Введение

В основе позитронно-электронной модели (ПЭМ) лежит принцип закона сохранения энергии: материя не может превращаться в энергию и наоборот. В ПЭМ используются только достоверно известные частицы — позитрон, электрон, мюон — и взаимодействия: электрическое, магнитное и гравитационное при условии, что электрический заряд не делим.

Исследование энергетического баланса Солнца и состава его ядра позволяет понять процессы термоядерного синтеза и формирования гелия-4. В данной статье представлены расчёты общей энергии, выделенной Солнцем за весь возраст, количественный состав гелия-4 и оценки энергии, выделяемой на один атом этого элемента. Также проводится сравнительный анализ строения атомов, образующихся в результате термоядерных реакций и реакций деления ядер, сформированных в глубинах сверхновых звёзд с избытком энергии.

Правила и природа взаимодействия

Электрическое взаимодействие: электрон и позитрон 

В ПЭМ предполагается, что поле одного одноимённого заряда не может проникнуть в область другого одноимённого заряда, поэтому взаимодействие происходит исключительно с одним из них. Второй заряд, блокируя поле первого, усиливает его плотность, что фактически является уточнением закона Кулона применительно к микромиру. При этом внешний заряд взаимодействует напрямую лишь с первым зарядом, тогда как второй усиливает его поле косвенным воздействием. 

Это уточнение даёт возможность более точно моделировать взаимодействия внутри протона, где восемь мюонных мезонов (гравитационный заряд) взаимодействуют с зарядом позитрона и ядром из гамма-частиц. В ПЭМ электрон не имеет фиксированных размеров — его объём может значительно изменяться в зависимости от количества квантов внутри.

В протоне размер позитрона совпадает с размером протона, а в нейтроне, где протон расположен внутри электрона, размер электрона увеличен на объём ядра, в который отрицательный заряд проникнуть не может. 

Гамма-частица в ПЭМ состоит из зарядовых областей позитрона и электрона — её размеры примерно в 30 раз меньше, чем у составляющих, в результате воздействия высокого давления и сжатия квантов при аннигиляции. На ускорителях наблюдается выдувание квантов, что значительно уменьшает размеры электронов и позитронов.  

В проводниках же электрический ток обеспечивается циркуляцией квантов, обеспечивая передачу электрической энергии при движении электронов вокруг ядер, что находится в полном соответствии с законом Кулона.

Гравитационно-электрическое (магнитное) взаимодействие и мюонный мезон:

Гравитационное притяжение: Гравитационный заряд и электрический заряд всегда притягиваются (отрицательный и положительный заряды в мюоне). 

Происхождение магнитного момента: Магнитный заряд (момент) образуется в результате «попадания гравитационного заряда внутрь электрического».

Зависимость величины момента: Значение магнитного заряда зависит от объемного электрического заряда внутри. 

• В мюоне (один мезон в центре) значение магнитного момента больше. 

• В протоне (центр позитрона занят керном) значение магнитного момента меньше. 

• Полярность: Знак электрического заряда определяет полюс (север или юг) магнитного момента.

Мюонные мезоны — образуют «мезонную шубу», это корпускулы гравитационной материи (тёмной материи) и имеют гравитационный заряд. В протоне их восемь штук, расположенных в углах куба вокруг керна. Масса каждого — порядка 0,112880 а.е.м., радиус около 0,25 фм. Находясь внутри позитрона (заряд в заряде) создают магнитное поле с полюсом «юг». В нейтроне создают магнитное поле с полюсом «север». 

Устойчивость протона обеспечивается взаимодействиями между позитронным зарядом и гравитационными зарядами мюонных мезонов, которые находятся внутри позитрона. Гравитационные заряды взаимодействуют напрямую с позитронным зарядом, образуя прочный комплекс.

Расчет массы виртуального фотона в протоне

Предлагаемый расчет выполнен в рамках Позитронно-Электронной Модели (ПЭМ) и демонстрирует подход к определению массы протона как суммы масс его составных виртуальных компонентов. 

Расчет основан на следующих положениях ПЭМ:

    • Протон состоит из позитрона, мюонных мезонов, гамма-частиц и виртуального фотона. 

    • Дефект массы в ядре не обусловлен превращением массы в энергию, а связан с перегруппировкой виртуальных частиц.

Расчет:

Исходные данные:

Масса протона (экспериментальное значение): 938,272 МэВ

Масса позитрона (M1): 0,51099895 МэВ

Масса 8 мюонных мезонов (M2): 841,1790044 МэВ

Масса 94 гамма-частиц (M3): 96,0557926 МэВ

Вычисляем суммарную массу компонентов (без виртуального фотона):

M1 + M2 + M3 = 0,51099895 + 841,1790044 + 96,0557926 = 937,74579595 МэВ

Определяем массу виртуального фотона (M4) как разницу между массой протона и суммарной массой остальных компонентов:

M4 = Масса протона - (M1 + M2 + M3)

M4 = 938,272 - 937,74579595 = 0,52620405 МэВ

Масса виртуального фотона в протоне равна 0,52620405 МэВ

Масса виртуального фотона в нейтроне

Находим разницу масс:

ΔM=mn​−(mp​+me​)

ΔM=939,565−(938,272+0,51099895)

ΔM=939,565−938,78299895

ΔM=0,78200105 МэВ

Ответ: масса виртуального фотона в нейтроне равна 0,782 МэВ.

Образование нейтронов

Нейтроны образуются в центрах звезд из темной энергии — гамма-квантов и темной материи под очень большим давлением. В условиях сверх высокого давления нейтрон не может распасться на протон и электрон — это уменьшает плотность материи.

Дейтрон образуется в два этапа:

Этап №1:протон и нейтрон сближаются на расстояние менее 1 фм

Этап №2: нейтрон распадается на электрон и протон, при этом высвобождается энергия виртуального фотона 0,782 МэВ с образованием нуклонно-мезонной связи и испусканием двух гамма-частиц.

Выполните расчет:

Δm = (mp + mn) - md - 2* (2*me) Δm = (1.007276466621 + 1.00866491588) - 2.013553212745 - 0.00219431963628

Δm = 2.015941382501 - 2.013553212745 - 0.00219431963628 Δm = 0.00019385012 а.е.м.

Преобразуйте а.е.м. в МэВ:

1 а.е.м. = 931.49410242 МэВ/c²

ΔE = Δm * 931.49410242 МэВ/а.е.м. ΔE = 0.00019385012 а.е.м. * 931.49410242 МэВ/а.е.м. ΔE = 0.18056265552 МэВ

Результат:

    • Разница масс (Δm): 0.00019385012 а.е.м.

    • Энергетический эквивалент (ΔE): 0.18056265552 МэВ

Расчет:

Δm = (mp + mH) - md - 2(2me) Δm = (1.007276466621 + 1.00782503224) — 2.013553212745 - 0.00219431963628

Δm = 2.015101498861 - 2.013553212745 - 0.00219431963628 Δm = - 0.00064603352 а.е.м.

Преобразуйте а.е.м. в МэВ:

1 а.е.м. = 931.49410242 МэВ/c²

ΔE = Δm * 931.49410242 МэВ/а.е.м. ΔE = 0.000-0.00064603352 а.е.м. * 931.49410242 МэВ/а.е.м.

ΔE = -0.60176710458 МэВ

Результат:

Разница масс (Δm): -0.00064603352 а.е.м.

Энергетический эквивалент (ΔE): -0.60176710458 МэВ

Итак, разница масс составляет приблизительно -0.00064603352 а.е.м., что соответствует энергии примерно -0.60176710458 МэВ, оно и понятно — мировой океан не Солнце и тепло не производит.

Тритон

Образование тритона из атома дейтерия и протона. Протоны образуются из-за дефекта заряда позитрона в протоне, на десять миллиардов атомов водорода один протон.

Расчет дефекта массы:

Δm=(mD+mp)−mT−4×mγ

Подставим числа:

Δm=(2.0141017778+1.007276466812)−3.0160492777−4×0.00109716Δm=3.0213782446−3.0160492777−0.00438864=0.0009403269 а.е.м.

Переводим дефект массы в МэВ:

ΔE=0.0009403269×931.494≈0.8759 МэВ

Расчёт общей энергии Солнца

Дано:

Светимость Солнца: L=3,828⋅1026 Вт

Возраст Солнца: T=4,6⋅109 лет

Расчёт времени в секундах:

Tсек​=4,6⋅109⋅365,25⋅24⋅3600=1,45⋅1017 секунд

Общая энергия:

Eобщ​=L⋅Tсек​=3,828⋅1026⋅1,45⋅1017=5,55⋅1043 Дж

Перевод в МэВ:

EМэВ​=1,602⋅10−135,55⋅1043​=3,46⋅1056 МэВ

Содержание гелия-4 на Солнце

Состав Солнца:

Водород: ~70% массы

Гелий: ~27% массы

Прочие элементы: ~3%

Расчёт массы гелия:

MHe​=0,27⋅1,9885⋅1030=5,369⋅1029 кг

Количество атомов гелия-4

Масса одного атома гелия:

mHe​=4⋅1,6605⋅10−27=6,642⋅10−27 кг

Количество атомов:

NHe​=MHe​​/mHe​= 5,369⋅1029​​/6,642⋅10−27=8,08⋅1055 атомов 

Энергия на один атом гелия-4

Расчёт энергии:

Eнаатом​=​Eобщ/NHe​​=5,55⋅1043​/8,08⋅1055=6,87⋅10−13 Дж

Перевод в МэВ:

Eнаатом​=6,87⋅10−13/1,602⋅10−13​=4,29 МэВ

Итоговые результаты

Общая энергия Солнца: 5,55 × 10⁴³ Дж или 3,46 × 10⁵⁶ МэВ

Масса гелия на Солнце: 5,369 × 10²⁹ кг

Количество атомов гелия-4: 8,08 × 10⁵⁵

Энергия на один атом гелия-4: 4,29 МэВ

Альтернативная модель светимости Солнца

Ключевые характеристики и факты:

Доминирование водорода и гелия: Эти два элемента составляют подавляющую часть массы межзвездного газа, с небольшим добавлением гелия от старых звезд.

"Металлы" (тяжелые элементы): В астрономии все элементы тяжелее гелия называются "металлами". К ним относятся кислород, углерод, неон, азот, кремний, магний, железо и другие. Эти элементы составляют лишь небольшую часть массы, но играют важную роль в охлаждении газа и формировании пыли.

Неоднородность: Хотя средний состав известен, в разных частях Галактики могут наблюдаться локальные отклонения. Например, в остатках сверхновых или областях активного звездообразования может быть повышенное содержание тяжелых элементов, а в отдаленных, старых областях — состав ближе к первичному (только водород и гелий).

Различные состояния: Межзвездный газ существует в разных состояниях: нейтральный атомарный водород (HI), ионизированный водород (HII), молекулярный водород (H2), а также ионы тяжелых элементов, в зависимости от температуры и плотности среды.

Состав межзвездного газа постоянно меняется в процессе эволюции Галактики: старые звезды обогащают его тяжелыми элементами, а из него формируются новые звезды и планетарные системы.

Образование нейтронов

Условия в центрах звезд:

В центрах звезд создаются условия экстремального давления и температуры. В этих условиях происходит накопление гамма-частиц (темной энергии) и мюонных мезонов (темной материи).

В условиях экстремального давления меньший объем, занимаемый тяжелой гамма-частицей по сравнению с суммарным объемом 96 легких гамма-частиц, делает ее формирование энергетически выгодным. Давление "прессует" легкие гамма-частицы, образуя тяжелую гамма-частицу.

Вокруг тяжелой гамма-частицы накапливаются мюонные мезоны, также под воздействием высокого давления. Эти мезоны образуют структуру "куба", окружающего гамма-частицу, как описано в предыдущих разделах ПЭМ.

Образование позитронно-электронной пары:

Одна из легких гамма-частиц, входящих в состав тяжелой гамма-частицы, спонтанно образует позитронно-электронную пару. Это происходит в соответствии с известными законами физики элементарных частиц, в частности, с условиями рождения пар.

Порог рождения пар: Энергия гамма-кванта должна превышать удвоенную массу частицы (Ep​=2mc2), для электрон-позитронной пары это 1,022 МэВ.

Законы сохранения: Энергия, импульс и квантовые числа должны сохраняться.

Взаимодействие с электромагнитным полем: Рождение пар происходит при взаимодействии гамма-кванта с электромагнитным полем ядра или массивной заряженной частицы (здесь — с полем тяжелой гамма-частицы и мезонов).

Размер комптоновской длины волны: Процесс локализован в области порядка λ=2,4⋅10−10 см.

Формирование нейтрона и распад на протон и электрон:

Позитрон и электрон взаимодействуют с тяжелой гамма-частицей и мюонными мезонами, формируя нейтрон.

Образовавшийся нейтрон нестабилен и распадается на протон и электрон с выделением кинетической энергии 0,78 МэВ.

В результате распада нейтрона формируется протон, структура которого включает позитрон, тяжелую гамма-частицу и восемь мюонных мезонов, согласно описанию в ПЭМ.

Заключение:

Предложенный в ПЭМ механизм образования протонов и нейтронов объясняет их возникновение в экстремальных условиях центров звезд на основе известных законов физики элементарных частиц. Модель подчёркивает ключевую роль тяжелой гамма-частицы, формирующейся из легких гамма-квантов под высоким давлением, и её участие в стабилизации структуры протона.

Исходные данные:

Светимость Солнца: 3,827E+26 Вт

Возраст Солнца: 4,5 млрд лет (4,5E+9 лет)

Энергия виртуального фотона: 0,782 МэВ

Масса нейтрона: 1,6749E−27 кг

Расчёт общей энергии

Энергия, излучаемая за год:

Eгод​=3,827E+26⋅31536000=1,2E34Дж

Энергия за 4,5 млрд лет:

Eобщ​=1,2E+34⋅4,5⋅109=5,4E+43Дж

Расчёт количества нейтронов

Переводим энергию виртуального фотона в джоули:

0,782 МэВ = 0,782⋅1,602E−13=1,253E−13Дж

Количество нейтронов:

N=5,4E+43/1,253E−13​=4,31E+56 нейтронов

Расчёт массы

Масса всех нейтронов:

Mнейтр​=4,31E+56⋅1,6749E−27=7,21E+29кг

Сравнение с массой Солнца

Масса Солнца: 1,988E+30 кг

Процентное соотношение:

7,21E+29/1,988E+30​⋅100%=36,3%

Итоговые результаты

Общая энергия, выделенная Солнцем за 4,5 млрд лет: 5,4E+43 Дж.

Рассчитанная масса эквивалентных нейтронов: 7,21E+29 кг.

Полученная масса составляет 36,3% от массы Солнца.

Это означает, что рассчитанная масса нейтронов (полученных из темной энергии и темной материи), соответствующая выделенной энергии, составляет примерно треть массы Солнца, что является существенным показателем в контексте энергетических процессов звезды.

Темная энергия составляет примерно 10,3% от массы нейтрона, а квантовая материя — около 0,08% от массы нейтрона. Оставшаяся часть массы нейтрона, то есть около 89,6%, относится в модели к темной материи.

Расчёт энергии и массы «солнечного» гелия-4

Расчёт дефекта массы «радиоактивного» гелия-4

Масса исходных частиц:

2 протона: 2×1.007276=2.014552 а.е.м.

2 нейтрона: 2×1.008665=2.017330 а.е.м.

2 электрона: 2×0.00054858=0.00109716 а.е.м.

Общая масса исходных частиц:

2.014552+2.017330+0.00109716=4.03307916 а.е.м.

Дефект массы:

Δm=4.03307916−4.00260325415=0.03047590585 а.е.м.

Расчёт кинетической энергии гамма-частиц

Масса 24 гамма-частиц:

24×0.0010972=0.0263328 а.е.м.

Кинетическая энергия:Eкин​=Δm−mγ​= 0.03047590585 − 0.0263328 = 0.00414310585 а.е.м.

Расчёт массы солнечного гелия-4

Масса 12 гамма-частиц:

12×0.0010972=0.0131664 а.е.м.

Масса солнечного гелия-4:

mсолнечный​=mрадиоактивный​+m12γ​=4.00260325415+0.0131664=4.01576965415 а.е.м.

Расчёт энергии виртуального фотона в нейтроне

Вычисляем разницу масс:

Δm=mn​−(mp​+me​)

Δm=1.008665−(1.007276+0.00054858)

Δm=1.008665−1.00782458=0.00084042 а.е.м.

Переводим в энергию (1 а.е.м. = 931.5 МэВ):

Eγ​=0.00084042×931.5=0.783 МэВ

Умножаем на количество нуклонов в уране-235:

Etotal​=0.783×235=183.905 МэВ

ЛИТИЙ-6

Литий-6 состоит из 6 нуклонов, предполагается что вся энергия и масса виртуальных фотонов израсходована при термоядерных реакциях. 

Расчет массы 6 протонов и 6 электронов:

Масса 6 протонов: 6 * 1.007276466621(53) а.е.м. = 6.043658799726(318) а.е.м. 

Масса 6 электронов: 6 * 0.000548579909065(16) а.е.м. = 0.003291479454390(96) а.е.м. 

Общая масса (6 протонов + 6 электронов): 6.043658799726(318) + 0.003291479454390(96) = 6.046950279180 а.е.м. 

Расчет разницы масс (дефекта масс): 

Разница масс (Δm): 6.046950279180(333) - 6.0151228874(29) = 0.03182739178 а.е.м. 

Шаг 5: Расчет количества "гамма-частиц" (N): 

N = Δm / mγ = 0.03182739178(334) / 0.001097159818130(32) ≈ 28.9909859, с учетом 6 нуклонов — это примерно по пять гамма-частиц на нуклон. 

Литий-6 образуется преимущественно в термоядерном синтезе, что подтверждается его ролью в реакциях с дейтерием и тритием в термоядерных установках и водородных бомбах. 

Углерод -12

Рассчитываем массу 12 протонов и 12 электронов:

Общая масса 12 протонов: 12 * 1.007276466621 а.е.м. = 12.087317599452 а.е.м.

Общая масса 12 электронов: 12 * 0.000548579909065 а.е.м. = 0.006582958908780 а.е.м.

Общая масса (12 протонов + 12 электронов): 12.087317599452 а.е.м. + 0.006582958908780 а.е.м. = 12.093900558360 а.е.м.

Рассчитываем разницу масс (дефект масс):

Разница масс (Δm): 12.093900558360 а.е.м. - 12 а.е.м. = 0.093900558360 а.е.м.

Расчет количества "гамма-частиц" (N):

N = Δm / mγ = 0.093900558360 / 0.001097159818130 ≈ 85.585648

Количество гамма-частиц на один нуклон составляет 7.132093, что превышает реальное количество нуклонно-мезонных связей. Соответственно вывод — углерод-12 (как и альфа- частица) продукт деления тяжелых ядер.

Углерод-12 в углерод-13

Расчет 1: C-12 + нейтрон - 4 гамма — C-13

Цель: Определить разницу в массе (в а.е.м. и МэВ) между суммой масс углерода-12 и нейтрона за вычетом массы четырех гамма-частиц и массой углерода-13.

Формулы и расчеты:

Сумма масс C-12 + нейтрон - 4 гамма:

m(C12 + n - 4γ) = mC12 + mn — 4mγ

m(C12 + n - 4γ) = 12.000000000 + 1.00866491588 — 0.00438863927256

m(C12 + n - 4γ) = 13.00427627661 а.е.м.

Разница масс (Δm):

Δm = m(C12 + n - 4γ) — mC13

Δm = 13.00427627661 — 13.00335483507

Δm = 0.00092144154 а.е.м.

Энергетический эквивалент (ΔE):

ΔE = Δm * 931.49410242 MeV/а.е.м.

ΔE = 0.00092144154 а.е.м. * 931.49410242 MeV/а.е.м.

ΔE = 0.8583158457 МэВ

Результат:

Разница масс (Δm): 0.00092144154 а.е.м.

Энергетический эквивалент (ΔE): 0.8583158457 МэВ

Расчет 2: C-12 + протон + электрон - 4 гамма - C-13

Цель: Определить разницу в массе (в а.е.м. и МэВ) между суммой масс углерода-12, протона и электрона за вычетом массы четырех гамма-частиц и массой углерода-13.

Формулы и расчеты:

Сумма масс C-12 + протон + электрон - 4 гамма:

m(C12 + p + e - 4γ) = mC12 + mp + me — 4mγ

m(C12 + p + e - 4γ) = 12.000000000 + 1.007276466621 + 0.000548579909070 — 0.00438863927256

m(C12 + p + e - 4γ) = 13.00343640726 а.е.м.

Разница масс (Δm):

Δm = m(C12 + p + e - 4γ) — mC13

Δm = 13.00343640726 — 13.00335483507

Δm = 0.00008157219 а.е.м.

Энергетический эквивалент (ΔE):

ΔE = Δm * 931.49410242 MeV/а.е.м.

ΔE = 0.00008157219 а.е.м. * 931.49410242 MeV/а.е.м.

ΔE = 0.07608336472 МэВ

Результат:

Разница масс (Δm): 0.00008157219 а.е.м.

Энергетический эквивалент (ΔE): 0.07608336472 МэВ

Железо-56

В рамках ПЭМ материя не может превращаться в энергию и наоборот. В условиях задачи железо состоит из 56 протонов и 56 электронов. От этой суммы нужно отнять фактическую массу железа-56 и массу  масса-гамма частиц*8*56. 

Масса 56 протонов и 56 электронов:

Mcomp​=56⋅(1,007276466812+0,00054857990907)=56,438202616 а.е.м.

Масса 448 гамма-частиц:

Mγ​=448⋅0,00109716=0,49152768 а.е.м.

Разница масс:

ΔM=56,438202616−55,93494−0,49152768=0,011734936 а.е.м.

Энергия на нуклон:

E=560,011734936​⋅931,494=0,000209552⋅931,494=0,19519 МэВ

Количество гамма-частиц на один нуклон составляет 8, что превышает реальное количество нуклонно-мезонных связей. Соответственно вывод — железо-56 (как  альфа-частица и углерод-12) продукт деления тяжелых ядер.

В протоне энергия виртуального фотона равна 0,5 МэВ, в железе-56 потрачено 0,19519 МэВ с каждого протона, в нейтроне, еще дополнительно — 0,782 МэВ.

Деление урана-235

Расчет:

Масса одного позитрона (или электрона) = 0.00054858 а.е.м.

Масса гамма-частицы (позитрон + электрон) = 0.00109716 а.е.м.

Уран-235 состоит из 235 протонов и 235 электронов:

Масса суммы протонов и электронов:

235×(1.007276466812+0.00054857990907)=235×1.0078250467=236.837а.е.м.

Фактическая масса урана-235: около 235.0439299 а.е.м.

Остаток массы:

236.837−235.0439299=1.793а.е.м.

Количество гамма-частиц:

1.793/0.00109716≈1633

Количество гамма-частиц на нуклон:

1633/235≈6.95

Вычислим энергию деления, в каждом нейтроне запасена энергия 0,782 МэВ:

0.782×236=184.552

Ответ: 184.552 МэВ — энергия деления урана-235

Итог: в модели ПЭМ для урана-235 количество гамма-частиц около 1633, что примерно 7 на каждый нуклон, подтверждая согласованность модели с наблюдениями и предыдущими расчетами.

Итоги:

Общая энергия Солнца за всю историю оценивается в 5,55×1043 Дж (или 3,46×1056 МэВ).

Масса гелия на Солнце составляет примерно 5,369×1029 кг.

Количество атомов гелия-4 на Солнце около 8,08×1055.

Расчетная энергия (по светимости Солнца), выделенная на один атом гелия-4, примерно 4,29 МэВ., согласно ПЭМ кинетическая энергия гамма-частиц при ядерных реакциях составляет примерно 3,77 МэВ. Дефект массы в 28 МэВ согласно стандартной модели не соответствует экспериментальным данным.

Масса солнечного гелия-4 превышает массу «радиоактивного» гелия-4 за счет большего  количества гамма-частиц — 12 штук.

Энергия виртуального фотона в нейтроне составляет 0.783 МэВ, при умножении на количество нуклонов в уране-235 получаем 183.905 МэВ, это значение согласуется с энергией, выделяющейся при делении ядра урана (около 200 МэВ)

Расчёт подтверждает, что энергия виртуального фотона играет существенную роль в процессах ядерного распада.

Данные расчеты предоставляют альтернативный взгляд на ядерные процессы в Солнце и поддерживают модель нуклонно-мезонных связей в ядрах.

Автор: Балтрунас Владимир

https://vk.com/@spazint-energiya-termoyadernogo-sinteza-i-deleniya-urana-235-v-pozit