Науковий вісник НГУ

Фізичні умови утворення „легкого“ ядра та термоядерне джерело тепла в надрах землі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геологія

Останнє оновлення: 08 листопада 2018

Опубліковано: 29 жовтня 2018

Перегляди: 3231

Authors:

В. В. Соболєв, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. В. Білан, кандидат геологічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-4086-7827, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Експериментальні дослідження фізичної моделі утворення ядра Землі в центрі газопилового спірального вихору й чисельні оцінки фізичних умов для розвитку термоядерних реакцій в ядрі Землі.

Методика. Аналіз сутності використовуваних концепцій та основних достоїнств і недоліків, що визначають їх потенційні можливості. Експериментальні дослідження із застосуванням ударно-хвильової обробки пористих матеріалів у циліндричних контейнерах. Чисельні оцінки фізичних умов в ядрі Землі, що ініціюють термоядерні ре­акції.

Результати. Вибір моделі формування Землі з вихідним „легким“ ядром є принципово важливим із кількох причин. По-перше, дає фізично обґрунтований механізм утворення термоядерного джерела тепла, а, по-друге, процес переходу Землі до рівноважного стану неминуче створює умови для механічної та фізико-хімічної активності елементів у геосфері. Проведена кількісна оцінка головних умов, необхідних для термоядерного нагріву центральних областей Землі, а саме, концентрації ядер дейтерію й необхідних температур.

Наукова новизна. Запропонована модель формування вихідного „легкого“ ядра Землі. Експериментально досліджені деякі фізичні особливості зародження й розвитку спіральних вихорів. Встановлені закономірності зміни параметрів плазми, температури ядра й виділення термоядерної енергії в залежності від зміни віку Землі.

Практична значимість. Отримані результати можуть бути корисні при вивченні таких найважливіших планетарних геологічних явищ як диференціація речовини та утворення сфер усередині планети, а також розподіл теплових потоків в її надрах.

References.

1. Kuznetsov, V.V., 1997. The anisotropy of properties of the Earth’s inner core. Phys. Usp., 40:9, pp. 951–961. DOI: 10.3367/UFNr.0167.199709e.1001.

2. Shilo, N.A., 1982. On the mechanism of formation of the solar system. Tikhookean. Geology, 6. pp. 20–27.

3. Wohlers, A. and Wood, B.J., 2015. A Mercury-like component of early Earth yields uranium in the core and high mantle ¹⁴²Nd. Nature, 520, pp. 337–340. DOI:10.1038/nature14350.

4. Anisichkin, V.F., Ershov, A.P., Bezborodov, A.A. and Suslov, I.R., 2003. The possible modes of chain nuclear reactions in the Earth’s core. In: Int. Conf. “VII Zababakhin’s Sientific Lectures”, Snezhinsk, Russia, 8–12 September [online], pp. 1–9. Available at: <http://www.vniitf.ru/rig/konfer/7zst/reports/s1/s-1.htm> [Accessed 19 August 2017].

5. Larin, V.N., 2005. Our Earth. Moscow: Agar [online]. Available at: <http://hydrogen-future.com/list-c-larin/14-earth.html> [Accessed 24 September 2017].

6. Gilat, A. and Vol, A., 2012. Degassing of primordial hydrogen and helium as the major energy source for internal terrestrial processes. Geoscience Frontiers, 3(6), pp. 911–921. DOI:  10.1016/j.gsf.2012.03.009.

7. Shilo, N.A., 1988. Vortices – the cradle of the Solar system. In: Hypotheses: predictions: the future of science: an international yearbook. Moscow: Znanie, 21, pp. 89–111.

8. Litasov, K.D. and Shatskiy, A.F., 2016. Composition of the Earth’s core: A review. Russian Geology and Geophysics, 57(1), pp. 22–46. DOI: 10.15372/GiG20160103.

9. Kuznetsov, V.V., 2008. Introduction to the physics of hot Earth. Kamchatka, Paratunka: IKIR [pdf]. Available at: <http://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-vvedenie-v-fiziku-goryachey-zemli.pdf> [Accessed 11 September 2017].

10. Pushcharovsky, D.Yu. and Pushcharovsky, Yu.M., 1998. Composition and structure of the earth’s mantle. Soros Educational Journal [pdf], 11, pp. 111–119. Available at: <http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/ 9811_111.pdf> [Accessed 5 June 2017].

11. Shumakova, T.A. and Berczik, P.P., 2005. Chemical radial gradient evolution in the disk of a massive galaxy due to its minor merger with a dwarf galaxy. Kinematics and physics of celestial bodies [online], 21(4), pp. 288–303. Available at: <http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/79143> [Accessed 10 September 2017].

12. Sobolev, V. V., 1987. Shock-wave separation of che­mical compounds and mixtures of materials into components. Mineral Processing, 7, pp. 63–68.

13. Sobolev, V. V., 1984. Origin of spiral vortices in mixed cylindrical samples under shock compression. Technical Physics Letters, 10(8), pp. 459–463.

14. Sobolev, V. and Hove, I. H., 1997. Phenomenon of Spiral Vortex Formation Over the Shock Wave Front.Journal De Physique. IV. Colloque, 7(C.3), pp. 127–129. DOI: 10.1051/jp4:1997324.

15. Chernai, A. V., Sobolev, V. V., Ilyushin, M. A. and Zhitnik, N. E., 1994. Generating mechanical pulses by the laser blasting of explosive coatings. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 30(239), рр. 239–242. DOI: 10.1007/BF00786134.

16. Didyk, R. P., Sobolev, V. V., Gryaznova, L. V. and Pikar S. N., 1977. On the possible nature of the flows of matter in cylindrical ampoules under shock compression. In: Synthesis and investigation of properties of superhard materials. Kiev: ISM, pp. 91–94.

17. Voitenko, A. Ye., 2007. Etude of thermonuclear heating of the central region of the Earth. In: Physics and Technology of high-energy material processing. Dnepropetrovsk: ART-PRESS. pp. 62–70.

18. Gurevich, L. E. and Chernin, A. D., 1978. Introduction to cosmogony. The origin of the large-scale structure of the universe. Moscow: Nauka.

19. Terez, E. I. and Terez, I. E., 2011. Thermonuclear processes in the core is the main source of energy of geodynamic evolution and degassing of the Earth. Bulletin of the Crimean Astrophysical Observatory, 107(1), pp. 152–164. DOI: 10.3103/S0190271711010153.

20. Fukuhara, М., 2016. Possible generation of heat from nuclear fusion in Earth’s inner core. Sci. Rep. 6, 37740. DOI: 10.1038 / srep37740.

21. Zharkov, V. N., 2013. Interior Structure of the Earth and Planets. Moscow: Nauka i obrazovanie [pdf]. Available at: <http://ocean.phys.msu.ru/courses/geo/lib/books/Жарков%20Внутреннее%20строение%20Земли%20и%20планет.pdf> [Accessed 27 October 2017].

22. Herndon, J. M., 1992. Nuclear fission reactors as energy sources for the giant outer planets. Naturwissenschaften, 79(1), pp. 7–14. DOI: 10.1007/BF01132272.

23. Terez, E. I. and Terez, I. E., 2015. Synthesis reactions – the main source of internal energy of the Earth. Herald of the Russian Academy of Sciences, 85(3), pp. 240–246. DOI: 10.7868/S0869587315030172.

24. Аnderson, Don L., 2007. New Theory of the Earth. Cambridge University Press, New York [online]. Available at: <http://resolver.caltech.edu/CaltechBOOK: 2007.001> [Accessed 5 June 2017].

25. Pollak, H. N., Hurter, S. J. and Johnson, J. R., 1993. Heat Flow from the Earth’s Interior: Analysis of the Global Data Set. Reviews of Geophysics, 3, pр. 267–280. DOI: 10.1029/93RG01249.

26. Lay, T., Hernlund, J. and Buffet, B. A., 2008. Core–mantle boundary heat flow. Nature Geoscience, 1, pp. 25–35. DOI:10.1038/ngeo.2007.44.

27. Zel’dovich, Ya. B. and Raizer, Yu. P., 2008. Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena. Moscow: FIZMATLIT [pdf]. Available at: <http://master.basnet.by/bfo/zeld/2.pdf> [Accessed 1 November 2017].

28. Artsimovich, L. A., 1961. Controlled Thermonuclear Reactions. Moscow: Fizmatgis [online]. Available at: <https://www.twirpx.com/file/910411/> [Accessed 4 June 2017].

 повний текст / full article

• < Попередня