RU2052223C1

RU2052223C1 - Method for producing stable isotopes due to nuclear transmutation, such as low-temperature nuclear fusion of elements in microbiological cultures

Info

Publication number: RU2052223C1
Application number: RU9595100839A
Authority: RU
Inventors: В.И. Высоцкий; А.А. Корнилова; И.И. Самойленко
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Интер-Нарт"
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: nuclear physics. SUBSTANCE: microorganism cells growing in nutrient medium deficient in respect to target isotope (target isotopes) are subjected to action of factors enhancing failure of interatomic binding and causing concentration of free atoms or ions of hydrogen isotopes. Nutrient medium is formed on heavy water base. Nutrient medium is doped with outside isotopes whose reaction results in nonstable isotopes deficient for nutrient medium which decay in the end and form target stable isotopes. Improved speed of formation of stable isotopes. EFFECT: enlarged number and types of isotopes produced. 5 cl

Description

Изобретение относится к способам получения стабильных изотопов и может быть использовано в ядерной спектроскопии и прикладной ядерно-физической технологии. Известен способ получения конкретных стабильных изотопов путем выделения их из исходной естественной многокомпонентной смеси изотопов с помощью диффузионного, масс-спектрометрического или лазерного метода (Андреев Б.М. и др. Разделение стабильных изотопов физико-химическими методами. М. 1982; Басов Н.Г. и др. Новые методы разделения изотопов. Успехи физических наук, 1977, т.121, с.427). The invention relates to methods for producing stable isotopes and can be used in nuclear spectroscopy and applied nuclear physics technology. A known method for producing specific stable isotopes by isolating them from the original natural multicomponent mixture of isotopes using the diffusion, mass spectrometric or laser method (Andreev B.M. et al. Separation of stable isotopes by physicochemical methods. M. 1982; Basov N.G. . and other new methods of isotope separation. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1977, v. 121, p. 427).

Недостатком способа является невозможность получения необходимых стабильных изотопов в случае их отсутствия в исходной многокомпонентной среде. Кроме того, способ является очень дорогостоящим и трудоемким. The disadvantage of this method is the inability to obtain the necessary stable isotopes in case of their absence in the original multicomponent medium. In addition, the method is very expensive and time consuming.

Известен способ получения изотопов в процессе низкотемпературного ядерного синтеза, протекающего при насыщении кристаллов палладия или титана дейтерием в процессе электролиза тяжелой воды (Обзор: Царев В.А. Низкотемпературный ядерный синтез. Успехи физических наук, 1992, т.160, с.19-20). There is a method of producing isotopes in the process of low-temperature nuclear fusion, occurring when crystals of palladium or titanium are saturated with deuterium in the process of electrolysis of heavy water (Review: Tsarev V.A. Low-temperature nuclear fusion. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1992, v.160, p.19-20 )

Способ основан на явлении низкотемпературного ядерного синтеза, заключающегося в том, что при создании оптимальных условий (температура и структура матрицы палладия или титана, степень насыщения матрицы дейтерием и др.) имеет место реакция синтеза D+D без придания взаимодействующим дейтеронам большой кинетической энергии, требуемой в реакциях горячего (термоядерного) синтеза для преодоления кулоновского барьера. The method is based on the phenomenon of low-temperature nuclear fusion, namely, when optimal conditions are created (temperature and structure of the palladium or titanium matrix, degree of saturation of the matrix with deuterium, etc.), the D + D synthesis reaction takes place without giving the interacting deuterons the high kinetic energy required in hot (thermonuclear) fusion reactions to overcome the Coulomb barrier.

Известен способ получения стабильных изотопов за счет ядерного синтеза элементов в микробиологических культурах, включающий приготовления питательной среды для роста микробиологических культур, дефицитной по изотопу, получаемому в результате трансмутации, и содержащей необходимые для трансмутации исходные изотопные компоненты; выращивание в питательной среде микробиологических культур, требующих эти изотопы для своего роста; выделение из питательной среды выращенной культуры и выделение стабильных изотопов [2]
В известном способе описана процедура выращивания микробиологических культур Aspergillus niger IFO 4066, Penicillium chrysogenum IFO 4689; Phizopus nigricans IFO 5781; Mucor rouxii IFO 0369; Saccharomuces cerevisiae IFO 0308; Torulopsis utilis IFO 0396; Saccharomyces ellipideus IFO 0213; Hansenula anomala IFO 0118 в питательных средах, представляющих собой водный раствор ряда химических соединений и дефицитных по одной из необходимых для роста культур компонент (калий, магний, железо, кальций) и, для контроля, в стандартных для них сpедах. В экспериментах по реализации способа было показано, что при выращивании этих культур в дефицитных по соответствующему элементу средах (в этих средах данных конкретных элементов вообще не было) в полученной культуре данные элементы присутствовали, что может быть связано только с их синтезом в ходе ядерной трансмутации из других присутствующих элементов и изотопов. Например, магний образовывался по схеме реакции
Na²³+p¹_→ Mg²⁴
Недостаток известного способа состоит в малой вероятности необходимой реакции ядерной трансмутации из-за неоптимизированных условий по температуре и ионно-молекулярному составу питательной среды, что проявляется в малом количестве атомов или ионов.A known method for producing stable isotopes due to nuclear synthesis of elements in microbiological cultures, including the preparation of a nutrient medium for the growth of microbiological cultures, deficient in the isotope obtained as a result of transmutation, and containing the necessary isotopic components for transmutation; the cultivation of microbiological cultures requiring these isotopes for their growth; Isolation of culture from the culture medium and the isolation of stable isotopes [2]
In a known method describes the procedure for growing microbiological cultures of Aspergillus niger IFO 4066, Penicillium chrysogenum IFO 4689; Phizopus nigricans IFO 5781; Mucor rouxii IFO 0369; Saccharomuces cerevisiae IFO 0308; Torulopsis utilis IFO 0396; Saccharomyces ellipideus IFO 0213; Hansenula anomala IFO 0118 in nutrient media, which is an aqueous solution of a number of chemical compounds and deficient in one of the components necessary for the growth of cultures (potassium, magnesium, iron, calcium) and, for control, in standard media. In experiments on the implementation of the method, it was shown that when these cultures were grown in media that were deficient in the corresponding element (in these media there were no specific elements at all), these elements were present in the resulting culture, which can only be associated with their synthesis during nuclear transmutation from other elements and isotopes present. For example, magnesium was formed according to the reaction scheme.
Na ²³ + p ¹ _ → Mg ²⁴
The disadvantage of this method is the low probability of the necessary nuclear transmutation reaction due to unoptimized conditions in temperature and ion-molecular composition of the nutrient medium, which is manifested in a small number of atoms or ions.

Опыт проведения исследований по низкотемпературному ядерному синтезу показывает, что такие реакции успешно идут только при специальном подборе свойств среды и температуры. Кроме того, количество возможных типов стабильных изотопов, получаемых в известном способе и соответствующих одному из основных элементов, из которых состоит выращиваемая микробиологическая культура, является недостаточным. Имеется много типов изотопов, получение которых представляет большой интерес, но которые не являются составными частями микробиологических культур. The experience of conducting research on low-temperature nuclear fusion shows that such reactions only succeed with a special selection of medium properties and temperature. In addition, the number of possible types of stable isotopes obtained in the known method and corresponding to one of the main elements of which the cultivated microbiological culture consists is insufficient. There are many types of isotopes, the preparation of which is of great interest, but which are not integral parts of microbiological cultures.

Целью изобретения является увеличение скорости наработки стабильных изотопов и увеличение количества типов получаемых стабильных изотопов. The aim of the invention is to increase the rate of production of stable isotopes and increase the number of types of stable isotopes obtained.

Это достигается тем, что в известном способе получения стабильных изотопов за счет ядерной трансмутации типа низкотемпературного ядерного синтеза элементов в микробиологических культурах, включающем приготовление питательной среды для роста микробиологических культур, дефицитной по изотопу, получаемому в результате трансмутации, и содержащей необходимые для трансмутации исходные изотопные компоненты; выращивание в питательной среде микробиологических культур, требующих эти изотопы для своего роста и развития; выделение из питательной среды выращенной культуры и выделение стабильных изотопов, на питательную среду воздействуют факторами, увеличивающими в ней концентрацию свободных атомов или ионов водорода за счет разрушения межатомных связей. This is achieved by the fact that in the known method for producing stable isotopes due to nuclear transmutation, such as low-temperature nuclear synthesis of elements in microbiological cultures, including the preparation of a nutrient medium for the growth of microbiological cultures, deficient in the isotope obtained as a result of transmutation, and containing the initial isotopic components necessary for transmutation ; the cultivation of microbiological cultures requiring these isotopes for their growth and development; Isolation of the grown culture from the nutrient medium and the isolation of stable isotopes affect the nutrient medium by factors that increase the concentration of free atoms or hydrogen ions in it due to the destruction of interatomic bonds.

Кроме того, питательная среда может формироваться на основе тяжелой воды D₂O.In addition, the nutrient medium can be formed on the basis of heavy water D ₂ O.

Кроме того, в состав питательной среды включают необходимые для трансмутации исходные изотопные компоненты, для которых результатом реакции синтеза являются дефицитные для питательной среды нестабильные изотопы, которые необходимы для роста и формирования микробиологических культур и являются материнскими по отношению к итоговым дочерним стабильным изотопам. In addition, the composition of the nutrient medium includes the initial isotopic components necessary for transmutation, for which the synthesis reaction results in unstable isotopes deficient for the nutrient medium, which are necessary for the growth and formation of microbiological cultures and are maternal with respect to the final daughter stable isotopes.

В качестве фактора, разрушающего межатомные связи, используют добавку в питательную среду раствора LiOH или LiOD, а также ионизирующее излучение. As a factor that destroys interatomic bonds, they use an additive of LiOH or LiOD solution in the nutrient medium, as well as ionizing radiation.

Суть достигаемого технического результата изобретения состоит в следующем. The essence of the technical result of the invention is as follows.

Все процессы ядерной трансмутации на основе низкотемпературного ядерного синтеза (НТС) в биологических культурах проходят при очень низкой (в масштабах обычного термоядерного синтеза, для которого необходима температура порядка многих миллионов градусов) энергии относительного движения взаимодействующих частиц, которой безусловно недостаточно для прямого преодоления кулоновского барьера реакции. Существует несколько разных физических моделей, описывающих механизм протекания НТС. Необходимым условием осуществления реакции НТС является формирование в среде локальных структурных неоднородностей, в пределах которых и происходят реакции с образованием новых изотопов. В работах (Высоцкий В.И. Кузьмин О.Н. Теория, механизм и динамика безбарьерного катализа в твердых телах. Препринт института теоретической физики АН УССР ИТФ-90-82Р, Киев, 1991; Высоцкий В.И. Кузьмин Р.Н. Механизмы безбарьерного взаимодействия при ХЯС на основе явлений неравновесного ферми-конденсата для малочисленного ансамбля и импульсной двухдейтонной локализации в микрополостях оптимальной формы и размера. В книге: Международный симпозиум Холодный ядерный синтез и новые источники энергии. Минск, 1994, с.288-295) было показано, что явление НТС наиболее эффективно может протекать в микрополостях и микротрещинах с характерным размером 2R₁ ≈ 10-15 А или в пределах объемных неоднородностей с близким к параболическому потенциальным профилем при соотношении их радиуса R_o и U_о в форме U_o/R $\binom{2}{o}$ ≈ ≈0,05-0,1 эВ/А. Процесс НТС может проходить при взаимодействии не только легких изотопов (например, D+D, p+p), но и с участием тяжелого изотопа и атома (или иона) водорода или дейтерия D.All processes of nuclear transmutation based on low-temperature nuclear fusion (NTS) in biological cultures take place at very low (on the scale of conventional thermonuclear fusion, which requires a temperature of the order of many millions degrees) energy of the relative motion of interacting particles, which is certainly not enough to directly overcome the Coulomb reaction barrier . There are several different physical models describing the mechanism of the flow of the STS. A necessary condition for the implementation of the NTS reaction is the formation of local structural inhomogeneities in the medium, within which reactions occur with the formation of new isotopes. In the works (Vysotsky V.I. Kuzmin, N.N. Theory, mechanism and dynamics of barrier-free catalysis in solids. Preprint of the Institute of Theoretical Physics of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR ITF-90-82R, Kiev, 1991; Vysotsky V.I. Kuzmin, R.N. Mechanisms of barrier-free interaction in CNS based on the phenomena of non-equilibrium Fermi condensate for a small ensemble and pulsed two-dayton localization in microcavities of optimal shape and size. In the book: International Symposium Cold Nuclear Fusion and New Energy Sources. Minsk, 1994, p. 288-295) it is shown that the phenomenon of fusion naib can proceed more efficiently in microcavities and microcracks with a characteristic size of 2R ₁ ≈ 10-15 A or within volume inhomogeneities with a close to parabolic potential profile with a ratio of their radius R _o and U _о in the form U _o / R $\binom{2}{o}$ ≈ ≈0.05-0.1 eV / A. The NTS process can take place during the interaction not only of light isotopes (for example, D + D, p + p), but also with the participation of a heavy isotope and an atom (or ion) of hydrogen or deuterium D.

На вероятность процессов синтеза очень сильно влияет температура среды и атомов, поскольку от нее зависит как вероятность заселения оптимальных для НТС уровней энергии в микрополости, так и время нахождения частиц в микрополости: при высокой температуре влетевшая частица очень быстро покидает микрополость, а при низкой мала вероятность попадания частиц в ту микрополость, где уже имеется другая частица. Если в микрополости находятся несколько частиц, то температура очень сильно влияет на их относительное движение. The probability of synthesis processes is very strongly influenced by the temperature of the medium and atoms, since both the probability of populating the optimal energy levels for the NTS in the microcavity and the time the particles are in the microcavity depends on it: at high temperature, the incoming particle leaves the microcavity very quickly, and at low probability particles entering the microcavity where another particle is already present. If several particles are in the microcavity, then the temperature very much affects their relative motion.

Все предпосылки для протекания НТС имеют место и в ходе роста микробиологических культур. В области роста из-за процесса репродуцирования, формирования и ориентации биомакромолекул происходит быстрое структурное преобразование развивающейся культуры. Непрерывно возникают структурные микронеоднородности с изменяющимися во времени размерами. Когда эти размеры в течение некоторого интервала времени оказываются близкими к характерным оптимальным значениям R₁ или R_о, в пределах микронеоднородностей создаются предпосылки для синтеза и трансмутации элементов.All the prerequisites for the occurrence of STS also occur during the growth of microbiological cultures. In the field of growth, due to the process of reproduction, formation and orientation of biomacromolecules, a rapid structural transformation of the developing culture occurs. Structural microinhomogeneities continuously arise with time-varying sizes. When these sizes during a certain time interval turn out to be close to the characteristic optimal values of R ₁ or R _о , preconditions for the synthesis and transmutation of elements are created within microinhomogeneities.

Такой процесс непрерывного структурирования с неизбежным проходом характерных размеров микронеоднородностей R через оптимальные значения R₁ или R_o в разные моменты времени неизбежно охватывает все без исключения области растущей микробиологической культуры. Это обстоятельство принципиально отличает развивающуюся микрокультуру от почти статичных кристаллов палладия или титана (на которых проводятся традиционно эксперименты по НТС), в которых размеры, форма и количество микронеоднородностей практически фиксированы и отсутствует механизм самонастройки на оптимальные условия НТС. Если в составе питательной среды имеются необходимые для трансмутации исходные изотопные компоненты, то при их попадании в объем микронеоднородностей с оптимальными параметрами происходит реакция синтеза и возникает изотоп, который изначально отсутствовал в питательной среде (она была дефицитной по этому изотопу), но является необходимым для дальнейшего роста культуры. Этот изотоп сразу усваивается микробиологической культурой и встраивается в ее структуру. Такой процесс непрерывно повторяется по всей области роста. После завершения роста полученный изотоп может быть выделен из итоговой культуры.Such a process of continuous structuring with the inevitable passage of the characteristic sizes of microinhomogeneities R through the optimal values of R ₁ or R _o at different points in time inevitably covers all, without exception, areas of growing microbiological culture. This circumstance fundamentally distinguishes the developing microculture from almost static crystals of palladium or titanium (which are traditionally used for experiments on fusion), in which the size, shape and number of microinhomogeneities are practically fixed and there is no mechanism for self-tuning to optimal conditions of fusion. If the composition of the nutrient medium contains the initial isotopic components necessary for transmutation, then when they enter the volume of microinhomogeneities with optimal parameters, a synthesis reaction occurs and an isotope appears that was initially absent in the nutrient medium (it was deficient in this isotope), but is necessary for further culture growth. This isotope is immediately absorbed by the microbiological culture and is embedded in its structure. Such a process is continuously repeated throughout the growth area. After completion of growth, the resulting isotope can be isolated from the final culture.

Для наибольшей эффективности этого процесса необходимо, чтобы хотя бы одна из исходных изотопных компонент была в виде свободных атомов или ионов, а не связанных в молекуле. Такой процесс диссоциации может быть и случайным (флуктуационным), но он при этом будет характеризоваться очень малой вероятностью
f ≈ exp ( E_d/kT), где Ed энергия диссоциации, Т температура.For the greatest efficiency of this process, it is necessary that at least one of the initial isotopic components be in the form of free atoms or ions, and not bound in a molecule. Such a dissociation process may be random (fluctuation), but it will be characterized by a very low probability
f ≈ exp (E _d / kT), where Ed is the dissociation energy, T is the temperature.

В предлагаемом изобретении для обеспечения такого требования на питательную среду воздействуют факторами, способствующими разрыву межатомных связей и,как следствие, увеличению концентрации свободных атомов или ионов водорода. В случае НТС в обычных кристаллах эту роль выполняет добавка 0,1 моль/л KiOD в тяжелую воду, в которой проводится электролиз с палладием или титановым электродами, В предлагаемом изобретении микробиологической трансмутации возможна также аналогичная добавка раствора LiOH или LiOD в водный раствор питательной среды. Возможно использование и других факторов, например слабого ионизирующего излучения, способствующего образованию свободных радикалов Н и Н⁺ по схемам:
H₂O+ℏω _→ H₂O⁺+

Кроме того, возможности предполагаемого способа значительно расширяются, т.е. становится возможным получение новых типов изотопов или использование других исходных компонентов, если в качестве основы для питательной среды использовать тяжелую воду D₂O вместо обычной (легкой) воды Н₂О в прототипе. При этом появляется возможность проведения реакций трансмутации ядер на основе НТС с участием дейтерия D.In the present invention, in order to provide such a requirement, the nutrient medium is influenced by factors that contribute to the breaking of interatomic bonds and, as a result, to an increase in the concentration of free atoms or hydrogen ions. In the case of NTS in ordinary crystals, this role is played by the addition of 0.1 mol / L KiOD to heavy water, in which electrolysis with palladium or titanium electrodes is carried out. In the proposed microbiological transmutation invention, a similar addition of a LiOH or LiOD solution to an aqueous solution of a nutrient medium is also possible. You can use other factors, for example, weak ionizing radiation, contributing to the formation of free radicals H and H ⁺ according to the schemes:
H ₂ O + ℏω _ → H ₂ O ⁺ +

In addition, the possibilities of the proposed method are significantly expanded, i.e. it becomes possible to obtain new types of isotopes or to use other starting components if heavy water D ₂ O is used as the basis for the nutrient medium instead of ordinary (light) water H ₂ O in the prototype. In this case, it becomes possible to carry out nuclear transmutation reactions based on NTS with the participation of deuterium D.

Кроме прямой трансмутации исходных изотопных компонент. имеющихся в питательной среде, в отсутствующий в этой среде (дефицитный) стабильный изотоп, который необходим для развития микробиологической культуры и поэтому сразу усваивается ей, предлагаемый способ включает операцию получения из исходных изотопных компонент из начально дефицитных нестабильных изотопов, которые усваиваются до необходимого стабильного изотопа. При этом оказывается возможным получение таких стабильных изотопов, которые не являются необходимыми для роста микробиологических культур и не входят в их состав. In addition to direct transmutation of the initial isotopic components. available in the nutrient medium, in the absence (deficient) stable isotope in this medium, which is necessary for the development of a microbiological culture and is therefore immediately absorbed by it, the proposed method involves the operation of obtaining from the initial isotopic components from initially deficient unstable isotopes that are absorbed to the required stable isotope. In this case, it is possible to obtain such stable isotopes that are not necessary for the growth of microbiological cultures and are not included in their composition.

Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами его осуществления. The invention is illustrated by the following specific examples of its implementation.

П р и м е р 1. Готовят питательную среду, содержащую сахарозу (10%), тартрат аммония (1% ), Mg SO₄ х 7 Н₂О (0,25%), Са НРО₄ х x2 Н₂О (0,008%), К₃РО₄ (0,5%), Mn SO₄ x 7 H₂O (0,001%), воду Н₂О (до 100%). В раствор питательной среды добавляют 0,1 моль/л LiOH для увеличения концентрации свободных атомов водорода. После внесения в сpеду посевной культуры дрожжей-сахаромицетов (Saccharomyces cerevisiae штамм Т-8) проводят выращивание на качалке при температуре 30^оС в течение 24-72 ч. Выращивание клетки собирают с помощью центрифигурирования. Осадок высушивают, микробную массу дезинтегрируют и стабильный изотоп определяют известными физико-химическими методами.PRI me R 1. Prepare a nutrient medium containing sucrose (10%), ammonium tartrate (1%), Mg SO ₄ x 7 N ₂ O (0.25%), Ca NRA ₄ x x2 N ₂ O ( 0.008%), K ₃ PO ₄ (0.5%), Mn SO ₄ x 7 H ₂ O (0.001%), water H ₂ O (up to 100%). 0.1 mol / L LiOH is added to the nutrient solution to increase the concentration of free hydrogen atoms. After making a seed culture Spedi-Saccharomyces yeast (Saccharomyces cerevisiae strain T-8) is carried out cultivation with shaking at ³⁰ ° C for 24-72 hours. Growing cells were harvested using tsentrifigurirovaniya. The precipitate is dried, the microbial mass is disintegrated, and the stable isotope is determined by known physicochemical methods.

П р и м е р 2. Готовят питательную среду, содержащую сахарозу (10%), тартрат аммония (1%), MgSO₄ x 7 H₂O (0,25%), Ca HPO₄ x 2 H₂O (0,008%), K₃PO₄ (0,5%), MnSO₄ x 7 H₂O (0,001%), воду H₂O (до 100%).PRI me R 2. Prepare a nutrient medium containing sucrose (10%), ammonium tartrate (1%), MgSO ₄ x 7 H ₂ O (0.25%), Ca HPO ₄ x 2 H ₂ O (0,008 %), K ₃ PO ₄ (0.5%), MnSO ₄ x 7 H ₂ O (0.001%), water H ₂ O (up to 100%).

Раствор питательной среды облучают ионизирующим облучением в дозе менее 10 кГр, что одновременно дает возможность достичь стерильности среды. После внесения в среду посевной культуры дрожжей-сахаромицетов (Saccharomyces cerevisiae штамм Т-8) проводят выращивание на качалке при температуре 30^оС в течение 24 72 ч. Выращенные клетки собирают с помощью центрифугурирования. Осадок высушивают, микробную массу дезинтегрируют и стабильный изотоп определяют известными физико-химическими методами.The nutrient solution is irradiated with ionizing radiation at a dose of less than 10 kGy, which at the same time makes it possible to achieve sterility of the medium. After making a seed culture medium Yeast Saccharomyces (Saccharomyces cerevisiae strain T-8) is carried out cultivation with shaking at ³⁰ ° C for 24 72 hours. The grown cells are harvested via tsentrifugurirovaniya. The precipitate is dried, the microbial mass is disintegrated, and the stable isotope is determined by known physicochemical methods.

П р и м е р 3. Готовят питательную среду, дефицитную по калию в составе, сахароза 3; NaNO₃ 0,03; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; FeSO₄ x 7 H₂O 0,001; CaHPO₄ 0.008; Na₂HPO₄ 0,1; NaCl 0,05; вода H₂O до 100. Насыщают эту среду основным стабильным изотопом аргона Ar⁴⁰. В питательную среду добавляют 0,1 моль/л LiOH для увеличения концентрации свободных атомов водорода. Выращивают в этой среде культуру плесени, прототипа Mucor rontic.PRI me R 3. Prepare a nutrient medium deficient in potassium in the composition, sucrose 3; NaNO ₃ 0.03; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; FeSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; CaHPO ₄ 0.008; Na ₂ HPO ₄ 0.1; NaCl 0.05; water H ₂ O up to 100. Saturate this medium with the main stable isotope of argon Ar ⁴⁰ . 0.1 mol / L LiOH is added to the culture medium to increase the concentration of free hydrogen atoms. Mucor rontic prototype mold is grown in this medium.

В ходе реакции синтеза
Ar⁴⁰+p¹_→ k⁴¹ в объеме развивающейся микробиологической культуры образуется редкий стабильный изотоп К, который усваивается плесенью и после ее выращивания выделяется известными химическими методами.During the synthesis reaction
Ar ⁴⁰ + p ¹ _ → k ⁴¹ in the volume of the developing microbiological culture, a rare stable isotope K is formed, which is absorbed by mold and, after its cultivation, is released by known chemical methods.

Выращенные клетки собирают с помощью центрифугирования, осадок высушивают, из осадка выделяют полученный изотоп известными химическими методами. The grown cells are harvested by centrifugation, the precipitate is dried, and the obtained isotope is isolated from the precipitate by known chemical methods.

П р и м е р 4. Готовят питательную среду, дефицитную по калию в составе, сахароза 3; NaNO₃ 0,03; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; FeSO₄x x 7 H₂O 0,001; CaHPO₄ 0,008; Na₂HPO₄ 0,1; NaCl 0,05; вода H₂O до 100. Насыщают эту среду основным стабильным изотопом аргона Ar⁴⁰. Питательную среду облучают ионизирующим излучением в дозе менее 10 кГр, что позволяет одновременно достичь стерильности среды. Выращивают в этой среде культуру плесени, прототипа Mucor rontic.PRI me R 4. Prepare a nutrient medium deficient in potassium in the composition, sucrose 3; NaNO ₃ 0.03; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; FeSO ₄ xx 7 H ₂ O 0.001; CaHPO ₄ 0.008; Na ₂ HPO ₄ 0.1; NaCl 0.05; water H ₂ O up to 100. Saturate this medium with the main stable isotope of argon Ar ⁴⁰ . The nutrient medium is irradiated with ionizing radiation at a dose of less than 10 kGy, which makes it possible to simultaneously achieve sterility of the medium. Mucor rontic prototype mold is grown in this medium.

Выращивание клетки собирают с помощью центрифугирования, осадок высушивают, из осадка выделяют полученный изотоп известными методами. Cell growth is collected by centrifugation, the precipitate is dried, the obtained isotope is isolated from the precipitate by known methods.

П р и м е р 5. Выбирают культуру дрожжей-сахаромицетов из числа тех, для роста которых требуется наличие марганца или никеля. Готовят питательную среду для этих культур, содержащую все необходимые для их роста химические элементы, а также стабильные изотопы Cr или Со, но не содержащую марганца или никеля. В процессе выращивания этих культур с одновременным воздействием одного из факторов, увеличивающего концентрацию свободных атомов (как в примере 1), будут происходить реакции
Cr⁵²+p¹_→ Mn⁵³ или
Co⁵⁸+p¹_→ Ni⁶⁰ продукты которых Mn⁵³ или Ni⁶⁰ будут усваиваться растущей культурой. После завершения цикла выращивания этих культур синтезированные стабильные изотопы Mn⁵³ или Ni⁶⁰ выделяются химическими методами, выращенные клетки собирают, осадок высушивают, из осадка выделяют полученный изотоп.PRI me R 5. Choose a culture of yeast-saccharomycetes from among those for the growth of which requires the presence of manganese or nickel. A nutrient medium is prepared for these crops, containing all the chemical elements necessary for their growth, as well as stable Cr or Co isotopes, but not containing manganese or nickel. In the process of growing these crops with the simultaneous exposure to one of the factors that increases the concentration of free atoms (as in example 1), reactions will occur
Cr ⁵² + p ¹ _ → Mn ⁵³ or
Co ⁵⁸ + p ¹ _ → Ni ⁶⁰ whose products Mn ⁵³ or Ni ⁶⁰ will be absorbed by the growing culture. After the completion of the growth cycle of these cultures, the synthesized stable isotopes of Mn ⁵³ or Ni ⁶⁰ are isolated by chemical methods, the grown cells are harvested, the precipitate is dried, and the resulting isotope is isolated from the precipitate.

П р и м е р 6. Формируют питательную среду, дефицитную по железу (например, в составе, сахароза 3% NaNO₃ 0,3; K₂HPO₄ 0,1; KCl 0,05; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; CaHPO₄ 0,008; MnSO₄ x 7 H₂O 0,001; тяжелая вода D₂O до 100). В раствор питательной среды добавляют 0,1 моль/л LiOH для увеличения концентрации свободных атомов водорода. Выращивают в этой среде при Т=30^оС культуру дрожжей, прототипа Sccharomycrs cerevisae штамм Т-8, выращенные клетки собирают с помощью центрифугирования, осадок высушивают, и выделяют полученный изотоп Fe⁵⁷, известными методами, образующийся в ходе реакции НТС
Mn⁵⁵+d²_→ Fe⁵⁷
П р и м е р 7. Формируют питательную среду, дефицитную по железу (например, в составе, сахароза 3; NaNO₃ 0,3; K₂HPO₄ 0,1; KCL 0,05; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; CaHPO₄ 0,008; MnSO₄ x 7 H₂O 0,001; тяжелая вода D₂O до 100). Питательную среду облучают ионизирующим облучением в дозе менее 10 кГр, что позволяет одновременно достичь стерильности среды.PRI me R 6. Form a nutrient medium deficient in iron (for example, in the composition, sucrose 3% NaNO ₃ 0.3; K ₂ HPO ₄ 0.1; KCl 0.05; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; CaHPO ₄ 0.008; MnSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; heavy water D ₂ O to 100). 0.1 mol / L LiOH is added to the nutrient solution to increase the concentration of free hydrogen atoms. Is grown in this medium at T = 30 ^C. Yeast culture, prototype Sccharomycrs cerevisae strain T-8, grown cells were collected by centrifugation, the precipitate was dried, and isolated the resulting isotope ⁵⁷ Fe, known methods, formed during the reaction STRP
Mn ⁵⁵ + d ² _ → Fe ⁵⁷
PRI me R 7. Form a nutrient medium deficient in iron (for example, in the composition, sucrose 3; NaNO ₃ 0.3; K ₂ HPO ₄ 0.1; KCL 0.05; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; CaHPO ₄ 0.008; MnSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; heavy water D ₂ O to 100). The nutrient medium is irradiated with ionizing radiation at a dose of less than 10 kGy, which allows simultaneous sterility of the medium.

Выращивают в этой среде при Т=30^оС культуру дрожжей прототипа Sccharomyces cerevisiae штамм Т-8, выращенные клетки собирают с помощью центрифугирования, осадок высушивают и выделяют полученный изотоп Fe⁵⁷, известными методами, образующийся в ходе реакции НТС
Mn⁵⁵+d²_→ Fe⁵⁷
П р и м е р 8. Способ получения стабильных изотопов вследствие распада нестабильного материнского изотопа, синтезированного в процессе НТС в дефицитной по этому материнскому изотопу среде, вовлекаемого в ходе роста микробиологической культуры в ее состав.Is grown in this medium at T = 30 ^C. Yeast culture prototype Sccharomyces cerevisiae strain T-8, grown cells were collected by centrifugation, the precipitate obtained is isolated and dried isotope ⁵⁷ Fe, known methods, formed during the reaction STRP
Mn ⁵⁵ + d ² _ → Fe ⁵⁷
PRI me R 8. The method of obtaining stable isotopes due to the decay of the unstable maternal isotope synthesized in the NTS process in a medium deficient in this maternal isotope, which is involved in the composition of the microbiological culture.

Конструируют питательную среду, дефицитную по азоту в составе, сахароза 3% K₂HPO₄ 0,1; KCl 0,05; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; FeSO₄ x 7 H₂O 0,001; CaPHO₄ 0,008; MnSO₄ x 7 H₂O 0,001; легкая вода H₂O до 100. В раствор питательной среды добавляют 0,1 моль/л LiOH для увеличения концентрации свободных атомов водорода. Выращивают в этой среде при Т=30^оС Saccharomyces cerevisiae, штамм Т-8. В ходе реакции НТС (с участием основного стабильного изотопа углерода С¹², входящего в состав сахарозы)
C¹²+p¹_→ N¹³ образуется нестабильный изотоп N¹³, имеющий период полураспада ≈ 10 мин. Этот изотоп сразу после появления усваивается растущей плесенью из состава дефицитной по азоту питательной среды и фиксируется в состав плесени. Через время τ нестабильности изотоп N¹³ самопроизвольно распадается по схеме:
N¹³+ β⁺_→ C¹³ и преобразуется в конечный редкий стабильный изотоп С¹³, который после выращивания всей плесени выделяется известным способом.Design a nutrient medium deficient in nitrogen in the composition, sucrose 3% K ₂ HPO ₄ 0.1; KCl 0.05; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; FeSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; CaPHO ₄ 0.008; MnSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; light water H ₂ O to 100. 0.1 mol / L LiOH is added to the nutrient solution to increase the concentration of free hydrogen atoms. Is grown in this medium at T = 30 ^C. Saccharomyces cerevisiae, strain T-8. During the NTS reaction (with the participation of the main stable carbon isotope C ¹² , which is part of sucrose)
C ¹² + p ¹ _ → N ¹³ , the unstable isotope N ^{13 is formed} , having a half-life of ≈ 10 min. This isotope is immediately absorbed by the growing mold from the composition of the nitrogen-deficient nutrient medium and is fixed in the composition of the mold. After time τ of instability, the isotope N ¹³ decays spontaneously according to the scheme:
N ¹³ + β ⁺ _ → C ¹³ and is converted to the final rare stable isotope C ¹³ , which after growing all the mold is released in a known manner.

П р и м е р 9. Способ получения стабильных изотопов вследствие распада нестабильного материнского изотопа, синтезированного в процессе НТС в дефицитной по этому материнскому изотопу среде, вовлекаемого в ходе роста микробиологической культуры в ее состав. PRI me R 9. The method of obtaining stable isotopes due to the decay of an unstable maternal isotope synthesized in the NTS process in a medium deficient in this maternal isotope, which is involved in its composition during the growth of a microbiological culture.

Конструируют питательную среду, дефицитную по азоту в составе, сахароза 3; K₂HPO₄ 0,1; KCl 0,05; MgSO₄ x 7 H₂O 0,05; FeSO₄ x 7 H₂O 0,001; CaHPO₄ 0,008; MnSO₄x x 7 H₂O 0,001, легкая вода H₂O до 100. Питательную среду облучают ионизирующим излучением в дозе менее 10 кГр, что позволяет одновременно достичь стерильности среды. Выращивают в этой среде при Т=30^оС Saccharomycеs cerevisiae, штамм Т-8. В ходе реакции НТС (с участием основного стабильного изотопа углерода С¹², входящего в состава сахарозы)
C¹²+p¹_→ N¹³ образуется нестабильный изотоп N¹³, имеющий период полураспада ≈ 10 мин. Этот изотоп сразу после появления усваивается растущей плесенью из состава дефицитной по азоту питательной среды и фиксируется в состав плесени. Через время τ нестабильный изотоп N¹³ самопроизвольно распадается по схеме
N¹³_→ β⁺+C¹³ м преобразуется в конечный редкий стабильный изотоп С¹³, который после выращивания всей плесени выделяется известным способом.Design a nutrient medium deficient in nitrogen in the composition, sucrose 3; K ₂ HPO ₄ 0.1; KCl 0.05; MgSO ₄ x 7 H ₂ O 0.05; FeSO ₄ x 7 H ₂ O 0.001; CaHPO ₄ 0.008; MnSO ₄ xx 7 H ₂ O 0.001, light water H ₂ O up to 100. The nutrient medium is irradiated with ionizing radiation at a dose of less than 10 kGy, which allows for simultaneous sterility of the medium. Is grown in this medium at T = 30 ^C. Saccharomyces cerevisiae, strain T-8. During the NTS reaction (involving the main stable carbon isotope C ¹² , which is part of sucrose)
C ¹² + p ¹ _ → N ¹³ , the unstable isotope N ^{13 is formed} , having a half-life of ≈ 10 min. This isotope is immediately absorbed by the growing mold from the composition of the nitrogen-deficient nutrient medium and is fixed in the composition of the mold. After time τ, the unstable isotope N ¹³ decays spontaneously according to the scheme
N ¹³ _ → β ⁺ + C ¹³ m is converted to the final rare stable isotope C ¹³ , which after growing all the mold is released in a known manner.

П р и м е р 10. По схеме аналогично примеру 8 и 9 возможно получение изотопа О¹⁷ в процессе выращивания микробиологических культур, требующих для роста, соответственно, фтор в питательной среде, дефицитной по фтору, но содержащий стабильный изотоп О¹⁶. Типы реакций, приводящих к усвоению промежуточных нестабильных изотопов, получаемых в ходе НТС, следующие:
O¹⁶+p¹_→ F¹⁷_→ β⁺+O¹⁷ τ ≈ 65 c
После завершения цикла выращивания культуры и распада материнских ядер полученные стабильные изотопы выделяют известными физико-химическими методами.PRI me R 10. According to the scheme similar to examples 8 and 9, it is possible to obtain the O ¹⁷ isotope in the process of growing microbiological cultures that require fluorine, respectively, for growth in a nutrient medium deficient in fluorine but containing a stable O ¹⁶ isotope. The types of reactions leading to the assimilation of intermediate unstable isotopes obtained during STS are as follows:
O ¹⁶ + p ¹ _ → F ¹⁷ _ → β ⁺ + O ¹⁷ τ ≈ 65 s
After the completion of the culture growth cycle and the decay of the mother nuclei, the obtained stable isotopes are isolated by known physicochemical methods.

П р и м е р 11. По схеме аналогично примеру 8 и 9 возможно получение изотопа Si²⁹ в процессе выращивания микробиологических культур, требующих для роста соответственно, фосфор в питательной среде, дефицитной по фосфору, но содержащий стабильный изотоп Si²⁸. Типа реакций, приводящих к усвоению промежуточных нестабильных изотопов, получаемых в ходе НТС, следующие:
Si²⁸+p¹_→ p²⁹_→ β⁺+Si²⁹ τ ≈ 4 c
После завершения цикла выращивания культуры и распада материнских ядер полученные стабильные изотопы выделяют известными физико-химическими методами.PRI me R 11. According to the scheme similar to examples 8 and 9, it is possible to obtain the Si ²⁹ isotope in the process of growing microbiological cultures, which require phosphorus for growth, respectively, in a nutrient medium deficient in phosphorus, but containing a stable Si ²⁸ isotope. The types of reactions leading to the assimilation of intermediate unstable isotopes obtained during STS are as follows:
Si ²⁸ + p ¹ _ → p ²⁹ _ → β ⁺ + Si ²⁹ τ ≈ 4 s
After the completion of the culture growth cycle and the decay of the mother nuclei, the obtained stable isotopes are isolated by known physicochemical methods.

П р и м е р 12. По схеме аналогично примеру 8 и 9 возможно получение изотопа Fe⁵⁷ в процессе выращивания микробиологических культур, требующих для роста соответственно, кобальт в питательной среде, дефицитной по кобальту, но содержащий стабильный изотоп Fe⁵⁶. Типы реакций, приводящих к усвоению промежуточных нестабильных изотопов, получаемых в ходе НТС, следующие:
Fe⁵⁶+p¹_→ Co⁵⁷_→ β⁺+Fe⁵⁷ τ ≈ 271 день
После завершения цикла выращивания культуры и распада материнских ядер по- лученные стабильные изотопы выделяют известными физико-химическими методами.PRI me R 12. According to the scheme similar to examples 8 and 9, it is possible to obtain the Fe ⁵⁷ isotope in the process of growing microbiological cultures, which require cobalt in a nutrient medium deficient in cobalt, but containing the stable isotope Fe ⁵⁶ , for growth. The types of reactions leading to the assimilation of intermediate unstable isotopes obtained during STS are as follows:
Fe ⁵⁶ + p ¹ _ → Co ⁵⁷ _ → β ⁺ + Fe ⁵⁷ τ ≈ 271 days
After the completion of the culture growth cycle and the decay of the mother nuclei, the obtained stable isotopes are isolated by known physicochemical methods.

Claims

1. The method of producing isotopes due to nuclear transmutation of elements in the cell of microorganisms, including the preparation of an aqueous solution of a nutrient medium for the growth of microorganisms, deficient in the isotope obtained as a result of transmutation, and containing the initial isotropic components necessary for transmutation, growing microorganisms in a nutrient medium requiring their growth and development, these isotopes, the allocation of the grown culture from the nutrient medium and the allocation of stable isotopes, characterized in that in the nutrient Rede increase the concentration of free atoms and / or ions of hydrogen isotopes by exposing it to factors that destroy the interatomic bonds.

2. The method according to p. 1, characterized in that the nutrient medium is formed on the basis of heavy water.

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the composition of the nutrient medium includes those initial isotopic components necessary for transmutation, for which the result of the synthesis reaction is unstable isotopes deficient for the nutrient medium, which are required for the growth and formation of microbiological cultures and are maternal in relation to the final daughter stable isotopes.

4. The method according to one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that as a factor that destroys the interatomic bonds, an additive of a LiOH or LiOD solution is used in the nutrient medium.

5. The method according to one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that ionizing radiation is used as a factor that destroys interatomic bonds.