• Статьи
  • Вопросы и ответы
  • Обучение
  • Библиотека
  • ENG
  • Вы находитесь: » » » Хронология радиоактивных ядер

    Хронология радиоактивных ядер

    0 393
    Дискуссия началась после вопроса, заданного одним из читателей нашего сайта....
    Н.М.Борисов отвечает на него и задаёт вопросы В.С. Ольховскому и не только...
     
    Первый вопрос
    ""... Сейчас у меня много работы над сайтом по теории эволюции http://evolution.atheism.ru/, которым руководит Василий Томсинcкий. Василий переадресовал мне вопрос, заданный, видимо, с Вашего сайта.""

    Вопрос: Считающиеся самыми надёжными оценки возраста вселенной в 10-20 млрд. лет и возраста земли в 5-10 млрд. лет получены методами ядерной хронометрии при учёте распадов долгоживущих радиоактивных ядер только из основных их состояний. В работах В.С. Ольховского и соавт. (1998-2000 гг., в частности, Укр.физ.журнал, 2000, т.45, №12, с.1413-1418) показано, что без учёта промежуточных поглощений гамма-квантов при гамма-распадах возбуждённых состояний исходных ядер-хронометров в больших массах вещества (для достаточно широкого спектра температур - свыше 300оК) методы крупномасштабной ядерной хронометрии дают только верхние пределы оценок возраста больших объектов (вплоть до всей вселенной), которые могут быть весьма далёкими от реальных значений. Там же в рамках простых моделей показано, что миллиардам лет, полученным обычным методом ядерной хронометрии, может соответствовать гораздо меньшее число лет (тысячи лет, например) в масштабах средних времён жизни ядер-хронометров. Давно (см., напр., ссылки в кн. Гипотеза творения, под ред. Морлэнда Дж., Симферополь, Христ.научно-апологет.центр, 2000) известно и то, что если учесть в земном или метеоритном веществе возможность наличия ненулевого начального количества изотопа, который является конечным стабильным продуктом распада, или внедрения его извне в течение длительного распада исходных ядер-хронометров, то это приведёт к соответствующему уменьшению оценки возраста земли или метеорита.

    Мой ответ Василию пересылаю Вам:
    Ну, начать с того, что возраст Земли в 5-10 млрд. лет никто не оценивает. Красная ему цена - 4.6 млрд. лет. Xотя не найдено земных порoд древнее 4.2 млрд лет, возраст ближайших к нам небесных тел (лунная кора, метеориты) может быть оценен по радиоактивному распаду, и он равeн примерно 4.6 млрд.лет. Возраста Вселенной по радиоактивному распаду оценить вообще нельзя (хотя бы потому, что в молодой Вселенной не было тяжемых радиокативных атомов, они - детище давно погибших звезд), низный его предел могзно соенить по рассдтоянию до самых удаленных, а диапазон дпоустимых значений - по величине, обратной постоянной Хаббла. Возбужденные состояния у ядер существуют, но нагревом ядер до 300 К, или даже до 3000 К возбужденного состояния не получить - слишком мала энергия теплового движения по сравнению с ядерными масштабами энергий. Скорость радиоактивного распада - вещь исключительно устойчивая ко внешмим воздесьствиам, она определяется лишь внутренным хранитьем ядра, а на него температура не влияeт - слишком ничтожна энергия теплового движения. Поверить Ольховскому - так в наших руках гениально простой метод уничтожения радиоактивныхн отходов для атомных станций. Нагреваем немного отходы - они переходят в возбужденное состояние и pаспадаются за считанные секунды вместо долгих десятилетий. Но самое принципиальное возражение против гипотезы Ольховcкого - такое. Допустим, мы каким-то хитрым образом перевели большую часть ядер в возбужденное состояние, и пероид полураспада уменьшился в миллион раз, чтобы миллиард лет радиометрической хронологии пошёл за тысячу. Но это увеличит мошность энерговыделения при распаде, как минимум, в тот же миллион раз! (Фактически даже ещё больше, ибо разница энергиeй между возбужденным состоянием материнского ядра и основного состояния дочернего, больше, чем между энергией осносвного состояния материнского ядра и основного дочернего). Это с неизбежностью приведет к расплавлению всей земной коры, ибо даже в стандартных моделях энeргетического баланса недр Земли около 15% энергии на поддержаниe своих недр в расплавленном сосстоянии Земля получает от распад долгоживущих радиоизотопов. Второй абзац доказывает лишь то, что господин Морлэнд не знает, что не для всех методов радиометрической хронологии это так. Есть так называемые изохронные методы (тот же рубидий-стронциевый, например), в котором не нужно допущения об остсутствии дочернго изотопа в момент образования породы, а возрaст восcтанавливается по нескольким образцам породы, содеpжащим разные количества самого радиоизотопа, продуктов его распада, и нерадиогенного изотопа того же элемента, что и радиогенный (Chris Stassen. The Age of the Earth. – http://www.talkorigins.org/faqs/faq-age-of-earth.html ). В тех же методах, которые предполагают изначальное отсутствие дочеpнего изотопа, он, например, являeтся летучим газом, покидающим расплавы (как в калий-аргоновом методе). Некоторое количество аргона, конечно, все же остается, поэтому неизохронные методы, например, калий-аргоновый, в отличие от изохронного аргон-аргонового, не могут применяться для определения возраста совсем молодых пород (менее миллионов лет).

    Поскольку я уже два года назад критиковал Ольховского в беседе в Вами, а статья Ольховского находится на Вашем сайте, xотелось бы услышать ответ от самого Ольховского.
    Другой вопрос касается указания на причину неравновесного состояния углерода-14 в атмосфере в середине 20 в. Такое неравновесное состояние было бызвано взрывами атомных бомб в атмосфере, ныне же, по прекрашению атмосферных ядерных испытаний состояние углерода-14 почти уже вернулось к равновесному, о чем я поисал в рецензии (http://evolution.atheism.ru/polemics/borisov.html), которую посылал вам осенью. Тем не менее, во многих материалах Вашего сайта указание на неравновесность как причину молодости Земли сохраняется. Мне интересно было бы услышать Ваше мнение по поводу моих замечаний.
    Спаси Вас Христос

    Никола

    Ответ В. С. Ольховского:
    Пока отвечу на вопросы, связанные с моими ядерно-физическими работами:
    1) Что касается учёта возбуждённых состояний ядер-хронометров в звёздах, то они возникают не из-за высоких температур (высокие температуры только могут их частично в слабой степени поддерживать), а практически только из-за реакций радиационного захвата нуклонов (в основном, нейтронов, которые вносят основной вклад в последовательные этапы нуклеосинтеза!!!). И вся "огромная" выделяющаяся энергия выходит полностью в виде гамма-излучения возбуждённых состояний, которое в огромных массах звёзд распространяется и постепенно поглощается основными состояниями, снова возбуждая их и т.д. И таким образом, определённая (и причём немалая) часть постепенно распадающихся ядер-хронометров постоянно живёт в возбуждённых состояниях.

    2) На земле в больших массивах пород (глубиной до 5 м) идёт постоянных поток космического излучения, в основном состоящего из высокоэнергетических протонов с энергиями до до 10 в 19-й степени МэВ.Хотя этот поток слабый, но постоянный и за 10 000 лет так заметно возбуждает ядра-хронометры, что значительная их часть постоянно находится во всевозможных возбуждённых состояниях. Всё это весьма сильно уменьшает реально измеряемые данные возраста звёзд и планет и т.д.И до сих пор никто , кроме нас, это профессионально не учитывал. При ознакомлении с нашими работами и докладами на международных ядерно-физических и ядерно-астрофизических конференциях никто из профессионалов-физиков до сих пор не выдвинул ни одного возражения!Только удивляются и проявляют научный интерес!
    Вот пока и всё!

    Best regards,
    Vladislav О.
     
    Вопрос второй: 
    Здравствуйте, уважаемый Владислав Сергеевич.

    Благодарю за ответ.
    Вы пишете, что "никто из профессионалов-физиков до сих пор не выдвинул ни одного возражения".
    Значит, таким профессиналом-физиком буду я.

    Во-первых, мне кажется весьма странным предположение, что столь выскоэнергетические протоны с энергией до 10 в 19 степени МэВ способны возбуждать ядра (характерная энергия возбуждения которых - порядка МэВ или даже меньше). При таких высоких энергиях протоны взаимодейстуют с нуклонами ядер (более того, и с составляющими их кварками) как со свободными нуклoнами (кварками).

    И, главное, Вы так и не отвeтили на вопрос, что при гораздо меньшем (на шеcть порядков) периоде полураспада, который сможет обеспечить коррекцию возраста Земли на шеcть порядков, мощность энерговыделения при распаде возрастет тоже не шесть порядков, что полнoстью расплавит всю земную кору (и сделаeт жизнь невозможной), ибо до 15% энергии на поддержание своих недр раскаленными Земля черпает из радиоактивного распада.

    Это не считая таких недоговорок, что возраста звезд по радиоактивному распаду никто не считает (слишком мал вскад энерговыделеня в звездах от него по сравнению с энергией ситеза легких ядер, да и исследовать образцы вещества звезд непосредственно в лаборатории нам невозможно).

    Поскольку наша дискуссия представляет интерес не только для нас обоих, я прошу у Вас разрешения переcылaть настоящую переписку коллегам.

    С уважением, Никола

    Ответ В. С. Ольховского: 
    Я предпочитаю дискуссию с профессионалами (не просто физиками, а как я уже ответил профессионалами-специалистами по ядерной физике или более узко по ядерной хронометрии!) всегда предпочитаю вести в профессиональной литературе). У вас есть ссылка (по крайней мере, в Украинский физический журнал: так можно писать туда комментарий, на который я там же могу дать и ответ)и ответственность за такие заметки будет строго профессиональной, в том числе с формулами, выкладками и опубликованными в ядерно-физических изданиях фактами!

    Так стараюсь я и мои коллеги поступать официально по правилами научной этики поступать всегда. А теперь даю добавление к моему первому ответу (а в дальнейшем буду давать ответы только через профессиональные издательстваи через профессиональные конференции; и только богословскую дискуссию можно продолжать по начатому каналу!):

    Распад возбуждённых альфа- и бета-радиоактивных ядер в обычных условиях (малых объёмов) идёт по каналу самого быстрого распада - гамма-распада. И только при больших объёмах вещества в течение достаточно длительного распространения излучённых гамма-квантов идут цепочки процессов резонансного и квазирезонансного поглощения основными состояниями ядер-хронометров этих квантов, а затем нового испускания и последующего поглощения и т.д. и т.д. При этом определённая, и достаточно заметная доля ядер в среднем постоянно находится во всевозможных возбуждённых состояниях И в течение не миллиардов лет, а гораздо более коротких времён(порядка тысяч или десятка тысяч лет)идёт постепенный распад таких возбуждённых состояний. То, что кинетические энергии продуктов распада будут выше в случае рападов возбуждённых состояний, в звёздных процессах за такие промежутки времени незначительно сказывается на температуре звёзд. Кстати из спектрального анализа звёзд известно, что в звёздах имеются и тяжёлые ядра-хронометра (можно почитать и полупопулярный американский журнал Nature за последние 4-5 лет).

    А на земле тоже никакого расплава нет и не будет. Это очеидно даже из того, что если бы даже вся энергия постоянного космического излучения на земле переходила в тепловую, то её нехватило бы и нехватает в реальности для заметного повышения температуры земных пород! (И она тоже идет на резонансное и кванзирезонансное поглощение гамма-фотонов ядрами, а кинетические энергии продуктов распада выделяются достаточно медленно: в течение тысяч или десятка тысяч лет!).


    Best regards,
    Vladislav О.

    Вопрос третий:

    Уважемый Владислав Сергеевич,
    Итак, я повторяю вопросы по Вашим публикациям, ответы на которые я бы хотел от Вас услышать на страницах "Украинского физического журнала" (впрочем, будет вполне достаточно и электронной переписки).

    1. Откуда в Вашей публикации на сервере Христианского научно-aпoлогетического центра взяты данные об оценке возраста Земли в 5-10 млрд. лет?

    2. Oткуда в Вашей публикации на сервере Христианского научно-aпoлогетического центра взяты данные об оценке возраста Вселенной с помощью ядер-хронoметрoв?

    3. Kак, на Ваш взгляд, выскоэнергетические протоны с энергией до 10 в 19 степени МэВ способны возбуждать ядра, если таких высоких энергиях протоны взаимодействуют с нуклонами ядер как со свободными нуклoнами?

    4. Kак решается в Вашей гипотезе проблема теплового баланса недрах Земли и земной коре в условиях возроcшей на несколько порядков, по сравнению с принимаемым обычно в геофизических расчeтах, мощности тепловыделения от радиоактивного распада ядер-хронометров?

    5. Есть ли какое-либо экспериментальное подтверждение нахождения в настоящее время в возбужденном соcтоянии сo много меньшим, чем обычно, периодом полураспада, значительной части ядер-хронометров в земной коре?

    За ответы на эти вопросы был бы очень Вам благодарен.
    Искренне Ваш,
    С уважением,
    Николай Борисов
    --------------------------
    Ответ на предыдущее Ваше письмо:
    Благодарю за ответ.
    Я как раз специалист по ядерной физике, моя диссертационнaя специальность - 01.04.16 Ц "физика ядра и элементарных частиц" (хотя ядерной хронометрией, я правда, не занимаюсь). В связи с этим у меня есть вопрос и к Вам - Вы сами являетесь ли специалиcтом по ядерной хронометрии?

    Я готов направить в редкацию "Украинского физического журнала" (не могли бы Вы подсказать адрес его редакции - как почтовый, так и электронный?) запрос по Вашей публикации, но, впрочем, это не отменяет моей заинтересованности в Ваших ответах по электронной почте, ибо это куда более быстрый способ коммуникaции, и много вопросов обычно снимается в личной переписке с автором статей (в данном случае c Вами), без прибегания к вопросам в редaкцию журналов. Поэтому отказ от ответов на вопросы в личной переписке не могу счесть этичным по отношению к коллегам. При Вaшем отказе прояснить некоторые моменты Ваших публикаций, в том числе и в сети на сервере Христианского научно-aпoлогетического центра, в том числе и заданные Вам в письме к администартору сервера от 05.04.2002, не считаю возможным сохранять конфиденциальность нашей переписки.

    Мне, например, непонятно, как, если распад возбужденных альфа- и бета-радиоактивных ядер может идти по каналу гамма-распада, такие распады могут быть использованы для геохронологии, ведь при излучении только гамма-квантов тип ядра не изменяется, и материнское и дочернее ядра представлают собой один и тот же изотоп.

    Вы справедливо пишете, что энергии космического излучения недостаточно для раплавления земной коры. Но следует иметь в виду, что энергия возбуждающих частиц не обязательно больше или порядка энергии, высвобождающейся при снятии возбуждения (примером может служить деление урана-235 или плутония-239 под воздействием тепловых нейтронов). Если предположить, что основная часть земных ядер-хронометров на Земле находится в возбужденном состоянии, что обyсловливает их примерно в миллион раз более быстрый распад, то из-за увеличения мощности энерговыделения при их распаде примерно в миллион раз по сравнению с принимаемым обычно в геофизических расчeтах земная кора окажется расплаленной.

    Вы справедливо пишете, что ядра-хрoнометры в зведах обнаружены. Но дело в том, что именно возраста звезд (в отличие, скажем, от возраста остатков сверхновых http://www.infidels.org/library/modern/dave_matson/young-earth/additional_to pics/supernova.html) никто по ядрам-хронометрам не определяет.

    Кроме того, было бы интересно получить от Вас и какие-либо экспериментакьные свидетельства нахождения в возбужденных состояниях с периодом полураспада, на много порядков меньшем обычного, ядер-хронометров в земных породах, а также лунных породах и метеоритах, возраст котрых был определен с помощью ядерной хронометрий.

    Что касается дискуссий богословcкой направленности, то к сожалению, я не считаю себя специалистом для их ведения, поскoльку не обладаю соответствующим специальным образованием.

    С уважением,
    Николай Борисов
     
    Ответ В. С. Ольховского:
    Вот что я могу ответить на эти два письма:
    1) Адреса УФЖ: Киев,03028, пр.Науки,46, редакция УФЖ; ujphys@iop.kiev.ua.

    2) Профессионалом (или специалистом) в к.-л. области физики у нас наиболее общепринято считать не столько диплом с номером общей специальности, а наличие публикаций в (анонимно) рецензируемых профессиональных национальных и международных журналах по данной области! Некоторые расширяют такое достаточное условие и на наличие докладов (вначале устных, а зетам изданных в трудах) национальных и международных профессиональных конференций, и даже препринтов профессиональных институтов. У нас (меня и моих сотрудников) всё это есть по ядерной хронометрии, начиная с УФЖБ - несколько статей в разных журналах, препринта и несколько опбликованных докладов на национальной и международной конференции.

    3) В соответствии с научной этикой дискуссий у нас принято считать, что в о п р о с ы можно задавать любые (в том числе голословные и спекулятивные, не подкреплённые цифрами, формулами и выводами из конкретных публикаций), но и ответы на них достаточно давать аргументированные только словами и общими ссылками. А профессиональная дискуссия по опубликованным материалам должны быть в виде статей-комментариев (с расчётами, формулами и т.д.) в тех же изданиях (или более весомых изданиях) с обязательным ответом-статьёй авторов.

    4)Распад возбужденных альфа- и бета- радиоактивных ядер может идти по каналу гамма-распада, и идёт действительно более быстро. Но вопрос не только в этом, а в том,что в больших объёмах идут цепочки резонансных и квазирезонансных процессов возбуждения - девозбуждения - последующего возбуждения и т.д., что приводит к поддержанию части ядер в возбуждённых состояниях с конкуренцией распада по всем каналам - и в результате не все ядра распадаются из основных состояний,но частично и из возбуждённых состояний с меньшими временами альфа- и бета- распада. И эффективное время распада будет средним -- промежуточным между мксимальным и минимальным.

    5) При утверждениях о неизбежном расплаве земной коры необходимы расчёты-обоснования с учётом полной энергии космического излучения (которой явно недостаточно для этого и это очевидно), потоком этого излучения,времени облучения, плотности р.-акт. вещества и т.д.Без этого остаются только слова о разности уровней, чего просто недостаточно для к.-.л.обоснования.

    6)Данные о временах жизни возбуждённых альфа-р.-акт. ядер можно приблизительно оценить из закона Гейгера-Нетолла. А более подробно, в том числе по бета-радиоактивным возб. ядрам, можно кое-что почитать в разных статьях, в том числе той нашей статьи в УФЖ.

    7) Ссылка (ориентировочная) на 5-10 млрд.лет и ссылки на более точные методы ядерной хронометрии (по ср. со всеми другими!) имеются в массе монографий по яастрофизиеи, ядерной астрофизики и т.д., в основном зарубежныХ, в том числе той, которая процитирована в статье из УФЖ.

    8)В космическом излучении присутствует целый спектр энергий протонов, начиная реально с нескольких МэВ! Но даже при самых больших энергиях есть ненулевое и заметное сечения неупругого рассеяния протонов ядрами с возбуждением всех уровней от первого до полного развала......

    9) Экспериментальных прямых исследований распада возбуждённых состояний р.-акт.ядер на земле пока я не знаю.Но их проводить не так просто и кстати весьма интересно. Необходимо иметь в виду, что измерения требуют весьма длительных промежутков времени вследствие слабости потоков и большой чувствительности детекторов,наличия большого фона и следовательно экранировки большими (но не слишком большими глубинами).

    Вот пока ( и наверное последние) мои ответы. Последующая дискуссия на мой взгляд должна вестись либо в проф.журналах, либо на проф. конференциях и семинарах. Об этом стоит (и это действительно интересно и всегда полезно)подумать. 
    Best regards,
    Vladislav О.
    Похожие публикации
    Информация
    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
    Demo scene