Low Energy Nuclear Reaction Per un test d’ipotesi certamente verificabile /falsificabile

1. Low Energy NuclearReactionPer un test d’ipotesi certamente verificabile /falsificabile Proposta di protocollo sperimentale per la verifica dell’ipotesi di osservazione di fenomeni LENR, attraverso l’uso di uno spettrometro gamma ad alta risoluzione Leandro Magro – Istituto Superiore per la Ricerca e la Protezione Ambientale Istiututo Leopoldo Pirelli – Roma, 4 dicembre 2012

2. Fenomeni previsti dai modelli teorici I modelli teorici che vogliano spiegare “positivamente” le osservazioni sperimentali devono giustificare la possibilità che si verifichino, anche alle basse temperature delle celle elettrolitiche, vari tipi di reazione nucleare. L. Magro - 04/12/2012

3. I primi esperimenti sono basati sull’uso di “acqua pesante” (contenente deuterio) • Com’è noto il nucleo d’idrogeno, l’elemento più leggero in natura, è costituito da un solo protone • Il nucleo di deuterio, un isotopo di H, contiene anche un neutrone L. Magro - 04/12/2012

4. I modelli teorici sono inizialmente elaborati per giustificare reazioni di “fusione” dei due nuclei di deuterio in nuclei più pesanti. Per esempio: L. Magro - 04/12/2012

5. Un inatteso sviluppo • La presenza di deuterio è considerata essenziale • In molti esperimenti vengono, pertanto, eseguite controprove (“bianco”) utilizzando acqua “normale”, per dimostrare l’assenza di effetti LENR in assenza di deuterio. • Destano, quindi, grande sorpresa gli annunci di osservazioni di reazioni nucleari in celle elettrolitiche con soluzioni in acqua “normale”. L. Magro - 04/12/2012

6. Trasmutazioni nucleari • Parallelamente, oltre agli eccessi di entalpia (calore), vengono annunciate “mutazioni” al’interno del catodo metallico: In conseguenza delle reazioni LENR apparirebbero nell’elettrodo elementi chimici non presenti prima del funzionamento della cella elettrolitica. L. Magro - 04/12/2012

7. IPOTESI 1: generazione di neutroni 1) Si verifica la reazione (WeakInteraction) Nota: La massa del protone è inferiore a quella del neutrone; affinché la reazione possa verificarsi l’elettrone deve disporre di un’energia sufficiente (E = mc2). Secondo i modelli tale energia potrebbe essere fornita dall’interazione con un plasma coerente (QED). L. Magro - 04/12/2012

8. IPOTESI 2: assorbimento neutronico 2) Il neutrone viene assorbito da un nucleo del catodo; viene generato un nucleo di un nuovo elemento chimico, non presente nell’elettrodo prima della reazione di assorbimento L. Magro - 04/12/2012

9. Decadimento radioattivo • il nucleo generato potrebbe essere instabile e decadere, ad esempio secondo la reazione di decadimento β-con la conseguante creazione di un diverso nucleo. L. Magro - 04/12/2012

10. Catena di decadimenti radioattivi • Il nuovo nucleo, creato a seguito del decadimento β-, potrebbe essere a sua volta instabile; potrebbe cioè generarsi una catena di decadimenti che si arresterebbe solo con la creazione di un nucleo stabile. L. Magro - 04/12/2012

11. La radiazione gamma • Quando, dopo un tempo medio caratteristico, un nucleo instabile decade, si può generare radiazione elettromagnetica di elevata energia. • Ciò è dovuto al fatto che il nucleo figlio viene generato in uno stato eccitato; ricadendo nello stato fondamentale, esso emette radiazione g per compensare la perdita di energia. • L’energia della radiazione gamma permette di identificare la natura dei nuclidi generati dal decadimento radioattivo. L. Magro - 04/12/2012

12. Facciamo un esempio: Usando elettrodi di tungsteno, attraverso l’assorbimento di un neutrone si verificherebbe la seguente reazione L. Magro - 04/12/2012

13. Il W-187 ha un’emivita di circa 24 ore • il suo decadimento (beta) verso il Re-187 è accompagnato da varie righe di emissione gamma con buona intensità (probabilità) di emissione • Il Re-187 è stabile L. Magro - 04/12/2012

14. I rivelatori gamma al Ge iperpuro ad alta risoluzione in dotazione all’ISPRA permetterebbero • Analizzare l’elettrodo durante i giorni successivi allo spegnimento delle cella • Identificare i radionuclidi gamma emettitori • Misurare i tempi caratteristici di decadimento • Determinare l’attività di ogni gamma emettitore L. Magro - 04/12/2012