Здесь важно отметить, что воду можно насытить большим объёмом углекислоты, но при этом на ионы будет диссоциироваться только 0,1% от растворившегося объёма. Так концентрация водородных ионов в водных растворах СО₂ практически не зависит от давления – при увеличении давления от 100 до 2340 кПа и соответствующем повышении концентрации молекул углекислоты в воде с 2 до 80,5 г/л, рН раствора остаётся постоянным (3,2-3,5). Поэтому простым увеличением концентрации диоксида углерода во внутриклеточных растворах фотосинтез интенсифицируется незначительно. Например, повышение содержания СО₂ в атмосфере теплиц с 0,03 до 0,3% позволяет увеличить урожайность овощных культур в 1,5 раза, но потом углекислота начинает угнетать рост растений и скорость фотосинтеза резко падает.

Однако известно, что «кислая» вода более интенсивно растворяет углекислоту, причём как раз за счёт увеличения её диссоциации на ионы угольной кислоты. Если искусственно повысить во внутриклеточных реакционных растворах концентрацию активных протон-радикалов (Н *+), то можно увеличить в строме хлоропластов общее количество диссоциированных ионов (НСО₃- и СО3-2), которые способны тут же вступать в реакцию с протон-радикалами и преобразовываться в фотосинтетически активные анион-радикалы углекислоты (СО₂*-).

Для интенсификации процессов насыщения внутриклеточных водных растворов протон-радикалами мы предлогаем использовать реакцию естественного ядерного распада короткоживущего искусственного изотопа магния Mg28 (период полураспада – 0,891 суток, форма и энергия излучения: ?- - 0,459 Мэв; ? – 0,032-1,35 Мэв). Этим изотопом можно заместить в молекуле хлорофилла стабильные природные изотопы магния. На биохимической реакции поглощения световой энергии это никак не скажется, но он будет своим слабым ?- и ?-излучением способствовать дополнительному радиолизу воды на ионы, с последующей активизацией образовавшихся протонов УФ и ?-, ?-излучением до протон-радикалов.

Идентичность фото- и биохимических свойств всех изотопов магния в молекуле хлорофилла гарантирует сохранение избирательности реакций образования протон-радикалов в хлоропластах и митохондриях растительных клеток, их протекание по естественному механизму насыщения Н *+-резервуара и образования АТФазы в существующих клеточных формах. Малый период полураспада и слабая интенсивность излучения (на уровне естественного радиоактивного фона) гарантируют безопасность применения этого катализирующего фотосинтез изотопа. Прямой синтез изотопа Mg28, непосредственно в молекулах хлорофилла, внутри хлоропластов фотосинтезирующих клеток, из природных стабильных изотопов Mg24, Mg25 и Mg26 возможен способом внутриклеточного «холодного» ядерного синтеза по реакциям:

р+ + е- no + ?

Mg24, Mg25, Mg26 + no Mg28 + ?

(все формулы и рисунки можно получить, отправив запрос на нашу эл.почту)

Повышение производительности процесса фотосинтеза, кроме очевидных эффектов увеличения сельскохозяйственного производства и сокращения посевных площадей, принесёт и дополнительную экологическую пользу. Ускорятся процессы поглощения растениями избытка атмосферной углекислоты техногенного происхождения, угрожающей Земле «парниковым эффектом». Можно будет даже приступить к подземной термической газификации запасов связанного углерода, 99,5% которого сейчас законсервировано природой в громадных залежах карбонатных пород. Выделяющуюся при термическом разложении карбонатов углекислоту можно перевести ускоренным фотосинтезом в органические соединения растительной биомассы, возобновляемое производство которой станет реальной альтернативой экологически грязным технологиям добычи ископаемого топлива – нефти, газа, угля (0,02% мировых запасов связанного углерода).

Рофман Владимир Моисеевич

www.newchemistry.ru