂₈⁶² ((61.92994)/(61.92835)) 28n 2+0 8+0 12+3 0+3 0+0 0+0 0+0 ((st)/(3.6345%))

Al catodo il cobalto, che presenta un protone sul quinto livello nucleare, può assorbire facilmente un neutrone per formare l’isotopo
radioattivo  Co₂₇⁶⁰  che emette β⁻, con un periodo di dimezzamento uguale a  1925.28 giorni , e forma l’isotopo stabile del
nichel Ni₂₈⁶⁰ .

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Dal confronto delle configurazioni dei livelli nucleari, si vede che la trasformazione si realizza attraverso diverse transizioni.
Sul quarto livello del Co₂₇⁶⁰ un deutone si scinde, liberando un neutrone e un protone.
Il protone si ferma sul quarto livello, mentre il neutrone si sposta sul terzo, che diventa sovrassaturo, con una particella in eccesso.

Il neutrone, non più legato a un protone, decade con emissione di un raggio β⁻. L’energia che si libera con queste operazioni vale :

L’elettrone β⁻ viene emesso con un’energia Eβ = 0.32 MeV e la differenza come radiazione  γ . Si ha quindi un primo raggio γ
con  Eγ = 1.4109 MeV .
A questo punto il nucleo è diventato :

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Ni₂₈⁶⁰ 27n 2+0 8+0 11+4 1+1 1+0 0+0 0+0

con fattore di riempimento dei livelli :

Sul terzo livello un deutone si scinde, lasciando il protone sul posto, mentre il neutrone si trasferisce al centro, per aumentare lo spazio
rotante nucleare ed equilibrare il nucleo, che diventa   Ni₂₈⁶⁰  stabile.
L’energia che si libera come radiazione  γ  vale :

in ottimo accordo con i valori sperimentali.

Il Ni₂₈⁶⁰ presenta un protone sul quinto livello e quindi è in grado di assorbire facilmente un neutrone per trasformarsi in Ni₂₈⁶¹
che assorbe un neutrone e si trasforma a sua volta in  Ni₂₈⁶² .
Una seconda reazione che può verificarsi al catodo è la seguente          Co₂₇⁵⁹ + Li₃⁷ → Zn₃₀⁶⁶ + ECo/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((5 17. 808)/(517. 31)) Co₂₇⁵⁹ ((58.93266)/(58.93319)) 27n 2+0 8+0 10+4 1+1 1+0 0+0 0+0 st
((41. 716)/(39. 244)) Li₃⁷ ((7.0 13351)/(7.0160045)) 3n 2+0 0+0 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(92.4101%))
((5 77. 460)/(578. 14)) Zn₃₀⁶⁶ ((65.92676)/(65.92603)) 30n 2+0 8+0 14+2 0+4 0+0 0+0 0+0 ((st)/(27.975%))

L’energia di legame dei due nuclei dovrà essere :       ECo/Li = EZn66 – ECo59 – ELi7 = 21.586 MeV
e quindi si dovrà raggiungere la distanza :

30
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maggiore del raggio di confine del nucleo   Co₂₇⁵⁹  , che vale :

la reazione è dunque realizzabile, anche se con probabilità non elevata.

7 — elettrodi in Nichel puro ed elettrolita ” carbonato di litio ” Li₂CO₃ oppure ” solfato di litio “ Li₂SO₄ o gli
stessi sali di potassio.

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%)
((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)
(( 5 27. 066)/(526. 85)) Ni₂₈⁶⁰ ((59.93055)/(59.93079)) 28n 2+0 8+0 12+3 1+1 1+0 0+0 0+0 ((st)/(26.2231%))
((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%))
(( 5 43. 778)/(545. 26)) Ni₂₈⁶² ((61.92994)/(61.92835)) 28n 2+0 8+0 12+3 0+3 0+0 0+0 0+0 ((st)/(3.6345%))
((551. 194)/(552. 10)) Ni₂₈⁶³ ((62.93064)/(62.92967)) 28n 2+0 8+0 10+4 1+3 0+0 0+0 0+0 ((66.977K)/(β⁻101.2a))
((551. 168)/(551. 38)) Cu₂₉⁶³ ((62.92983)/(62.92960)) 29n 2+0 8+0 12+3 1+2 1+0 0+0 0+0 ((st)/(69.15%))

Il nichel ha una configurazione analoga a quella del cobalto e quindi presenta la stessa capacità di assorbire neutroni.

Il Ni₂₈⁵⁸ assorbe dall’esterno un neutrone che, con uno dei protoni presenti, sul terzo livello sintetizza un deutone liberando l’energia :

Utilizzando parte di questa energia, un protone si trasferisce dal terzo livello al quinto ; l’energia spesa risulta :

Dal quinto livello il deutone si sposta sul quarto, liberando l’energia :

La trasmutazione  Ni₂₈⁵⁸ → Ni₂₈⁵⁹  sviluppa quindi una radiazione γ di energia complessiva :

                                E58/59 = ED3 – EP3/5 + ED5/4 = 8.5152 MeV

in buon accordo con il valore sperimentale         Es= 8.2170 MeV.

Gli isotopi  Ni₂₈⁵⁹ ,  Ni₂₈⁶⁰ ,  Ni₂₈⁶¹ e  Ni₂₈⁶² presentano tutti un protone periferico e quindi possono assorbire

facilmente neutroni, trasformandosi tutti in Ni₂₈⁶³ . Questo isotopo è instabile con periodo di dimezzamento uguale a 101.2 anni

e quindi emette elettroni β⁻, trasformandosi in Cu₂₉⁶³.
Naturalmente, essendo la vita media relativamente lunga, il rame formato
in tempi brevi sarà presente solo in tracce.

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Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((551. 168)/(551. 38)) Cu₂₉⁶³ ((62.92983)/(62.92960)) 29n 2+0 8+0 12+3 1+2 1+0 0+0 0+0 ((st)/(69.15%))
((558. 701)/(559. 30)) Cu₂₉⁶⁴ (63.93041)/(63.92976) 29n 2+0 8+0 12+3 0+3 1+0 0+0 0+0 (1.67439M)/(ce12.701h)
((5 68. 147)/(569. 21)) Cu₂₉⁶⁵ ((64.92893)/(64.92779)) 29n 2+0 8+0 12+3 0+4 0+0 0+0 0+0 ((st)/(30.85%))
((558. 614)/(561. 76)) Ni₂₈⁶⁴ ((63.93134)/(63.92796)) 28n 2+0 8+0 10+4 0+4 0+0 0+0 0+0 ((st)/(0.9256%))

L’isotopo del rame  Cu₂₉⁶³  nella configurazione nucleare presenta dei protoni periferici e quindi assorbe facilmente un neutrone

trasmutando in   Cu₂₉⁶⁴  , che si presenta instabile con periodo di dimezzamento uguale a  12.701 ore . Esso cattura quindi un

elettrone K e si trasforma in Ni₂₈⁶⁴ .

L’isotopo  Cu₂₉⁶⁴  è anche in grado di assorbire un neutrone sul quinto livello per trasformarsi in  Cu₂₉⁶⁵ stabile.
Un’altra reazione di fusione realizzabile al catodo è la seguente.

                                      Ni₂₈⁶² + Li₃⁷ → Ga₃₁⁶⁹ + ENi/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 5 43. 778)/(545. 26)) Ni₂₈⁶² ((61.92994)/(61.92835)) 28n 2+0 8+0 12+3 0+3 0+0 0+0 0+0 ((st)/(3.6345%))
((602. 062)/(602. 00)) Ga₃₁⁶⁹ ((68.92550)/(68.92557)) 31n 2+0 8+0 14+2 0+5 0+0 0+0 0+0 ((st)/(60.108%))

L’accostamento dei nuclei dovrà fornire l’energia di legame :          ENi/Li = EGa69 – ENi62 – ELi7 = 17.496 MeV

Si dovrà dunque raggiungere la distanza :
             
Il raggio di sponda del Ni₂₈⁶² vale :

decisamente minore della distanza richiesta e quindi la reazione si verifica facilmente.

8 — elettrodi in Molibdeno ed elettrolita ” carbonato di litio ” Li₂CO₃ oppure ” solfato di litio ” Li₂SO₄ ppure gli stessi
sali di potassio.

Il molibdeno è tra gli elementi catodici più indicati per realizzare la cattura di idrogeno
necessaria per realizzare la fusione nucleare.

Esso presenta infatti un gran numero di isotopi naturali con protoni dislocati sui livelli periferici (    Art.77.42   ) .

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((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%)
((80 4. 311)/(804. 58)) Mo₄₂⁹³ ((92.90710)/(92.90681)) 42n 2+0 8+0 18+0 4+9 1+0 0+0 0+0 ((406K)/(ce4.0⋅10³a))
((813. 140)/(814. 25)) Mo₄₂⁹⁴ ((93.90629)/(93.90509)) 42n 2+0 8+0 18+0 3+10 1+0 0+0 0+0 ((st)/(9.23%))
(( 821. 970)/(821. 63)) Mo₄₂⁹⁵ ((94.90547)/(94.90584)) 42n 2+0 8+0 18+0 2+11 1+0 0+0 0+0 ((st)/(15.90%))
((830. 799)/(830. 78)) Mo₄₂⁹⁶ ((95.90468)/(95.90468)) 42n 2+0 8+0 18+0 1+12 1+0 0+0 0+0 ((st)/(16.68%))
((8 37. 250)/(837. 60)) Mo₄₂⁹⁷ ((96.90640)/(96.90602)) 42n 2+0 8+0 18+0 1+12 0+1 0+0 0+0 ((st)/(9.56%))
((846. 080)/(846. 24)) Mo₄₂⁹⁸ ((97.90558)/(97.90541)) 42n 2+0 8+0 18+0 0+13 0+1 0+0 0+0 ((109K)/
(2β⁻>1.0⋅10¹⁴a)/(24.19%)
((8 52. 319)/(852. 17)) Mo₄₂⁹⁹ ((98.90755)/(98.90771)) 42n 2+0 8+0 16+1 1+13 0+0 0+1 0+0 ((1.3570M)/(β⁻65.976h))
((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%)
((8 66. 499)/(865. 86)) Mo₄₂¹⁰¹ ((100.90966)/(100.91035)) 42n 2+0 8+0 12+3 1+13 1+1 1+0 0+0 ((2.824M)/(β⁻14.61m))
((872. 951)/(873. 97)) Mo₄₂¹⁰² ((101.91140)/(101.91030)) 42n 2+0 8+0 12+3 1+13 0+2 1+0 0+0 ((996K)/(β⁻11.3m))

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Il Mo₄₂⁹² per assorbimenti successivi di 4 atomi di idrogeno forma Mo₄₂⁹⁶ e sviluppa l’energia :

Con altri tre assorbimenti consecutivi l’isotopo  Mo₄₂⁹⁶ si trasforma in  Mo₄₂⁹⁹ che, emettendo un β⁻, con un periodo di

dimezzamento uguale a   65.976 ore, si trasforma nel noto emettitore β⁻   Tc₄₃⁹⁹ .

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((8 52. 319)/(852. 17)) Mo₄₂⁹⁹ ((98.90755)/(98.90771)) 42n 2+0 8+0 16+1 1+13 0+0 0+1 0+0 ((1.3570M)/(β⁻65.976h))
((852. 327)/(852. 74)) Tc₄₃⁹⁹ ((98.90670)/(98.90625)) 43n 2+0 8+0 18+0 1+12 1+1 0+0 0+0 ((293.0K)/(β⁻2.111⋅10⁵a))

Il  Mo₄₂⁹⁹ può però anche assorbire idrogeno e trasformarsi in  Mo₄₂¹⁰⁰ capace di assorbire ancora idrogeno.
Una reazione che può anche verificarsi al catodo è la seguente :

                                  Mo₄₂⁹⁶ + Li₃⁷ → Rh₄₅¹⁰³ + EMo/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((830. 799)/(830. 78)) Mo₄₂⁹⁶ ((95.90468)/(95.90468)) 42n 2+0 8+0 18+0 1+12 1+0 0+0 0+0 ((st)/(16.68%))
((884. 534)/(884. 16)) Rh₄₅¹⁰³ ((102.90511)/(102.90550)) 45n 2+0 8+0 18+0 3+12 1+0 0+1 0+0 st
((891. 152)/(891. 16)) Rh₄₅¹⁰⁴ ((103.90667)/(103.90666)) 45n 2+0 8+0 18+0 3+12 0+1 0+1 0+0 ((2.440M)/(β⁻42.3s))
((892. 763)/(892. 82)) Pd₄₆¹⁰⁴ ((103.90410)/(103.90404)) 46n 2+0 8+0 18+0 5+11 1+0 0+1 0+0 ((st)/(11.14%))

Con l’avvicinamento dei nuclei l’energia di legame dovrà assumere il valore :

                                 EMo/Li = ERh103 – EMo96 – ELi7 = 14.136 MeV

Si dovrà dunque raggiungere la distanza :

Il raggio di sponda dell’isotopo Mo₄₂⁹⁶ vale :

di gran lunga minore della distanza richiesta.

L’isotopo Rh₄₅¹⁰³ assorbe facilmente un neutrone e si trasforma in Rh₄₅¹⁰⁴ che, con un periodo di dimezzamento uguale a

42.3 sec, con un β⁻ e si trasforma in Pd₄₆¹⁰⁴ stabile.

9 — elettrodi in cadmio puro ed elettrolita ” carbonato di litio ”  Li₂CO₃  o ” solfato di litio “ Li₂SO₄ oppure
gli stessi sali di potassio.

Il cadmio nella configurazione dei livelli nucleari presenta protoni dislocati sul sesto livello e quindi può essere un ottimo assorbitore
di neutroni. 
Esso viene per questo impiegato nei reattori a fissione
nucleare per il controllo del flusso di neutroni. Utilizzato quindi
come materiale catodico, può facilmente fondersi con l’ idrogeno.

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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%)
((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))
((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 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%))
(( 947. 700)/(947. 62)) Cd₄₈¹¹¹ ((110.90409)/(110.90418)) 48n 2+0 8+0 18+0 5+12 0+2 0+1 0+0 ((st)/(12.80%))
((9 57. 037)/(957. 02)) Cd₄₈¹¹² ((111.90274)/(111.90276)) 48n 2+0 8+0 18+0 4+13 0+2 0+1 0+0 ((st)/(24.13%))
((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%)
((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))
((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%)

L’isotopo Cd₄₈¹⁰⁶ assorbe un neutrone sul sesto livello e si trasforma in Cd₄₈¹⁰⁷che, con un periodo di dimezzamento uguale

a 6.50 ore, con una cattura k si trasforma in Ag₄₇¹⁰⁷ stabile.

Il Cd₄₈¹⁰⁷, per assorbimenti successivi, si trasforma in Cd₄₈¹⁰⁹ che, con periodo di dimezzamento uguale a 461.4 giorni,

cattura un elettrone k e si trasforma in Ag₄₇¹⁰⁹ , anch’esso stabile.

Sempre con assorbimenti successivi di idrogeno, si forma l’isotopo  Cd₄₈¹¹⁵  che decade, con un semiperiodo di  53.46 ore ,

emettendo un raggio β⁻ che lo trasforma in In₄₉¹¹⁵, debolmente radioattivo β⁻.

L’isotopo Cd₄₈¹¹⁵ha comunque una configurazione nucleare che gli consente di assorbire facilmente idrogeno per dare Cd₄₈¹¹⁶

che assorbe idrogeno e si trasforma in Cd₄₈¹¹⁷ il quale emette β⁻ e forma In₄₉¹¹⁷, che emette ancora β⁻e si trasforma a

sua volta nell’isotopo stabile Sn₅₀¹¹⁷ che assorbe ancora atomi di idrogeno con lo stesso meccanismo.
Un’altra reazione che si verifica al catodo è :

                                       Cd₄₈¹¹⁴ + Li₃⁷ → Sb₅₁¹²¹ + ECd/Li

 

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%)
((1026. 48)/(1026. 3)) Sb₅₁¹²¹ ((120.90365)/(120.903816)) 51n 2+0 8+0 18+0 3+14 0+5 1+0 0+0 ((st)/(57.21%))

L’energia di legame dovrà essere :            ECd/Li = ESb121 – ECd114 – ELi7 = 14.456 MeV

Si dovrà dunque raggiungere la distanza :

Il raggio di sponda del Cd₄₈¹¹⁴ vale :

decisamente minore della distanza richiesta e quindi la reazione è realizzabile .

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Notiamo che l’isotopo dell’antimonio  Sb₅₁¹²¹  può assorbire un neutrone per dare l′isotopo instabile  Sb₅₁¹²² che decade in
Sn₅₀¹²².

10 — elettrodi in tungsteno con elettrolita ” carbonato di litio ” Li₂CO₃ oppure ” solfato di litio ” Li₂SO₄ oppure
gli stessi sali di potassio.
la configurazione dei livelli nucleari degli isotopi naturali del tungsteno risulta (   Art.77.74    )

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 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%)
((1 450. 96)/(1451. 3)) W₇₄¹⁸¹ ((180.94853)/(180.948197)) 74n 2+0 8+0 18+0 12+10 1+19 0+4 0+0 ((188.0K)/(ce121.2d))
((1458. 82)/(1459. 3)) W₇₄¹⁸² ((181.94876)/(181.948204)) 74n 2+0 8+0 18+0 12+10 0+20 0+4 0+0 ((st)/(26.50%))
((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%)
(( 1 478. 93)/(1478. 7)) W₇₄¹⁸⁵ ((184.95316)/(184.953419)) 74n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+20 0+5 0+0 ((432.6K)/(β⁻75.1d))
(( 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%)

Utilizzando come elettrolita un sale di litio, al catodo si potrà produrre anche la reazione :

                                        W₇₄¹⁸⁴ + Li₃⁷ → Ir₇₇¹⁹¹ + Ew/Li

 

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 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%)
((41. 716)/(39. 244)) Li₃⁷ ((7.0 13351)/(7.0160045)) 3n 2+0 0+0 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(92.4101%))
(( 1 517. 71)/(1518. 1)) Ir₇₇¹⁹¹ ((190.96100)/(190.960594)) 77n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+21 1+5 0+0 ((st)/(37.3%))
((1523. 91)/(1524. 3)) Ir₇₇¹⁹² ((191.96301)/(191.962605)) 77n 2+0 8+0 18+0 10+11 1+21 0+6 0+0 ((1.4545M)/(β⁻73.829d))
(( 1 531. 86)/(1532. 1)) Ir₇₇¹⁹³ ((192.96314)/(192.962926)) 77n 2+0 8+0 18+0 10+11 0+22 0+6 0+0 ((st)/(62.7%))

L’energia di legame dovrà essere :                   EW/Li = EIr193 – EW184 – ELi7 = 5.256 MeV

I nuclei dovranno quindi avvicinarsi fino alla distanza :

Il raggio di sponda dell’isotopo W₇₄¹⁸⁴ vale :

di gran lunga minore della distanza richiesta.

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L’isoopo Ir₇₇¹⁹¹ assorbe facilmente un neutrone sul sesto livello e si trsforma in Ir₇₇¹⁹² liberando un fotone γ di energia :

in ottimo accordo con il valore sperimentale    E= 5.41581 MeV.

Il nucleo  Ir₇₇¹⁹²,  con un semiperiodo uguale a  73.829 giorni , emette un raggio β⁻ e si trasforma nell’isotopo stabile del

platino Pt₇₈¹⁹².

13 — elettrodi di uranio e come elettrolita ” carbonato di litio “  Li₂CO₃  o ” solfato di litio ”  Li₂SO₄  oppure
gli stessi sali di potassio.
L’isotopo dell’uranio   U₉₂²³⁸  nella configurazione dei livelli nucleari presenta un protone in orbita sul settimo livello, dunque sul
confine del nucleo, e quindi sarà capace di assorbire un neutrone con estrema facilità.
Com’è noto però, questo porta alla fissione del nucleo con tutti i problemi che ne derivano.

In questo caso, come del resto per tutti gli isotopi pesanti, sarà conveniente assecondare la naturale tendenza dei nuclei ad emettere
particelle  α  , facendo assorbire deuterio al posto dell’idrogeno.
La reazione che si verifica risulta :
                                    U₉₂²³⁸ + H₁² → He₂⁴ + Pa₉₁²³⁶ + EU/Pa

 

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%)
((28. 306 )/(28.296)) He₂⁴ ((4.0025922)/(4.0026032)) 2n 2+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(99.999866%))
((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))

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, partendo da due deutoni, 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

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

L’energia di estrazione dal quinto livello della particella α sintetizzata vale :

Essendo   Eα5/∞ < Ed  , la particella  α  si allontana con l’energia :              Eα = E₁ – Eα5/∞ = 11.592 MeV

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Il nucleo residuo ha la seguente configurazione provvisoria

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 spontaneamente evolve 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 ((236.0 4853)/(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’energia :

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

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 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  9.10 min  si trasforma in U₉₂²³⁶ che ripete il ciclo e

libera l’energia di 2.900 MeV. La reazione completa risulta dunque :

                          U₉₂²³⁸ + H₁² → U₉₂²³⁶ + He₂⁴ + β⁻ + 15.594 MeV

L’isotopo Pa₉₁²³⁶ è anche in grado di assorbire deuterio per dare origine alla reazione :

                            Pa₉₁²³⁶ + H₁² → He₂⁴ + Th₉₀²³⁴ + EPa-Th

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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))
(( 1 777. 57)/(1777. 7)) Th₉₀²³⁴ ((234.04370)/(234.043601)) 90n 2+0 8+0 18+0 6+13 1+23 1+18 0+0 ((273.0K)/(β⁻24.10d))

Se l’assorbimento si verifica sul sesto 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, partendo da due deutoni, 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)
Pa₉₁²³⁶ 91n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+22+α 0+19 0+0

con energia di eccitazione :                                       E₁ = ED5 + EH²-H² = 36.054 MeV

L’energia di estrazione dal quinto livello della particella α sintetizzata vale :

Essendo    Eα5/∞ < E₁ , la particella α si allontana con l’energia :             Eα = E₁ – Eα5/∞ = 11.6396 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)
Th₉₀²³⁴ 91n 2+0 8+0 18+0 8+12 1+22 0+19 0+0

con fattore di riempimento : α(144) = 5.427778
E’ una configurazione non equilibrata in quanto presenta ancora 91 neutroni attivi centrali, mentre in orbita si hanno 90 particelle.
Dunque spontaneamente evolve verso l’isotopo:

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 1 777. 57)/(1777. 7)) Th₉₀²³⁴ ((234.04370)/(234.043601)) 90n 2+0 8+0 18+0 6+13 1+23 1+18 0+0 ((273.0K)/(β⁻24.10d))

Si ha quindi il trasferimento di un neutrone attivo dal centro al quarto livello dove, con uno dei protoni presenti, forma un deutone che si
ferma sul posto e con una parte dell’energia sviluppata eccita un protone che si trasferisce sul sesto livello, mentre dal sesto un deutone
si trasferisce sul quinto livello.
Con il trasferimento del neutrone attivo dal centro al quarto livello si sviluppa l’energia :

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Con la sintesi ed il trasferimento del protone dal quarto al sesto livello viene assorbita l’energia :

mentre il trasferimento del deutone dal sesto al quinto livello libera :

L’assestamento del nucleo dopo l’emissione della particella  α  libera quindi un fotone γ di energia :

                             Eγ = En0/4 – EP4/6 + ED6/5 = 3.53945 MeV

L’isotopo del torio   Th₉₀²³⁴ , così ottenuto emette particelle β⁻, trasformandosi in Pa₉₁²³⁴ e assorbe ancora deuterio con

emissione α e trasmutazione nell’ isotopo dell’attinio  Ac₈₉²³² , che ha la seguente configurazione nucleare (    Art.77.89    ).

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
(( 1764. 80)/(1763. 8)) Ac₈₉²³² ((232.04092)/(232.04203)) 89n 2+0 8+0 18+0 6+13 0+23 1+18 0+0 ((3.700M)/(β⁻119s))

Sia l’attinio che il protoattinio sono in grado di ripetere il ciclo.
Valutiamo a questo punto l’accostamento che si deve ottenere tra U₉₂²³⁸ e H₁² per poter produrre la fusione.
Il valore che dovrà assumere l’energia di legame si calcola considerando la reazione :

                                   U₉₂²³⁸ + H₁² → Np₉₃²⁴⁰ + EU/D

                              EU/D = ENp240 – EU238 – ED = 8.0754 MeV

La distanza che si dovrà raggiungere vale :

Il raggio di sponda dell’isotopo U₉₂²³⁸ vale :

decisamente minore della distanza richiesta e quindi la fusione si realizza facilmente.

E’ da notare che l’energia di repulsione elettrostatica alla distanza richiesta è relativamente piccola. Si ha infatti :

Finora abbiamo considerato solo alcune delle reazioni nucleari che possono verificarsi.
Lo pseudoneutrone che interagisce con la periferia del nucleo, in prevalenza popolata da deutoni, ha una elevata probabilità di interagire
con uno di essi, formando anche trizio, secondo la reazione :

                           H₁² + (H₁¹ + E0e ) → H₁³ + γ(5.474921 MeV)

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Se, a titolo puramente esplicativo, consideriamo la cattura sul sesto livello del tungsteno, abbiamo :

dopo la sintesi l’energia che si rende disponibile vale dunque :                       Ed = En∞/6 + ET = 9.38728 MeV

L’energia di estrazione del trizio dal sesto livello vale :      
Essendo  ET6/∞ > Ed il trizio non può uscire dal nucleo e quindi rimane sulla orbita con una elevata energia di eccitazione.

Dato che sulla stessa orbita, dunque a piccola distanza, vi sono altri deutoni, si ha una buona probabilità che si verifichi sull’orbita la
reazione :

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

L’energia complessivamente disponibile risulta a questo punto : Ed1 = Ed + 3,52 MeV + 14,07 MeV = 26.97728 MeV

L’energia necessaria all’elione e al neutrone prodotti per superare la velocità di fuga risulta :

La particella α e il neutrone abbandonano quindi il nucleo con l’energia:      Eαn = Ed1 – Eαn6/∞ = 7.41547 MeV
ripartita in rapporto inverso alle masse e quindi :
                                    α(1.380892 MeV)   ;    n(5.523568 MeV)

Naturalmente, il neutrone prima di uscire dal catodo può dare origine ad altre reazioni. In ogni caso, come prodotto finale, dal nucleo può
uscire solo la particella α , l’unico aggregato con energia di legame tale da consentire di superare la velocità di fuga.

Con la stessa probabilità, si verificano anche le reazioni :
                                H₁² + H₁² →H₁³(1,01 MeV) + p(3,02 MeV)

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

che dopo diversi passaggi approdano comunque a una particella α .

Dato che in tutti gli esperimenti non si ha praticamente alcuna emissione di particelle (si ha solo con isotopi pesanti), ” l’energia è
liberata quasi esclusivamente sotto forma di radiazione γ ” .

E’ importante dunque utilizzare sempre, fin dall’inizio, un adeguato schermo di piombo o tungsteno e controllare bene  i processi che si
verificano al catodo attraverso vie indirette, per esempio riflettendo l’immagine rilevata con uno specchio attraverso una finestra praticata
nello schermo.

Alcuni esperimenti, per esempio con catodo in titanio o con polvere di palladio o nichel palladiato, potranno essere realizzati anche con
acqua pesante al posto di quella normale.
Se si utilizza come elettrolita un sale di litio, i cationi che giungono al catodo, se è presente un neutrone, possono dare origine alla reazione
esotermica :
                   Li₃⁶ + n —→ H₁³ + He₂⁴ + E(4.783587 – 0.78229 = 4.001297 MeV

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
((32. 299)/(31. 994)) Li₃⁶ ((6.014800)/(6.015123)) 3/(2n) 2+0 0+0 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 ((st)/(7.5899%))
(( 6. 6706)/(8.4818)) T₁³ ((3.017994)/(3.0160493)) 1n 0+0 0+1 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((18.591K)/(β⁻12.32a))
((28. 306 )/(28.296)) He₂⁴ ((4.0025922)/(4.0026032)) 2n 2+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 0+0 ((st)/(99.999866%))

In questo caso il neutrone viene assorbito sulla quarta orbita, dove è presente un deutone con il quale si fonde e sintetizza un nucleo di
trizio. L’energia che si rende disponibile dopo la sintesi vale

Il nucleo formato risulta

Ec(MeV)/Es(MeV)  Sa    mc/ms   n 1   2    3   4    5    6   7   Ep(eV)/(p -T1/2)
Li₃⁶ 2n 2+0 0+0 0+0 0+T 0+0 0+0 0+0

L’energia di estrazione del trizio dalla quarta orbita vale :         
L’energia cinetica con la quale si allontanano l’atomo di elio e quello di trizio risulta :

                                               EHe-T = ET4 – ET4/∞ = 4.48808 MeV

in buon accordo con il valore sperimentale uguale a  4,001297 MeV.

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 Art.92b — Reazioni di fusione fredda ( LENR) realizzate in cella elettrolitica ad alta efficienza — Antonio Dirita

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