Нейтроная технология размягчения породы
Serge Pershin
Всем известны перуанские чудеса обработки камня, так называемая полигональная кладка, а это образец полигональной кладки (Нулевые зазоры).
http://lah.ru/fotoarh/megalit/s-amerika ... sco/15.jpg Введение
Необходимыe свойствa "реагента", которые могут сделать камень пластичным
• реагент предполагается легко проникающим - он легко входит и уходит
• проникать он должен во время работы -- то есть мгновенно, судя по характеру кладки
• потом, реагент не обязан быть долго заметен, он может просто распадаться со временем на привычные вещества
• Работать он должен только во время резки/формовки.
Теперь представте себе "реагент" в виде нейтрона, и всё встанет на свои места, т.к. протонно-электронный реагент обладает исчезающе малым коэффициентом диффузии, в отличии от нейтрона, который даже не заметит электромагнитного поля внутри кристалла.
Гамма ли излучение, или быстрые нейтроны, но радиационное излучение - наверно единственное, что ведет к аморфизации камней без плавления (1,2). Вот еще интересная работа о влиянии гамма-излучения на структуру туфогенных пород (3). Идея проста, каждый нейтрон делает в среднем 18000 эластичных столкновений в течении жизни (15 минут ). Каждое столкновение образует пару -вакансия и interstitial, так называемый The Wigner effect (named for its discoverer, E. P. Wigner)[4], also known as the discomposition effect, is the displacement of atoms in a solid caused by neutron radiation. После столкновений ядер с нейтроном, дефекты мигрируют к границе кристалла и происходит рекомбинаця деффекта с выделением энергии. Этой температуры достаточно чтобы расплавить слой между кристаллами (например силикатами). Получается кристаллы и расплавленный слой между кристаллами. Происходит аморфизация слоя между кристаллами , как в пластилине, кристалический наполнитель и аморфное вещество.
Насчёт быстрых нейтронов, взаимодействие с веществом приведёт к эластичным столкновениям и не приведёт к захвату нейтрона Только медленные нейтроны захватываются ядрами вещества. Скорость нейтрона (предположим) 100 м/с, Время жизни 15 мин. За это время нейтрон пролетит 90 км. В теории ожидается экспоненциальное затухание нейтронов в объеме. В реальности может быть другое затухание в силу дифракции нейтронов в микрокристалической среде (5). Кристаллы, образованые ионными связями, наиболее прочны и менее подвержены нейтроным повреждениям. Для размягчения наиболее подходят кристаллы с ковалентной связью. Примером могут служить силикаты. Кальцит имеет смесь ковалентных и ионых связей. Если рассматривать дислокации с энергией 1эВ, то поток дислокаций возможен уже при комнатной температуре (лепи блоки сколько хочешь). В случае с кальцитом, большие кристаллы будут обладать меньшей удельной поверхностью, чем маленькие кристаллы, соответственно у больших кристаллов поверхность будет разогреваться до более высоких температур и процесс кальцинации будет более интенсивен. Результатом этого процесса будет уменьшение размеров больших кристаллов. То что мы и видем (1-10 микрон) размер кристаллов в полигональных блоках. Согласно (6), "Минералы класса силикатов (гранит) после облучения интегральным потоком нейтронов 1019 нейтрон/см2 начинают изменять свойства. Степень изменения после облучения зависит от строения кристаллов и содержания SiO2. Изменение плотности в результате облучения минералов силикатов одинакового строения пропорционально содержанию двуокиси кремния: чем больше содержание SiO2, тем больше изменяется плотность. По мере увеличения интегрального потока нейтронов растут радиационные деформации минералов"."При интегральном потоке нейтронов 11,2•1019 нейтрон/см2 при температуре 100 °С радиационно-температурные деформации гранита составляют 2,65 % и при интегральном потоке нейтронов 28,1•1019 нейтрон/см2 и 180 °С эти деформации составят 6,42 %". “Известняк после облучения интегральными потоками до 2*1021 нейтрон/см2 имеет усадку до 3%”. Любая мелкодисперсная кристалическая среда будет реагировать. Граниты (силикаты) будут увеличиваться в объёме, за счёт аморфизации. Известняки будут уплотнятся, перекристаллизовываться, за счёт химической реакции на границе кристаллов.
Перуанскaя полигональная кладка
Во время георадарных исследований археологического комплекса Саксайуаман было отобрано небольшое количество образцов материала блоков, горных пород, обработанных поверхностей "порезанных" скал и различных образований, вызывающие интерес относительно их состава и происхождения. В данный момент имеется официальное исследование, проведенное в лаборатории Института Тектоники и Геофизики ДВО РАН г. Хабаровска (куда была отправлена наиболее полная коллекция, но пока исследовано 10 образцов), и результаты из лаборатории кафедры геологии нефти и газа Южного Федерального университета, где исследовался фрагмент обработанного блока из археологической зоны.
Рентгено-флюоресцентный анализ выявил практически абсолютное сходство химического состава образцов 10 и 6 (из карьера и материал блока стены):
http://www.arcanafactor.org/images/arti ... 2-33-1.jpghttp://www.arcanafactor.org/images/arti ... -r2-20.jpg Мелкокристаллический известняк без следов органических остатков. Равномерно сложен микрокристаллами кальцита размером 1-10 мкм. Number 6
http://www.arcanafactor.org/images/arti ... -r2-34.jpg Органогенный известняк с органическими остатками. Number 10
http://www.arcanafactor.org/images/arti ... -r2-14.jpgОрганогенный известняк. Хорошо видны органические остатки. Number 4
http://www.arcanafactor.org/images/arti ... -r2-42.jpgТермический анализ образца 4:
Выполнен на кафедре геологии нефти и газа ЮФУ.
На кривой ДТА (дифференциальный термический анализ) выделяется один тепловой эндотермический эффект. Максимум пика приходится на 860 градусов Цельсия. Он соответствует процессу разложения кальцита. CaCO3 разлагается на CaO и CO2. При этом происходит потеря массы на 42,54%, что видно на термогравиметрической кривой (ТГ). Два эндотермических пика, один 100 градусов (потеря воды), другой 857 градусов (декомпозиция кальцита) а между ними широкое экзотермическое поднятие. Это энергия Вигнера. В течении тысяч лет, дислокации в кристаллах были в замороженом состоянии и при нагреве они отдали энергию. Всё что ниже нуля, это эндотермические процессы, всё что выше нуля, экзотермические.
Любые месторождения ископаемых идентифицируются химическим составом. Нет двух одинаковых. В нашем случае Химический состав известняка в карьере и в блоках абсолютно одинаков. Значит не было разных замесов, не было бетона. Было воздействие на природный известняк. Идентичность химического состава природного известняка и полигональных блоков (Саксуаман) при кардинальном отличии в кристалической структуре этих метериалов говорит об температурном воздействии и давлении. Эти блоки отличаются даже своей плотностью от природного известняка, можно говорить даже, что мы имеем дело почти с мрамором. Но мрамор перекристализовался под воздействием температуры и давления, согласно реакции
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
и далее с образованием новых кристаллов
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Но в Саксуамане таких температур и давлений мы не наблюдаем, по крайней мере инки такими технологиями не обладали. Какое воздействие могло перекристализовать природный известняк?
Гамма ли излучение, или быстрые нейтроны, но радиационное излучение - наверно единственное, что ведет к аморфизации камней без плавления. Что бы разогреть поверхность кристалла, нужно обеспечить постояный поток дислокаций.
Очень интересное инженерное решение.
http://imageshack.com/a/img594/6454/sjyi.pngВнешний слой, известняк, под влиянием нейтронов, уменьшается в объёме, тогда как внутренний, насыпной слой, силикатовый, будет увеличиваться в объёме. Результат будет суперплотная забутовка. Даже после многих тысяч лет и многочисленных землетрясений, забутовка осталась на месте, при условии отвалившегося внешнего блока.
Как определить, была ли использована нейтронная технология?
Нужно использовать методологию для определения спектра распределения дислокаций по энергиям (активации). Такую как на атомных электростанциях, при определении количеста сохранёной (Вигнера) энергии в графитах. Отжиг ещё интересен тем, что при разных температурах, скорость движения дислокаций к границе кристалла разная (7). Для дислокаций с энергией активации 1.3эВ, при температуре 10 градусов, Время жизни 40 лет, а для дислокации с энергией 1.6 эВ, при той же самой температуре, уже будет 8 млн лет. Тоесть имеется способ датировки построек, если там была использована эта технология
Потенциал этой технологии
Какой потенциал несёт эта технология, если учесть обьёмы бетона, вырабатываемые нашей цивилизацией? Сколько энергии тратится на декомпозицию кальцита? Сколько углекислого газа выбрасывается в атмосферу? Какой вред для здоровья человека несёт само производство цемента (микрочастицы)? Ответы на эти вопросы можно найти в ВИКе, но решение всех этих проблем, возможно с помощью нейтронной технологии размягчения известняка.
References
1. Irradiation-induced amorphization processes in nanocrystalline solids
Institute for Problems of Mechanical Engineering, Russian Academy of Sciences, Bolshoj 61,
Vas. Ostrov, St. Petersburg 199178, Russia
http://www.ipme.ru/ipme/labs/ltdm/ApplP ... nerman.pdf2. Аморфизация твердых тел быстрыми нейтронами.
http://journals.ioffe.ru/ftt/1998/09/p1584-1588.pdf3. Влияние γ-облучения на структурно-фазовое состояние туфогенных пород
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/v ... /lib/732_2 (30)_06_p105-107.pdf
4. Wigner Energy
5.
http://www-wnt.gsi.de/tramu/proceedings/bowman.pdf 6.
http://orgstroy.org/UserFiles/File/rd_eo_0447-03.pdf, страница 48
7.
http://www-pub.iaea.org/MTCD/publicatio ... 0(Minshall).pdf