Trasmutazione tra Rame 59 (Cu-59) e Nichel 59 (Ni-59) - Calcolo dell'energia.

Ho ipotizzato un'altra delle possibili trasmutazioni all'interno del reattore dell'E-Cat, quella riguardante l'isotopo instabile del Rame Cu-59 formatosi da precedente fusione del Nichel Ni-58 e il Protone dell'Idrogeno.
La trasmutazione ipotizzata vale nel caso in cui il nucleo del Rame 59 (isotopo instabile) decadesse nuovamente in Nichel, isotopo Ni-59.

Il Rame Cu-59 (LT 1.36min) ha una massa di:
58.939504 u.m.a.

L'isotopo del Nichel Ni-59 ha una massa di:
57.934351 u.m.a.

Sottraendo alla massa del Cu-59, formatosi dopo fusione, la massa del Ni-59 si ottiene un difetto di massa di :
58.939504  - 58.934351 = 0.005153 u.m.a.

Sapendo che 1 u.m.a. corrisponde a circa 931.5 MeV la trasmutazione Cu-59 -> Ni-59 sembrerebbe poter rilasciare una energia pari ad 4.8 MeV.

Trasmutazione tra Nichel 58 (Ni-58) e Rame 59 (Cu-59) - Calcolo dell'energia.

Per esercizio ho ipotizzato una delle possibili trasmutazioni all'interno del reattore dell'E-Cat, quella riguardante l'isotopo del Nichel più abbondante, il Ni-58. La trasmutazione ipotizzata vale nel caso in cui il nucleo del Nichel 58 si fondesse con il Protone dell'Idrogeno.

Il Nichel Ni-58 (abbondanza 68%) ha una massa di:
57.935346 u.m.a.

L'Idrogeno ha una massa di:
1.007825 u.m.a.
alla quale sottraiamo la massa dell'Elettrone che vale 0.0005485 u.m.a. ottenendo come risultato:
1.007276 u.m.a.

Il Rame Cu-59 (LT 1.36min) ha una massa di:
58.939504 u.m.a.

Calcolando le masse degli elementi (Ni58) + (H+) si ottiene una massa di:
57.935346 + 1.007276 = 58.942622 u.m.a.

Sottraendo alla massa ottenuta quella del Cu-59, formatosi dopo la fusione, si ottiene un difetto di massa di :
58.942622 – 58.939504 = 0.003118 u.m.a.

Sapendo che 1 u.m.a. corrisponde a circa 931.5 MeV la trasmutazione Ni-58 -> Cu-59 sembrerebbe poter rilasciare una energia pari ad 2.9 MeV.

Ragionamenti sulla reazione nucleare Ni-H

Il dato di fatto certo e assunto come punto di partenza per ipotizzare cosa avviene durante il processo, è che il reattore di Rossi-Focardi non emette Neutroni.
Questa osservazione ci fa pensare che la reazione nucleare, non formi Neutroni (come ad esempio avviene nel decadimento Beta+).
Supponiamo che il fenomeno nucleare sia schematizzabile come un decadimento di tipo Beta-.

 

Un Neutrone si trasforma in un (Protone) + (Beta-) + (Antineutrino)

Le masse in gioco per i nucleoni sono:

Neutrone:

1.008665 u.m.a.

1,67492729*10^-27 Kg 

939.565 MeV/c^2

Protone:

1.007276 u.m.a.

1.67262171 *10^-27 Kg

938.272 MeV/c^2

mentre per un Elettrone: 

0.0005485 u.m.a.

9.1093826*10^-31Kg

0.510998918 MeV/c^2 

Ricordiamo inoltre che:
u.m.a. vale 1.66*10-27 kg
1eV vale 1.6*10^-19 Joule
1MeV vale 1.78*10-30 kg

ed infine dalla nota relazione di Einstein:

E = mc²  dove c è velocità della luce nel vuoto = 3*10^8 m/s

calcoliamo il "difetto di massa":

939.565 - (938.272 + 0.51099)  = 0.78201 MeV/c^2 

corrispondenti a 0.78201*10^6 * 1.6*10^-19 = 1.25*10^-12 Joule

una quantità di particelle pari a un grammo-atomo (cioè 6.022*10^23) fornirebbe una energia di:
E = 1.25*10^-12 J * 6.022*10^23 = 75275M J che sono circa 20.9MWh

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Di seguito una ipotesi di prima approssimazione che riguarda la fusione Ni-H.
Il Nichel 58 (Ni-58) fondendo con Idrogeno (H-1) trasmuta in un isotopo del Rame il (Cu-59). 

Energia di legame media per nucleone:

Ni-58 = 8732.041 keV
H-1 = 0.013 keV
Cu-59 = 8641.981 keV

Energia di legame totale delle due configurazioni, prima e dopo la fusione:

Ni-58 + H-1

58 * (8732.041 keV) + 1 * (0.013) = 506458.391 keV
Cu-59
59 * (8641.981 keV) = 509876.879 keV

Il Rame-59 e' piu' stabile del Nichel-58.
La differenza è 3418.5 keV, quindi questa reazione rilascia 3.418 MeV.
 
Medesimo risultato si ottiene considerando il calcolo con le masse prima e dopo la fusione:
DeltaEnergia = (massa Ni-58) + (massa H-1) - (massa Cu-59)

Ni-58 = (58 u.m.a. - 60227.694 keV)

H-1 = (1 u.m.a. + 7288.970 keV)

Cu-59 = (59 u.m.a. - 56357.224 keV)

DeltaEnergia = (58 u.m.a. - 60227.694 keV) + (1 u.m.a. + 7288.970 keV) - (59 u.m.a. - 56357.224 keV) =
= (- 60227.694 keV) + (+ 7288.970 keV) - (- 56357.224 keV) = 3418.5 keV
Questa energia espressa in Joule vale circa 5.476*10-13 e considerando al solito una quantità di particelle pari a un grammo-atomo (cioè 6.022*10^23) fornirebbe una energia di:
E = 5.476*10-13 J * 6.022*10^23 = 329764.72MJ che corrispondono a circa 91.5MWh

A seguito di questo processo di fusione il:
Ni-58 (30 Neutroni più 28 Protoni) 
si è trasmutato nell'isotopo:
Cu-59 (30 Neutroni più 29 Protoni)

Da approfondire anche l'ipotesi di fusione applicata ad un nucleo di un isotopo poco comune del Nichel il Ni-59 (numero atomico 28 cioè 31 Neutroni e 28 Protoni) 

Ipotesi sul "catalizzatore segreto..."

Uno dei grandi pregi della macchina termica inventata da Rossi è rappresentata dall'alta efficienza energetica, molto maggiore rispetto a quanto ottenuto dai dispositivi utilizzati dai professori Piantelli e Focardi nel corso dei loro esperimenti.

La chiave di volta è riconducibile a due principali innovazioni introdotte da Rossi e cioè:

a) l'utilizzo di Nichel polverizzato con dimensioni delle particelle della polvere di alcune decine di nanometri

b) un elemento "catalizzatore" aggiunto al Nichel e all'Idrogeno per rendere la fusione nel reattore particolarmente efficiente.

Soffermando l'attenzione sul secondo elemento, viene spontaneo chiedersi quale possa essere questo catalizzatore.


Gli esami eseguiti sulle "ceneri" del reattore (il combustibile esausto) non hanno mai evidenziato la presenza di elementi chimici estranei rispetto a quelli coinvolti nella reazione nucleare stessa o ai prodotti finali di quest'ultima, per cui una ipotesi di buon senso, porterebbe a pensare che il "catalizzatore segreto" possa essere magari una combinazione chimica degli stessi elementi della reazione cioè il Ni e l'H. In particolare si ipotizza il:

DI-IDRURO di NICHEL

oppure il

TRI-IDRURO di NICHEL

Questi Idruri hanno formula chimica NiH2 e NiH3 rispettivamente essendo ottenuti dal Nichel con numero di ossidazione +2 oppure +3 e dall'Idrogeno considerato con il numero di ossidazione -1.
L'Idruro potrebbe successivamente, se sottoposto al calore, rilasciare Idrogeno monoatomico ritenuto elemento essenziale per il funzionamento del reattore.

 
I metalli del Gruppo 10 come il Nichel si usano spesso come catalizzatori di idrogenazione, perchè formano idruri superficiali in seguito all'assorbimento chimico dell'Idrogeno.

Vengono così chiamati i metalli che riescono ad assorbire Idrogeno nel loro reticolo cristallino.

Come misurare 1MW di energia termica ?

Ipotizziamo di utilizzare una tecnica simile a quella adottata nell'esperimento del 6 Ottobre. 

L'obiettivo potrebbe essere quello di riscaldare 15000Kg/h di acqua di 70°C al disopra della temperatura di ingresso che potrebbe essere ad esempio 15°C.

L'energia termica necessaria sarebbe:

Q = 15000Kg x 4180J/Kg x 70°C = 4389MJ cioè 1219KWh cioè 1.2MJh.

15000Kg sono 15m3/h corrispondono a 4,16 litri/s e, attraverso un tubo di diametro 2"e1/2", darebbero una velocità del flusso di 1.3 m/s.

Esistono in commercio dei bollitori coibentati con scambiatore di vapore incorporato che riscaldano fino a 22000 litri/h e sono costituiti da un serbatoio da 5000 litri.

Questi bollitori hanno anche un proprio termometro per rilevare la temperatura dell'acqua nel serbatoio, probabilmente ne servirebbero almeno un paio.

Via via che si riscaldata una quantità d'acqua pari alla capienza, i serbatoi andrebbero scaricati, (per esempio ogni 15 minuti, generando un flusso d'acqua di almeno 6 l/s), in un circuito secondario munito di scambiatore acqua/acqua di adeguata portata per poi sfruttare, per esempio a fini di riscaldamento, questa grande quantità di acqua calda prodotta.

Cattura K

Cattura di un elettrone da parte del Protone di un atomo Idrogeno ionizzato H+.

Il test del 6 Ottobre 2011 su un modulo E-Cat da 9 KW

Ancora dal Report di Mats Lewan...
"The surface temperature of the insulation was then between 60 and 85 degrees centigrade, meaning that a significant heat loss must have decreased the power output through the steam and the heat exchanger"

La superficie S esposta del modulo E-Cat è almeno 1m2, in realtà sarebbe 1.3m2 se contassimo anche la parte inferiore dove poggia sul tavolo.

Il coefficiente di scambio termico "minimo" dell'aria h vale 10W/m2 per °C
e considerando il minimo salto termico cioè da 60°C (T di superficie del E-Cat) ai 30°C (Tamb) avremo come Potenza Termica dispersa per convenzione:

PTdispersa = superficie S x h x deltaT = 1 x 10 x (60 - 30) = 300W

Se invece consideriamo il caso degli 85°C e la superficie completa di 1.3m2 allora otteniamo un PTdispersa di ben 715W.

Si disperde calore...

Ciclo Rankine