Trasmutazioni a debole energia

Il titolo della tesi è: “Stato dell’arte e applicazioni delle reazioni nucleari a debole energia: il controllo isotopico della qualità”. Scopo della tesi era indagare quei fenomeni conosciuti come “reazioni nucleari a debole energia”, o anche “trasmutazioni a debole energia” alla ricerca di nuovi processi di interesse economico/sociale o applicazioni innovative rispetto a quanto già conosciuto: nei settori scientifici cosiddetti di “frontiera”, come questo, è infatti più frequente trovare idee o concetti nuovi. A questo proposito sono state individuate due possibili innovazioni relative al controllo della qualità.

Sono partito da un’indagine storica e bibliografica su questi fenomeni, che dal 1600 mi ha condotto fino ad oggi; lungo il percorso ho incontrato alcuni modelli teorici proposti per darne una spiegazione. Sulla base sia delle evidenze sperimentali, sia dei modelli teorici, ne ho poi illustrato alcune applicazioni.
L’indagine storica mi ha portato a conoscenza di cinque tipologie di reazioni nucleari a debole energia, e cioè NON-termonucleari. Vediamole più in dettaglio.

1) Un primo tipo sono quelle a temperatura e pressione ambiente (per esempio nel metabolismo delle cellule): ogni essere vivente le utilizza a vari fini, per esempio la Produzione di energia: uno studio del 1978 compiuto dall’esercito americano, il rapporto Goldfein, ha dimostrato non solo la capacità degli organismi viventi di effettuare trasmutazioni degli elementi, ma anche un nuovo ruolo, accanto a quello classico, del Magneso-adenosin-trifosfato: esso conduce ad un guadagno netto di energia proprio nel corso di tali trasmutazioni, comportandosi a tutti gli effetti come un ciclotrone in scala molecolare.

Un secondo fine è l’Equilibrio termico: studi su lavoratori nel deserto del Sahara hanno dimostrato come per equilibrare la temperatura interna il corpo sintetizzi Potassio (escreto dalla pelle) a partire da un eccesso di Sodio assunto tramite l’alimentazione e Ossigeno: l'energia necessaria è proprio quella derivata dall’eccessivo calore del sole e dall’attività fisica.

Un terzo fine è la Sintesi di elementi negli animali: già dal 1799, con studi di Vauquelin sulle uova di gallina, il meccanismo della calcificazione si è rivelato un problema irrisolto; più recentemente, lo stesso problema è stato affrontato nella processo di produzione dell’esoscheletro in crostacei a digiuno, in acqua priva di calcio e con una quantità di calcio disponibile nel sangue molto inferiore a quanto richiesto.

Si è notata anche una Variazione dei sali minerali nei prodotti essiccati: numerosi studi su frutta, verdura e legumi, oltre alle tabelle di composizione degli alimenti, mostrano durante l’essiccazione variazioni di minerali non proporzionali a quanto atteso: per esempio, magnesio e manganese calano, ferro cresce.

Infine, si è vista anche una Variazione dei sali minerali nel corso della germinazione dei semi: il rapporto tra Potassio e Calcio contenuti nei semi d’avena, coltivati senz’alcun apporto o sottrazione di entrambi gli elementi, passa nel corso delle 8 settimane della germinazione da 4,5 a 1,5 e rimane circa costante dal momento in cui finisce l'azione degli ormoni della crescita del seme.

2)Un secondo tipo sono quelle per via elettrochimica

Partiamo dalla sintesi di isomeri con particolari caratteristiche fisico-chimiche: Ohsawa e Kushi, nel 1963-1964 ottengono a partire da Carbonio e Ossigeno la sintesi di un particolare isomero del Ferro, che arrugginisce con difficoltà e reagisce meno al calore. Esperimenti successivi compiuti da altri ricercatori hanno confermato questi risultati.

Passiamo alla sintesi dell'oro e metalli del gruppo del platino: Monti e Champion, nel 1995, tramite un processo chimico spiegato dettagliatamente in Appendice, da un particolare isomero del mercurio ottengono oro e metalli del gruppo del platino. In tutte le pubblicazioni più recenti in argomento si vede come la sintesi di questi ed altri metalli sia sempre presente.

Non si può dimenticare la produzione di energia in reticoli di palladio e idrogeno: la cosiddetta "fusione fredda", dopo il falso annuncio di Fleischmann e Pons del 1989, ha fatto molti passi in avanti, sia dal punto di vista del rendimento sia da quello della comprensione del fenomeno. E' interessante notare come l'attività in questo campo degli scienziati italiani sia di primo piano anche a livello internazionale.

Una novità è rappresentata dalla variazione del periodo di semivita delle sostanze radioattive: numerosi esperimenti effettuati presso il laboratorio ENEA di Frascati nel '97 e '98 hanno dimostrato come isotopi di Torio e Uranio, che dovrebbero dimezzarsi in tempi dell'ordine dei miliardi di anni, siano diminuiti in certi casi anche del 70% nel giro di pochi giorni.

3)Per via microbica (il terzo tipo) si è ottenuto lo stesso risultato: la proliferazione di batteri nell'acqua contaminata dei reattori nucleari, osservata fin dagli anni '50, ha suggerito di utilizzarli nello smaltimento delle sostanze radioattive, con risultati positivi su numerosi isotopi di Europio, Americio e Cesio.

La sintesi di azoto, magnesio, ferro e altri elementi da parte di microrganismi presenti nei terreni di ha portato a concepire nuovi modi per risolvere il problema della fertilizzazione.

Concludiamo questo tipo con la sintesi di metalli preziosi: Platino è stato ottenuto tramite colture del Saccaromices Cerevisiae, il comune lievito di birra, in acqua contenente sali di Tungsteno e Berillio. Il rendimento è aumentato di 100 volte utilizzando, al posto di monocolture, migliaia di microrganismi diversi in simbiosi.

4) Il quarto tipo sono quelle ad Alta Pressione

Si parla di variazione del periodo di semivita di isotopi radioattivi in uno studio del 1973, che mostra come Tecnezio, Bario e Niobio radioattivi vedano diminuire il loro periodo se sottoposti ad alta pressione.

Troviamo poi ancora la sintesi di minerali: studi sulla sintesi artificiale delle rocce e sulle impactiti, relativi a centinaia di osservazioni sulla sintesi endogena di minerali, suscitano molti interrogativi relativi all'orogenesi e in generale all’evoluzione di pianeti e stelle.

5) Il quinto ed ultimo tipo sono quelle a Bassa temperatura:
Negli anni ’50, Don Carlo Borghi aveva ottenuto la sintesi del neutrone a partire da plasma freddo d’idrogeno. Questo fatto si lega a nuove ipotesi sulla struttura del sole. Anche dopo più di 50 anni di osservazioni, infatti, non ci sono prove che all’interno del sole avvengano reazioni termonucleari, e il modello attualmente accettato soffre di molti altri problemi: i neutrini emessi sono troppo pochi rispetto a quanto atteso; non spiega come il sole possa non tanto esistere quanto essersi formato; inoltre si osservano periodicamente pulsazioni radiali e variazioni della luminosità, senza contare l’esistenza di un avanzo inspiegato del perielio di Mercurio.

Vengono in soccorso alcuni dati sperimentali:

innanzi tutto l’effetto Ranque : “Una qualsiasi massa di gas, quali che siano la sua densità e la temperatura iniziali, qualora intervengano una o più cause, esogene od endogene, a porla in rotazione assiale, andrà via via raffreddandosi nella zona vicina all’asse di rotazione, e si scalderà nella zona esterna”.
Poi l’esistenza delle freddissime protostelle chiamate globuli di Bok (con temperature di 10°K).
Infine l’esistenza di sorgenti infrarosse alla temperatura di 20-40°K che emettono 20 volte più energia del sole.

Sulla base di tali osservazioni, Renzo Boscoli e Roberto Monti hanno proposto un modello criogenico di fusione nucleare: masse fredde di idrogeno, in rotazione assiale, per effetto Ranque vedono raffreddare il loro centro, permettendo l'afflusso di ulteriore materiale dall'esterno che sarebbe impossibile se la temperatura crescesse per effetto della sola pressione; ad un certo punto si innesca il primo processo di fusione nucleare, che per collasso gravitazionale produce la sintesi del neutrone a partire da protone ed elettrone. Questo modello risolve tutti i problemi esposti in precedenza.

Nel corso del tempo sono stati proposti alcuni modelli teorici per spiegare queste reazioni: a mio parere il più completo è il “modello alpha-esteso” dell’atomo del fisico bolognese Roberto Monti, evoluzione del modello a particelle alfa proposto dalla stereochimica.
Le caratteristiche sono molte, ma in sintesi l’atomo viene visto come una struttura rigida, a blocchi e periodica di periodo alfa.
Le prove sperimentali a suo favore sono numerose, molte le abbiamo già viste in precedenza, legate essenzialmente a fissioni e fusioni.
Le conseguenze sono numerose, ma vediamone due in particolare:

l'atomo è più facilmente divisibile o accorpabile, essendo composto da blocchi rigidi, che per esempio possono essere spezzati intervenendo su zone di minore resistenza, esattamente come per aprire il guscio di una noce. Ne consegue che il concetto di energia media per nucleone perde di significato, perchè non tutti i legami nucleari sono uguali.
non esistono elementi propriamente "stabili": la stabilità apparente della materia è in realtà un equilibrio dinamico, risultato di continue trasformazioni.

La Ricostruzione della tavola periodica secondo il modello alpha esteso è semplice e si può fare letteralmente a tavolino; con essa è possibile conoscere in anticipo i risultati possibili delle trasmutazioni a debole energia, essendo quasi esclusivamente semplici somme e sottrazioni di elementi ben definiti.

Le applicazioni trovate sono ovviamente molto varie: il controllo della qualità, il decadimento accelerato di sostanze radioattive, la sintesi di nuovi elementi e isomeri dalle particolari caratteristiche fisico-chimiche, innovative tecniche di agricoltura naturale.

Il controllo della qualità tramite analisi isotopica, sviluppatosi notevolmente negli ultimi 20 anni, permette la completa tracciabilità di alimenti di origine animale e vegetale; pensiamo all’esempio del vino: analizzando la concentrazione di isotopi di Idrogeno, Carbonio, Azoto, Ossigeno e Stronzio è possibile conoscere con precisione la provenienza geografica, la stagione di produzione e la varietà della pianta, oltre a smascherare eventuali frodi legate all’aggiunta di zucchero o acqua.

La prima innovazione proposta riguarda la tracciabilità temporale, per esempio la verifica del tempo di stagionatura di prodotti tipici occidentali e orientali come il formaggio, l’aceto, il vino, il tamari, il miso, le umeboshi: l’attività trasmutatoria delle cellule era già stata evidenziata dalla variazione degli elementi durante la germinazione dei semi e dalla variazione degli elementi durante l’essiccatura; ciò suggeriva di ricercare variazioni anche negli isotopi, e la ricerca ha avuto successo: il riscontro è stato trovato nella fermentazione del vino. Tutto questo suggerisce la possibilità di tracciare delle “curve di trasmutazione” concettualmente simili alle ben note “curve di decadimento” in modo da valutare con precisione l’età di un prodotto invecchiato.

La seconda innovazione riguarda una possibile estensione della tracciabilità relativa agli elementi pesanti: dal modello alpha-esteso dell’atomo si vede come gli elementi siano o somma precisa di altri elementi o risultato di un decadimento (generalmente espulsioni o catture di elettroni). Ad esempio, Nichel 64 a differenza degli altri isotopi del Nichel risulta dal decadimento di Zinco 64 per doppia cattura elettronica. E’ da verificare l’ipotesi che esso sia particolarmente presente in un ambiente caratterizzato anche da Zinco stabile. In questo modo si otterrebbe un’estensione della tracciabilità geografica, già nota. E’ da aggiungere che molti altri fattori influenzano queste trasmutazioni, come la velocità di reazione, la stagione, la fonte di energia del processo in atto, ecc. Sarebbe da studiare l’influenza di ognuno di essi.

Il decadimento accelerato di sostanze radioattive è stato dimostrato pubblicamente presso l’università di Stoccolma nel 2002; un primo impianto pilota esiste e si trova in Canada.
Il processo è semplice: una mistura di sostanze radioattive e alcuni reagenti contenenti anche tutto l’ossigeno necessario alla combustione viene posta in un reattore rimovibile di acciaio inossidabile, collegato tramite tubi a tenuta stagna a 3 contenitori riempiti per 2/3 di acqua distillata de-ionizzata. Tramite una fonte di calore esterna si procede alla ignizione: i fumi si raffreddano poco a poco passando per i contenitori, fino a far uscire solo vapore dal filtro posto alla fine del percorso. Dopo il raffreddamento, è possibile analizzare i resti presenti nel reattore, nell’acqua e nei vari contenitori per constatare il successo dell’operazione.

La sintesi di elementi e isomeri dalle particolari caratteristiche fisico-chimiche, come già visto prima, è stata effettuata nel 1964 da Ohsawa e Kushi; i loro metodi sono disponibili con numerose varianti. Attualmente quello più studiato è basato su celle elettrolitiche con catodi di palladio o tungsteno.

Un innovativo metodo di agricoltura naturale è stato proposto dal microbiologo giapponese Fukuoka: esso è praticato in ogni tipo di clima, con eccellenti risultati anche nel rimboschimento di zone desertiche. I principi su cui si basa sono pensati in modo da assecondare al massimo la capacità dei microrganismi, dei vegetali e degli animali presenti nel suolo di provvedere autonomamente alla fertilizzazione, e ad un agricoltore tradizionale potrebbero sembrare assurdi: non arare, non fertilizzare, non sarchiare, non usare pesticidi. Assieme a tecniche di “irrigazione vegetale”, e cioè effettuata tramite apposite combinazioni e disposizioni di piante, questo metodo permette di ottenere risultati quantitativamente paragonabili a quelli tradizionali, ma qualitativamente migliori, oltre ad arricchire costantemente il terreno col passare degli anni.

Concludendo:

L’analisi storica delle “reazioni nucleari a debole energia” ha condotto a possibili innovazioni nell’ambito del controllo isotopico della qualità, oltre ad evidenziare interessanti applicazioni in ambito industriale ed agricolo.
Il “modello alpha-esteso” dell’atomo, individuato nel corso dell’indagine bibliografica, si è evidenziato come possibile collegamento tra branche della scienza attualmente poco comunicanti.