Geum.ru

Исследование cnd- вещества, методом отражения рентгеновского и гамма – излучения

Вид материалаИсследование
Подобный материал:

ИССЛЕДОВАНИЕ CND- ВЕЩЕСТВА, МЕТОДОМ ОТРАЖЕНИЯ

РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА – ИЗЛУЧЕНИЯ

Шахпаронов И.М. Чичерин В.Г.


В статье рассматриваются вопросы изучения свойств каналов с ядерной плотностью стенок CND (Canal of Nucleons Density) путем отражения от их стенок рентгеновских и гамма – квантов и преобразования их в кванты оптического спектра. С помощью CND пленок получены изображения магмы Земли и изображения Солнца в нуклонном, электронном и гамма – диапазонах. Выдвинута гипотеза о возможном преобразовании волн де Бройля элементарных частиц, в том числе и нейтрино и антинейтрино в электромагнитное излучение.


Введение

В наших статьях [1] и в [2] было показано, что стенки канала, образованного в веществе магнитным монополем (Мон), имеют плотность не менее 1017 кг/м3. Для изучения процессов, происходящих в каналах со сверхплотным веществом (CND), применим метод полного внешнего отражения рентгеновских и гамма – квантов от поверхности исследуемого вещества [3]. Связь угла отражения с плотностью стенки ND канала следует из формулы:

,

где: угол падения кванта на стенку CND,

плазменная частота среды. Если ,

где: , и 1,6·10-19 – энергия в Дж, эквивалентная одному электрон – вольту,

Если Е = 2,6 МэВ, то тогда . С другой стороны . Однако удобнее использовать формулу (радианы2), тогда: . Поэтому в системе СИ значение постоянной приближенно равно: При пересчете на значение концентрации частиц имеем . Необходимо чтобы . Пересчитаем на плотность Для стекла в нормальных условиях , что соответствует плотности . Приняв , где: имеем:

. (1)

Составим таблицу значений углов отражения - квантов с энергией 2,6 МэВ в градусах в зависимости от плотности вещества. Для этого перепишем формулу (1), выразив угол в градусах :

, или <, , где: .


Таблица 1

(градусы)
1
5
10
30
45
90

(г/см3)
5·1012
1,25·1014
5·1014
4,5·1015
~1016
~ 4·1016



Согласно вышеприведенным соображениям мы можем сравнительно простым методом определить плотность в стенках каналов CND- вещества. С другой стороны, если мы сделаем CND разной длины, или поверхность вещества с такими каналами будет иметь некоторую кривизну, то мы можем проследить за изменениями элементарных частиц, попавших в CND из окружающего пространства. Собирающая линза, изготовленная из CND вещества, может быть системой из многих CND, имеющих разную длину. Такая линза уже не будет простой оптической линзой. К ней вполне подходит определение фокона, как оптического устройства, изготовленного из оптических волокон, или каналов, передающего изображение «по точкам».

Рентгеновские фоконы и системы, на основе полного внешнего отражения известны сравнительно давно [4]. Однако, их энергетический диапазон невелик и, в настоящее время не превышает 14 кэВ. Эффективность таких устройств зависит не только от плотности материала на поверхности вещества, но и от величины шероховатости поверхности. Для примера оценим величину шероховатостей для энергии 10 кэВ: , где: длина волны в нм, постоянная Планка, максимальная энергия излучения, скорость света. Для 10 кэВ имеем: ~ 1,2·10-10 м. Это значит, что величина шероховатостей для такой энергии должна быть меньше размера атома. В гамма – диапазоне величина шероховатостей еще меньше и составляет ~ 10-12м. В противном случае кванты рассеются и не попадут в детектор. Учитывая, что диаметр атома составляет 10-10м, то, применяя существующие технологии, гамма – фоконы изготовить нельзя. Кроме того, такая конструкция должна быть весьма протяженной и предельно жесткой, поскольку угол полного внешнего отражения зависит от плазменной частоты отражающего материала:

,

где: плазменная частота среды равна .

Если частота падающего излучения, то для многих веществ 3·10-5 рад. Предполагалось, что в этом случае, в качестве волновода для квантов может служить трубка с материалом, имеющим как можно большую плотность внутренних стенок. Так как стенки CND имеют ядерную плотность, то электронное облако вокруг атомов будет представлять собой электронную жидкость со своим альбедо. В этом случае величина шероховатостей намного меньше длины волны в рентгеновском и гамма – диапазонах энергий.


ЭКСПЕРИМЕНТ

В принципе CND- гамма – линзы могут быть изготовлены из любого материала. Для проверки их работы мы выбрали пленки из лвсана, толщиной 10 мкм. CND- пленки мы получали при облучении их ИКД на устройствах типа МАГОН [1-2]. Для получения изображения на CND- пленке источник излучений должен быть довольно мощным. В качестве такого источника было выбрано Солнце. Затем CND- пленки устанавливались перед объективом маленького телескопа в светонепроницаемом металлическом кожухе. Фотографирование Солнца велось в ясную погоду (Рисунок 1) цифровым фотоаппаратом. Было замечено, что при даже небольшой облачности фотографии Солнца имеют красную вуаль, а при сильной облачности изображения Солнца вообще невозможно получить. Полученные фотоснимки довольно темные, поэтому они нуждаются в дополнительной компьютерной обработке, а именно, в увеличении яркости и контрастности. Для этого могут быть использованы программы для обработки цифровых изображений.




Рисунок 1. Спокойное Солнце.


Фотографии мантии Земли, как источника излучений разной природы выполняются при помощи простейшего прибора (Рисунок 2) названного нами «Лептооко-1», так как прибор в основном фиксирует лептоны. Прибор представляет собой прямоугольную коробку с входом для объектива цифрового фотоаппарата с одной стороны. С другой стороны коробка наглухо закрыта. Внутренние стенки коробки, кроме дна, покрыты светопоглощающим материалом, а на дно приклеена по периферии CND- пленка. В отличии от Солнца, фотографии излучений мантии Земли можно делать в любую погоду, как днем, так и ночью. На (Рисунке 3) представлена фотография мантии Земли в районе Белгородской области. Поскольку получаемые фотографии совсем темные они требуют специальной обработки. Мы применяли программу сличения двух фотографий. В этом случае проявляется как полная картина течения магмы, так и ее некоторые особенности в виде вихрей (Рисунок 3-4). Дело в том, что цифровой фотоаппарат «рисует» картинки 3 цветов: красного, зеленого и синего. Задача состоит в сопоставлении цвета на фотографии и типа регистрируемых частиц. Синий цвет мы определили. Он соответствует электромагнитному излучению в рентгеновском и гамма – диапазонах. Помещая радиоактивные источники перед входом прибора мы фиксировали поле синих точек. Зеленый цвет соответствует - излучению, то есть электронам. Мы это определили используя реакцию 137Cs – 137Ba. Поскольку при сильной облачности Солнце не фиксируется, то красный цвет может соответствовать потокам нуклонов (вода поглощает и рассеивает нейтроны). Остается «черный» свет, который, как мы убедились, играет заметную роль при образовании вихрей в магме. Мы знаем, что в солнечном ветре имеются как нуклоны и электроны, так и рентгеновское и гамма – кванты. Регистрируются и нейтрино. В цифровых фотоаппаратах применяется светочувствительная кремниевая матица. Инфракрасный свет от CND- пленки может восприниматься матрицей как черный. В этом случае, «черный» свет могут давать потоки нейтрино, а по аналогии «белый» свет – антинейтрино.




Рисунок 2. Прибор «Лептооко-1»: (1) – цифровой фотоаппарат; (2) – кожух прибора с сечением 70х70 мм; (3) – светозащитное покрытие; (4) – светозащитная диафрагма; (5) - CND- пленка.




Рисунок 3. Темные полосы – границы течений в магме, располагающиеся по направлению восток – запад. Направление движения слева – направо.


Выделим канал (в верхней части рисунка 3), ограниченный темными полосами (Рисунок 4) и разделим его на участки, соответствующие изображениям вихрей. Мы с большой долей вероятности предполагаем, что это один вихрь движется в поле прибора «Лептооко-1», так как фотосъемка велась со скоростью 1 кадр/10 сек. Мы так же не можем определить глубину залегания магмы в данном месте. На (Рисунке 5) показано одно из положений вихря в увеличенном виде.




Рисунок 4. Изображения каждого положения вихря выделены белыми вертикальными полосами. Движение слева – направо.




Рисунок 5. Изображение вихря увеличено. 3-й кадр слева на Рисунке 4.




Рисунок 6.


Каждый цифровой фотоаппарат имеет светочувствительную матрицу с фиксированным количеством пикселей. Многие программы обработки изображений имеют подпрограммы определения общего количества пикселей, занятых тем или иным цветом, а в том числе и «черным». Поэтому мы можем каждое изображение перевести в числовую и графическую форму. Обрабатывая серии изображений, таких как на (Рисунке 3) получаем динамику слоя магмы в графическом виде (Рисунок 6). Таким образом, мы можем не только проследить динамику происходящих событий в магме, а в будущем, при достаточно развитой сети наблюдательных пунктов и накоплении результатов, предсказывать место и время землятресений задолго до их начала.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулируем основные выводы:

  1. Получены CND- пленки и линзы, способные преобразовывать рентгеновское и гамма – излучение в оптическое.
  2. На основании CND- пленок сконструирован и изготовлен прибор «Лептооко-1», фиксирующий состояние мантии Земли в месте наблюдения.
  3. С помощью обычного небольшого телескопа рефрактора и CND- пленки получено изображение Солнца в гамма – диапазоне электромагнитного излучения.
  4. Получено изображение распределения как нуклонов, так и - электронов на Солнце и в магме Земли.
  5. Выдвинута гипотеза о возможности преобразования волн де Бройля CND- устройствами в электромагнитные волны оптического диапазона. Поэтому возможна регистрация таких частиц как нейтрино и антинейтрино.



Литература


  1. Взаимодействие µ - фактора с веществом, Шахпаронов И.М., Чичерин В.Г.,2007г.
  2. CND- линзы рентгеновского и гамма – диапазона, Шахпаронов И.М., Чичерин В.Г., 2007 г.
  3. М.А. Кумахов. Излучение каналированных частиц в кристаллах, М, Энергоатомиздат, 1986, с. 40-43.
  4. Зеркальная рентгеновская оптика, А.В. Виноградов, И.А. Брытов, А.Я. Грудский и др. под общей редакцией А.В. Виноградова, Л, Машиностроение, Ленингр. отделение, 1989, 126 – 194.