Хорошо известно, что в стабильных нуклидах, по мере увеличения атомного номера, число нейтронов становится всё больше, чем число протонов. Отсюда, будто бы, следует, что для превращения исходного стабильного нуклида в стабильный же нуклид с атомным номером, большим на единицу, требуется добавить в исходный нуклид не просто протон, и не просто протон и нейтрон (ядро дейтерия) – а, возможно, протон и два нейтрона (ядро трития, которое не только является редкостью, но ещё и нестабильно). В действительности же, такие превращения – с изменением атомного номера на единицу – отнюдь не требуют обязательного задействования ядер дейтерия и, тем более, ядер трития.
На Рис.1,2 изображена дорожка стабильных изотопов, от бериллия 4Be9 до висмута 83Bi209, (чтобы не загромождать схему, некоторые редкие изотопы не показаны). Дорожка разбита на пять частей; для каждой из них указана своя система координат, в которой по оси абсцисс отложены количества протонов (P) в ядрах и, соответственно, атомные номера изотопов, а по оси ординат – количества нейтронов (N) в ядрах.
Хорошо видно, что, практически, весь диапазон элементов от 4Be до 83Bi заполняют пары стабильных нуклидов, которые имеют различающиеся на единицу атомные номера и одинаковые количества нейтронов. В этом диапазоне, лишь два элемента не имеют стабильных изотопов – технеций 43Tc и прометий 61Pm. Для технеция мы указали три изотопа с периодами полураспада ~105-106 лет – что, при сопоставлении с характерными временами изменений в живых организмах, можно трактовать как полную стабильность. Более слабым звеном в дорожке стабильных изотопов является элемент прометий, изотоп которого 61Pm146, допускающий однопротонное превращение в стабильный изотоп самария 62Sm147, имеет период полураспада в 4.4 года – но, для случая одноклеточных организмов, этот изотоп тоже можно считать стабильным.
Рис.1, Рис.2. Дорожка стабильных изотопов от бериллия до висмута.
Красным цветом показаны элементы с чётным количеством протонов,
синим – с нечётным количеством протонов.
Наличие пар стабильных изотопов соседних элементов, имеющих одинаковые количества нейтронов, подсказывает нам, что, при управляемой трансмутации стабильных изотопов в живых организмах, процедуры изменения количества протонов и количества нейтронов в ядре могут выполняться независимо друг от друга. Т.е., каждое элементарное продвижение по дорожке стабильных изотопов представляет собой либо шаг вправо-влево (изменение P), либо шаг вверх-вниз (изменение N). Как можно видеть, для шага вверх или вниз требуется, в некоторых случаях, добавлять или удалять два нейтрона. Но, даже с учётом этих случаев, стратегия, при которой количества протонов и нейтронов управляемо изменяются по отдельности, гораздо проще в реализации, чем стратегия присоединения-отделения нуклонных комплексов, включающих в себя как протоны, так и нейтроны.
Но дело не только в простоте реализации той или иной стратегии. Слияние двух стабильных составных нуклидов даёт нуклид, который оказывается, как правило, с недостатком нейтронов, т.е. является нестабильным. А составные ядра, которые являются продуктами расщепления стабильного нуклида, имеют, как правило, избытки нейтронов – т.е., они, опять же, являются нестабильными. Стратегия же последовательных минимальных изменений либо только количества нейтронов, либо только количества протонов в нуклиде – гарантирует стабильность продуктов трансмутации. Вот почему трансмутации стабильных изотопов в живых организмах, при которых атомный номер изменяется всего на единицу, представляются нам наиболее вероятными.
Действительно, как отмечалось выше, имеются указания на то, что в живых организмах происходят взаимные превращения стабильных изотопов соседних элементов – например, в таких парах, как Na23 и Mg24, P31 и S32, K39 и Ca40, Mn55 и Fe56. Заметим, что все названные изотопы в этих четырёх парах являются, для своих элементов, самыми распространёнными – едва ли это можно списать на простые совпадения.
1. https://www.kramola.info/vesti/neobyknovennoe/biologicheskaya-transmutaciya-ili-otkuda-v-yaycah-kalciy
2. https://alchemy.ucoz.ru/publ/naturalnye_alkhimiki/2-1-0-40
3. В.И Высоцкий, А.А.Корнилова. Ядерный синтез и трансмутация изотопов в биологических системах. М., "Мир", 2003.
4. Jean-Paul Biberian. Biological Transmutations: Historical Perspective. J. CondensedMatterNucl.Sci., 7 (2012) 11-25.
5. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К.Кикоина. М., «Атомиздат», 1976.