В Университете Осаки состоялся необычный публичный эксперимент. В присутствии 60 гостей, среди которых были журналисты шести японских газет и двух ведущих телеканалов, группа японских физиков под руководством профессора Ёсиаки Араты продемонстрировали реакцию холодного термоядерного синтеза.
Эксперимент был не из простых и мало чем напоминал сенсационную работу физиков Мартина Флейшмана и Стенли Понса 1989 года, в результате которой они с помощью почти обычного электролиза умудрились, по их заявлению, соединить атомы водорода и дейтерия (изотоп водорода с атомным числом 2) в один атом трития. Правду они сказали тогда или ошиблись, теперь уже выяснить невозможно, но многочисленные попытки получить холодный термояд таким же образом в других лабораториях не увенчались успехом, и эксперимент был дезавуирован.
Так началась в чем-то драматическая, а в чем-то и трагикомическая жизнь холодного термояда. С самого начала над ней дамокловым мечом висело одно из самых серьезных обвинений в науке – неповторяемость эксперимента. Это направление называли маргинальной наукой, даже «патологической», но, несмотря ни на что, оно не умирало. Все это время с риском для собственной научной карьеры холодный термояд пытались получить не только «маргиналы» – изобретатели вечных двигателей и прочие восторженные невежды, но и вполне серьезные ученые. Но – неповторяемость! Вот что-то там такое пошло, датчики зафиксировали эффект, но его никому не предъявишь, потому что уже в следующем эксперименте никакого эффекта нет. А даже если и есть, то в другой лаборатории он, в точности повторенный, не воспроизводится.
Скепсис научного сообщества сами колдфьюзионисты (производное от cold fusion – холодный синтез) объясняли, в частности, непониманием. Один из них рассказывал корреспонденту «НГ»: «Каждый ученый хорошо разбирается только в своей узкой области. Он следит за всеми публикациями по теме, знает цену каждому коллеге по направлению, а если он хочет определить свое отношение к тому, что находится за пределами этого направления, то идет к признанному эксперту и, не особо вникая, принимает его мнение за истину в последней инстанции. Ему ведь некогда разбираться в деталях, у него есть собственная работа. А сегодняшние признанные эксперты к холодному термояду относятся отрицательно».
Так это или не так, но факт оставался фактом – холодный термояд проявлял поразительную капризность и упорно продолжал мучить своих исследователей неповторяемостью экспериментов. Многие уставали и уходили, на их место приходили немногие – ни денег, ни славы, а взамен – перспектива стать отверженным, получить клеймо «маргинального ученого».
Потом, несколько лет спустя, кажется, поняли, в чем дело – в неустойчивости свойств образца палладия, применяемого в экспериментах. Одни образцы давали эффект, другие категорически отказывались, а те, что давали, в любой момент могли передумать.
Похоже, сейчас, после майского публичного эксперимента в Университете Осаки, период неповторяемости заканчивается. Японцы утверждают, что им удалось с этой напастью справиться.
«Они создали особые структуры, наночастицы, – объяснил корреспонденту «НГ» Андрей Липсон, ведущий научный сотрудник Институт химии и электрохимии РАН, – специально подготовленные кластеры, состоящие из нескольких сотен атомов палладия. Главная особенность этих нанокластеров состоит в том, что они имеют внутри пустоты, в которые можно закачивать атомы дейтерия до очень высокой концентрации. И когда эта концентрация превысит определенный предел, дейтоны сближаются друг с другом настолько, что могут сливаться, и начинается термоядерная реакция. Там совсем другая физика, чем, скажем, в ТОКАМАКах. Термоядерная реакция идет там сразу по нескольким каналам, основной из них – слияние двух дейтонов в атом лития-4 с выделением тепла».
Когда Ёсиака Арата стал добавлять дейтериевый газ к смеси, содержащей упомянутые наночастицы, ее температура поднялась до 70 градусов по Цельсию. После того как газ был отключен, температура в ячейке оставалась повышенной больше 50 часов, причем выделяемая энергия превысила затраченную. По мнению Араты, это можно объяснить только ядерным синтезом.
Конечно, с первой фазой жизни холодного термояда – неповторяемостью – эксперимент Араты далеко не покончил. Для того чтобы его результаты были признаны научным сообществом, необходимо, чтобы он с тем же успехом был повторен сразу в нескольких лабораториях. А поскольку тема очень специфическая, с намеком на маргинальность, похоже, что и этого будет мало. Возможно, что и после этого холодному термояду (если он все-таки существует) долго придется ждать полного признания, как это, например, происходит с историей вокруг так называемого пузырькового термояда, полученного Рузи Талейарханом из Окриджской национальной лаборатории.
«НГ-наука» уже рассказывала об этом скандале. Талейархан утверждал, что получил термояд, пропуская звуковые волны через сосуд с тяжелым ацетоном. При этом в жидкости образовывались и взрывались пузырьки, выделяя энергию, достаточную для осуществления термоядерного синтеза. Поначалу эксперимент независимо повторить не удалось, Талейархана обвинили в фальсификации. Он в ответ напал на оппонентов, обвиняя их в том, что у них плохие приборы. Но в конце концов в феврале прошлого года эксперимент, проведенный независимо в Университете Пердью, подтвердил результаты Талейархана и восстановил репутацию физика. С тех пор – полное молчание. Ни признаний, ни обвинений.
Холодным термоядом эффект Талейархана можно назвать только с очень большой натяжкой. «На самом деле это горячий термояд, – подчеркивает Андрей Липсон. – Там работают энергии в тысячи электронвольт, а в экспериментах с холодным термоядом эти энергии оцениваются долями электронвольта». Но, думается, эта энергетическая разница не очень-то повлияет на отношение научного сообщества, и даже если японский эксперимент будет успешно повторен в других лабораториях, колдфьюзионистам еще очень долго придется ожидать полного признания.
Впрочем, многие из тех, кто занимается холодным термоядом несмотря ни на что, полны оптимизма. Еще в 2003 году Митчелл Шварц, физик из Массачусетского технологического института, заявил на одной из конференций: «Мы занимаемся этими экспериментами так долго, что вопрос стоит уже не в том, можем ли мы получить с помощью холодного термояда дополнительное тепло, а в том, можем ли мы получать его киловаттами».
Действительно, киловаттами пока не получается, и конкуренции мощным термоядерным проектам, в частности многомиллиардному проекту международного реактора ИТЕР, холодный термояд пока даже в перспективе не представляет. По оценкам американцев, их исследователям понадобится от 50 до 100 млн. долл. и 20 лет на проверку жизнеспособности эффекта и возможностей его коммерческого использования.
В России о подобных суммах на такие исследования даже и мечтать не приходится. Да и мечтать-то, похоже, почти некому.
«Здесь никто этим не занимается, – говорит Липсон. – Для этих экспериментов требуется специальная аппаратура, специальное финансирование. Но официальных грантов мы на такие эксперименты не получаем, а если и занимаемся ими, то факультативно, параллельно с основной работой, за которую мы получаем зарплату. Так что в России идет только «повторение задов».
| Условием для обычной термоядерной реакции являются очень высокаятемпература и давление.
В прошлом столетии было высказано желание осуществлять холодную термоядерную реакцию при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. Но всё же, несмотря на многочисленные исследования в данной отрасли, в реальности осуществить подобную реакцию до сих пор не получалось. Более того, многие учёные и эксперты саму идею признали ошибочной. Методику осуществления так называемой реакции холодного термоядерного синтеза удалось разработать американским учёным. Об это говорится в немецком авторитетном журнале Naturwissenschaften, где была опубликована статья, в которой описывается способ осуществления ядерной реакции низкой энергии. Исследования проводились под руководством Памелы Мосер-Босс и Александра Шпака из Центра космических и морских военных систем в штате Сан-Диего. В ходе исследовний воздействию магнитных и электрических полей подвергался тонкий провод, покрытый тонким слоем палладия. Для обнаружения заряжённых частиц, появлявшихся в результате подобного опыта, использовались детекторы из пластиковой плёнки. В ближайшее время результаты исследований американских специалистов должны быть проверены независимыми экспертами. |
Я заметил, что действительно важные и интересные новости очень скудно освещаются в прессе. Журналисты почему-то пережёвывают полёт на Альфа-Центавра, поиски инопланетян и прочую чушь с большим удовольствием, чем реальное открытие, которое перевернёт нашу жизнь очень скоро в прямом смысле этого слова. Возможно, они просто не понимают, что оно означает для всего человечества и считают это не очень важным, но я, как всегда, объясню популярно, если кто читал и не понял.
Речь идёт о случайно попавшей мне на глаза статье: “«Россия - лидер научной революции». А почему шёпотом?. Там много описаний, научных терминов и выводов не посуществу, поэтому попробуем разобраться хотя бы в главном.
Приведу основные цитаты, поверьте – это очень важно, а потом уже комментарии:
“6 июня 2016 года состоялось заседание постоянного научного семинара в Институте общей физики РАН им А.М. Прохорова.
На семинаре директор научно-технологического отделения по обращению с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами Высокотехнологического НИИ неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара Владимир Кащеев впервые публично рассказал об успешных результатах законченной еще в апреле государственной экспертизы новой уникальной технологии дезактивации жидких ядерных отходов. Суть технологии: в емкость с водным раствором радиоактивного изотопа цезия-137 (главное «действующее лицо» в Чернобыле и Фукусиме, период полураспада которого составляет 30,17 лет) добавляются специально подготовленные микробные культуры, в результате уже через 14 дней (!) концентрация цезия снижается более чем на 50%, но одновременно в растворе нарастает концентрация нерадиоактивного бария. То есть микробы способны поглощать радиоактивный цезий и каким-то образом превращать его в нерадиоактивный барий.”
“Те, кто не был ранее знаком с работами А.А. Корниловой, с удивлением узнали, что:
открытие (а это, безусловно, открытие) трансмутации химических элементов в естественных биологических культурах было сделано еще в 1993 году, первый патент на получение мёсбауэровского изотопа железа-57 получен в 1995 году;
результаты неоднократно были опубликованы в авторитетных международных и отечественных научных журналах;
до выхода технологии на госэкспертизу было проведено 500 независимых проверок технологии в различных научных центрах;
технология апробирована в Чернобыле на разных изотопах, то есть может быть настроена на любой состав изотопов конкретных жидких ядерных отходов;
госэкспертиза имела дело не с изощренной лабораторной методикой, а с готовой промышленной технологией, которая не имеет аналогов на мировом рынке;
более того, украинским физиком-теоретиком Владимиром Высоцким и его российским коллегой Владимиром Манько создана убедительная теория для объяснения наблюдаемых феноменов в рамках ядерной физики.”
“В основе экспериментов А.А. Корниловой лежит идея, высказанная французским ученым Луи Кервраном в 60-е годы прошлого века. Она заключается в том, что биологические системы способны синтезировать из имеющихся компонентов критически важные для своего выживания микроэлементы или их биохимические аналоги. К таким микроэлементам относятся калий, кальций, натрий, магний, фосфор, железо и др.
Объектами первых опытов, проведенных А.А. Корниловой, были культуры бактерий Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Их помещали в питательную среду, обедненную железом, но содержащую соль марганца и тяжелую воду (D2O). Эксперименты показали, что в этой системе вырабатывался редкий мёссбауэровский изотоп железа-57. По мнению авторов исследования, железо-57 появлялось в растущих клетках бактерий в результате реакции 55Mn + d = 57Fe (d - ядро атома дейтерия, состоящее из протона и нейтрона). Определенным аргументом в пользу предлагаемой гипотезы служит тот факт, что когда в питательной среде тяжелую воду заменяли на легкую (H2O) или исключали соль марганца из ее состава, изотоп железа-57 не вырабатывался. Было проведено более 500 опытов, в которых появление изотопа железа-57 было надежно установлено.”
“В питательных средах, используемых в экспериментах А.А. Корниловой для биологического превращения цезия в барий, отсутствовали ионы калия - микроэлемента критически важного для выживания микроорганизмов. Барий является биохимическим аналогом калия, ионные радиусы которых очень близки. Экспериментаторы рассчитывали на то, что поставленная на грань выживания синтрофная ассоциация синтезирует ядра бария из ядер цезия, присоединив к ним протоны, присутствующие в жидкой питательной среде. Предполагается, что механизм ядерных превращений в биологических системах аналогичен процессу, протекающему в нанопузырьках. Для протонов наноразмерные полости в растущих биологических клетках представляют собой потенциальные ямы с динамически изменяющимися стенками, формирующие когерентные коррелированные состояния квантовых частиц. Находясь в этих состояниях протоны способны вступить в ядерную реакцию с ядрами цезия, в результате которой возникают ядра бария, требуемые для осуществления биохимических процессов в микроорганизмах.
Эксперименты А.А. Корниловой по превращению цезия в барий прошли государственную экспертизу во ВНИИ неорганических материалов им. А.А. Бочвара в лаборатории кандидата физико-математических наук В.А. Кащеева.
Учеными ВНИИНМ было произведено два контрольных эксперимента, различающихся по своей постановке. В первом эксперименте питательная среда содержала соль нерадиоактивного изотопа цезия-133. Ее количество было достаточным для надежного измерения содержания исходного цезия и синтезируемого бария методами масс-спектрометрии. В питательную среду были добавлены синтрофные ассоциации, которые затем содержались при постоянной температуре 35ºC в течение 200 часов. Периодически в питательную среду добавлялась глюкоза и отбирались пробы для анализа на масс-спектрометре.
В ходе эксперимента в питательном растворе было зафиксировано немонотонное уменьшение концентрации цезия и одновременно появление бария.
Результаты эксперимента однозначно указывали на протекание ядерной реакции по преобразованию цезия в барий, поскольку до проведения эксперимента присутствие бария не обнаруживалось ни в питательном растворе, ни в синтрофной ассоциации, ни в используемой посуде.
Во второй экспериментальной постановке использовалась соль радиоактивного цезия-137 с удельной активностью 10 000 Беккерелей на литр. Синтрофная ассоциация нормально развивалась при таком уровне радиоактивности раствора. При этом обеспечивалось надежное измерение концентрации ядер радиоактивного цезия в питательном растворе методами гамма-спектрометрии. Длительность эксперимента составила 30 суток. За это время содержание ядер радиоактивного цезия в растворе уменьшилось на 23%.”
А теперь давайте подумаем, что всё это может обозначать:
1. этому открытию уже больше 20 лет, а предпосылки для него были сделаны более 50 лет назад, но оно замалчивалось, а автора, скорее всего, ещё и высмеивали коллеги, хотя оно заслуживает сразу несколько Нобелевских;
2. экспертиза и более 500 независимых опытов подтвердила наличие результата, у которого есть объяснение только у альтернативщика, а официальная наука разводит руками.
Тут мне особенно понравился вывод: “это означает… легализацию всего направления исследований низкоэнергетических ядерных реакций, так как получен убедительный ответ на два основных контраргумента противников данного направления: невоспроизводимость большинства экспериментальных результатов и отсутствие теоретического объяснения наблюдаемых феноменов. Теперь с этим все в порядке.” А вот раньше раскрыть глаза и поверить что-то мешало. Того же Андреа Росси с его реактором никто вообще не воспринимал всерьёз.
3. цезий в барий, марганец в железо обычными микроорганизмами, без ядерных реакторов, ускорителей, высокотемпературной плазмы и т.д. И это только начало.
Когда-то давно я осторожно высказывал свою мысль, что множество наблюдений и опытов говорят о том, что растения, а именно их корни весной должны производить огромное количество различных веществ для своего роста не имея объяснимых источников энергии и запасов элементов (возьмите хоть сахара в берёзовом соке без тепла и фотосинтеза). У меня тогда было только одно объяснение происходящему: весной в корнях растений начинают протекать ядерные реакции. Широкое распространение этого вывода попахивало психушкой, но теперь оно может оказаться верным.
4. исследования показали, что в ходе таких реакций к ядру элемента присоединяется ещё один протон. А что такое протон? Это ядро водорода. Обычного водорода из воды. Т.е. такая реакция может идти везде, где есть водород, вода или водород содержащие вещества.
Тут официальная наука получает ещё раз граблями, потому что эксперименты с растениями ещё в середине прошлого века показали, что при фотосинтезе не углекислый газ разлагается на углерод и кислород, а именно вода на водород и кислород и растения используют именно водород для своих нужд, а лишний кислород сбрасывают. Однако эта реакция была необъяснима до сих пор и результаты просто не принимались.
5. были и ещё более давние эксперименты, о которых я уже писал, но сейчас не могу найти посты. Там я высказывал мысль о том, что в плазме электрической дуги при обычной сварке могут идти низкоэнергетические ядерные реакции. О них я слышал ещё в школе, как о достаточно старых и не подтверждённых, а один повторил и сам, хотя мне тогда никто не поверил.
Началось всё с легенды о том, что кто-то где-то сделал тонкий электрод для электродуговой сварки из свинца, зажёг дугу, полностью его сжёг, а в образовавшемся шлаке обнаружилось золото. Это я не проверил до сих пор, но вот то, что если испарить кусок тонкой медной проволоки завёрнутой в бумагу, вставив её в розетку, в остатке обнаружится железо я проверил. Следы железа были точно. Про что-то подобное написано тут: “Низкоэнергетические ядерные реакции - не объясненная реальность”
6. естественно, всё это затрагивает космологию с её теориями образования элементов во вселенной, а также эволюции звёзд и определения их возраста. Ведь до сих пор считается, что звёзды не могут производить тяжёлые элементы во время своей жизни, а они появляются только после взрыва сверхновых, что металличность звезды может увеличиваться только при смене поколений, а не во время её жизни с увеличением возраста, а это уже потянет за собой пересмотр очень многих выводов, теорий и расчётов.
Что нас может ждать в ближайшем будущем?:
1. конечно, развитие холодного термоядерного синтеза и реакторов на нём, практически бытового использования для дома/дачи/авто;
2. обесценивание золота, платины и других дорогих и редких элементов, т.к. появится возможность их искусственного дешёвого получения из распространённых веществ (мифический философский камень на подходе);
3. пересмотр множества космологических бредней хотя бы в отношении возраста, состава, эволюции и происхождения вселенной и звёзд.
И вот такие новости часто проходят мимо нас…
July 24th, 2016
23 марта 1989 года Университет Юты сообщил в пресс-релизе, что «двое ученых запустили самоподдерживающуюся реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре». Президент университета Чейз Петерсон заявил, что это эпохальное достижение сравнимо лишь с овладением огнем, открытием электричества и окультуриванием растений. Законодатели штата срочно выделили $5 млн на учреждение Национального института холодного синтеза, а университет запросил у Конгресса США еще 25 млн. Так начался один из самых громких научных скандалов XX века. Печать и телевидение мгновенно разнесли новость по миру.
Ученые, сделавшие сенсационное заявление, вроде бы имели солидную репутацию и вполне заслуживали доверия. Переселившийся в США из Великобритании член Королевского общества и экс-президент Международного общества электрохимиков Мартин Флейшман обладал международной известностью, заработанной участием в открытии поверхностно-усиленного рамановского рассеяния света. Соавтор открытия Стэнли Понс возглавлял химический факультет Университета Юты.
Так что же это все таки, миф или реальность?
Источник дешевой энергии
Флейшман и Понс утверждали, что они заставили ядра дейтерия сливаться друг с другом при обычных температурах и давлениях. Их «реактор холодного синтеза» представлял собой калориметр с водным раствором соли, через который пропускали электрический ток. Правда, вода была не простой, а тяжелой, D2O, катод был сделан из палладия, а в состав растворенной соли входили литий и дейтерий. Через раствор месяцами безостановочно пропускали постоянный ток, так что на аноде выделялся кислород, а на катоде — тяжелый водород. Флейшман и Понс якобы обнаружили, что температура электролита периодически возрастала на десятки градусов, а иногда и больше, хотя источник питания давал стабильную мощность. Они объяснили это поступлением внутриядерной энергии, выделяющейся при слиянии ядер дейтерия.
Палладий обладает уникальной способностью к поглощению водорода. Флейшман и Понс уверовали, что внутри кристаллической решетки этого металла атомы дейтерия столь сильно сближаются, что их ядра сливаются в ядра основного изотопа гелия. Этот процесс идет с выделением энергии, которая, согласно их гипотезе, нагревала электролит. Объяснение подкупало простотой и вполне убеждало политиков, журналистов и даже химиков.
Физики вносят ясность
Однако физики-ядерщики и специалисты по физике плазмы не спешили бить в литавры. Они-то прекрасно знали, что два дейтрона в принципе могут дать начало ядру гелия-4 и высокоэнергичному гамма-кванту, но шансы подобного исхода крайне малы. Даже если дейтроны вступают в ядерную реакцию, она почти наверняка завершается рождением ядра трития и протона или же возникновением нейтрона и ядра гелия-3, причем вероятности этих превращений примерно одинаковы. Если внутри палладия действительно идет ядерный синтез, то он должен порождать большое число нейтронов вполне определенной энергии (около 2,45 МэВ). Их нетрудно обнаружить либо непосредственно (с помощью нейтронных детекторов), либо косвенно (поскольку при столкновении такого нейтрона с ядром тяжелого водорода должен возникнуть гамма-квант с энергией 2,22 МэВ, который опять-таки поддается регистрации). В общем, гипотезу Флейшмана и Понса можно было бы подтвердить с помощью стандартной радиометрической аппаратуры.
Однако из этого ничего не вышло. Флейшман использовал связи на родине и убедил сотрудников британского ядерного центра в Харуэлле проверить его «реактор» на предмет генерации нейтронов. Харуэлл располагал сверхчувствительными детекторами этих частиц, но они не показали ничего! Поиск гамма-лучей соответствующей энергии тоже обернулся неудачей. К такому же заключению пришли и физики из Университета Юты. Сотрудники Массачусетского технологического института попытались воспроизвести эксперименты Флейшмана и Понса, но опять же безрезультатно. Поэтому не стоит удивляться, что заявка на великое открытие подверглась сокрушительному разгрому на конференции Американского физического общества (АФО), которая состоялась в Балтиморе 1 мая того же года.
Sic transit gloria mundi
От этого удара Понс и Флейшман уже не оправились. В газете New York Times появилась разгромная статья, а к концу мая научное сообщество пришло к выводу, что претензии химиков из Юты — либо проявление крайней некомпетентности, либо элементарное жульничество.
Но имелись и диссиденты, даже среди научной элиты. Эксцентричный нобелевский лауреат Джулиан Швингер, один из создателей квантовой электродинамики, настолько уверовал в открытие химиков из Солт-Лейк-Сити, что в знак протеста аннулировал свое членство в АФО.
Тем не менее академическая карьера Флейшмана и Понса завершилась — быстро и бесславно. В 1992 году они ушли из Университета Юты и на японские деньги продолжали свои работы во Франции, пока не лишились и этого финансирования. Флейшман возвратился в Англию, где живет на пенсии. Понс отказался от американского гражданства и поселился во Франции.
Пироэлектрический холодный синтез
Холодный ядерный синтез на настольных аппаратах не только возможен, но и осуществлен, причем в нескольких версиях. Так, в 2005 году исследователям из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось запустить подобную реакцию в контейнере с дейтерием, внутри которого было создано электростатическое поле. Его источником служила вольфрамовая игла, подсоединенная к пироэлектрическому кристаллу танталата лития, при охлаждении и последующем нагревании которого создавалась разность потенциалов 100−120 кВ. Поле напряженностью порядка 25 ГВ/м полностью ионизировало атомы дейтерия и так разгоняло его ядра, что при столкновении с мишенью из дейтерида эрбия они давали начало ядрам гелия-3 и нейтронам. Пиковый нейтронный поток составил порядка 900 нейтронов в секунду (в несколько сотен раз выше типичного фонового значения). Хотя такая система имеет перспективы в качестве генератора нейтронов, говорить о ней как об источнике энергии нельзя. Подобные устройства потребляют намного больше энергии, чем генерируют: в экспериментах калифорнийских ученых в одном цикле охлаждения-нагревания длительностью несколько минут выделялось примерно 10-8 Дж (на 11 порядков меньше, чем нужно для нагрева стакана воды на 1°С).
На этом история не заканчивается.
В начале 2011 года в мире науки вновь вспыхнул интерес к холодному термоядерному синтезу, или, как его называют отечественные физики, холодному термояду. Поводом для этого ажиотажа послужила демонстрация итальянскими учеными Серджио Фокарди и Андреа Росси из Университета Болоньи необычной установки, в которой, по словам ее разработчиков, этот синтез осуществляется достаточно легко.
В общих чертах работает этот аппарат так. В металлическую трубку с электрическим подогревателем помещаются нанопорошок никеля и обычный изотоп водорода. Далее нагнетается давление около 80 атмосфер. При первоначальном нагреве до высокой температуры (сотни градусов), как говорят ученые, часть молекул H2 разделяется на атомарный водород, далее тот вступает в ядерную реакцию с никелем.
В результате этой реакции порождается изотоп меди, а также большое количество тепловой энергии. Андреа Росси объяснил, что при первых испытаниях прибора они получали от него около 10-12 киловатт на выходе, в то время как на входе система требовала в среднем 600-700 ватт (имеется в виду электроэнергия, поступающая в прибор при включении его в розетку). По всему получалось, что производство энергии в данном случае было многократно выше затрат, а ведь именно этого эффекта в свое время ждали от холодного термояда.
Тем не менее, по сообщению разработчиков, в данном приборе пока вступает в реакцию далеко не весь водород и никель, а очень малая их доля. Однако ученые уверены, что то, что происходит внутри, представляет собой именно ядерные реакции. Доказательством этого они считают: появление меди в большем количестве, чем могла бы составлять примесь в исходном "топливе" (то есть никеле); отсутствие большого (то есть измеримого) расхода водорода (поскольку он ведь мог бы выступать как топливо в химической реакции); выделяемое тепловое излучение; ну и, конечно, сам энергетический баланс.
Итак, неужели итальянским физикам все-таки удалось добиться термоядерного синтеза при низких температурах (сотни градусов Цельсия — это ничто для подобных реакций, которые обычно идут при миллионах градусах Кельвина!)? Сложно сказать, поскольку до сих пор все рецензируемые научные журналы даже отклонили статьи ее авторов. Скептицизм многих ученых вполне понятен — уже много лет слова "холодный синтез" вызывают у физиков усмешку и ассоциации с вечным двигателем. Кроме того, сами авторы устройства честно признают, что тонкие детали его работы пока остаются вне их понимания.
Что же это за такой неуловимый холодный термояд, доказать возможность протекания которого многие ученые пытаются уже не один десяток лет? Для того чтобы понять сущность данной реакции, а также перспективность подобных исследований, давайте сначала поговорим о том, что такое вообще термоядерный синтез. Под этим термином понимают процесс, при котором происходит синтез более тяжелых атомных ядер из более легких. При этом выделяется огромное количество энергии, куда больше, чем при ядерных реакциях распада радиоактивных элементов.
Подобные процессы постоянно происходят на Солнце и других звездах, из-за чего они могут выделять и свет, и тепло. Так, например, каждую секунду наше Солнце излучает в космическое пространство энергию, эквивалентную четырем миллионам тонн массы. Эта энергия рождается в ходе слияния четырех ядер водорода (проще говоря, протонов) в ядро гелия. При этом на выходе в результате превращения одного грамма протонов выделяется в 20 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании грамма каменного угля. Согласитесь, подобное весьма впечатляет.
Но неужели люди не могут создать реактор, подобный Солнцу, для того чтобы производить большое количество энергии для своих нужд? Теоретически, конечно, могут, поскольку прямой запрет на такое устройство не устанавливает ни один из законов физики. Тем не менее, сделать это достаточно сложно, и вот почему: данный синтез требует очень высокой температуры и такого же нереально высокого давления. Поэтому создание классического термоядерного реактора получается экономически невыгодным — на то, чтобы запустить его, нужно будет затратить куда больше энергии, чем он сможет выработать за последующие несколько лет работы.
Возвращаясь к итальянским первооткрывателям приходится признать, что и сами «ученые» не внушают особого доверия, ни своими прошлыми достижениями, ни своим нынешним положением. Имя Серджио Фокарди до сих пор было мало кому известно, но зато благодаря своему ученому званию профессора, можно хотя бы не сомневаться в его причастности к науке. А вот в отношении коллеги по открытию, Андреа Росси, такого уже не скажешь. На данный момент Андреа является сотрудником некой американской корпорации Leonardo Corp, и в свое время отличился лишь привлечением к суду за уклонение от уплаты налогов и контрабанду серебра из Швейцарии. Но и на этом «плохие» новости для сторонников холодного термоядерного синтеза не закончились. Выяснилось, что научный журнал Journal of Nuclear Physics, в котором были опубликованы статьи итальянцев о своем открытие, на самом деле представляет собой скорее блог, а неполноценный журнал. И, вдобавок, его владельцами оказались ни кто иные, как уже знакомые итальянцы Серджио Фокарди и Андреа Росси. А ведь публикация в серьезных научных изданиях служит подтверждением «правдоподобности» открытия.
Не остановившись на достигнутом, и капнув еще глубже, журналисты также выяснили, что идея представленного проекта принадлежит совершенного другому человеку — итальянскому ученому Франческо Пьянтелли. Похоже, именно на этом, бесславно и закончилась очередная сенсация, и мир в очередной раз лишился «вечного двигателя». Но как, не без иронии, утешают себя итальянцы, если это всего лишь выдумка, то, по-крайней мере, она не лишена остроумия, ведь одно дело разыграть знакомых и совсем другое, попытаться обвести вокруг пальца целый мир.
В настоящее время все права на данное устройство принадлежат американской компании Industrial Heat, где Росси возглавляет всю научно-исследовательскую и конструкторскую деятельность в отношении реактора.
Существуют низкотемпературная (E-Cat) и высокотемпературная (Hot Cat) версии реактора. Первая для температур примерно 100-200 °C, вторая для температур порядка 800-1400 °C. В настоящее время компания продала низкотемпературный реактор на 1МВт неназванному заказчику для коммерческого использования и, в частности, на этом реакторе Industrial Heat проводит тестирование и отладку для того, чтобы начать полномасштабное промышленное производство подобных энергетических блоков. Как заявляет Андреа Росси, реактор работает главным образом за счет реакции между никелем и водородом, в ходе которой происходит трансмутация изотопов никеля с выделением большого количества тепла. Т.е. одни изотопы никеля переходят в другие изотопы. Тем не менее был проведен ряд независимых испытаний, наиболее информативным из которых было испытание высокотемпературной версии реактора в швейцарском городе Лугано. Об этом испытании уже писали .
Еще в 2012 году сообщалось, что продана первая установка холодного синтеза Росси.
27 декабря на сайте E-Cat World была опубликована статья о независимом воспроизведении реактора Росси в России . В этой же статье содержится ссылка на доклад «Исследование аналога высокотемпературного теплогенератора Росси» физика Пархомова Александра Георгиевича . Доклад подготовлен для всероссийского физического семинара «Холодный ядерный синтез и шаровая молния», который прошел 25 сентября 2014 года в Российском университете дружбы народов.
В докладе автор представил свою версию реактора Росси, данные по его внутреннему устройству и проведенным испытаниям. Главным вывод: реактор действительно выделяет больше энергии, чем потребляет. Отношение выделенного тепла к потребленной энергии составило 2.58. Более того, около 8 минут реактор проработал вообще без подачи входной мощности, после того, как питающий провод перегорел, производя при этом около киловата тепловой мощности на выходе.
В 2015 году А.Г. Пархомову удалось сделать длительно работающий реактор с замером давления. С 23:30 16 марта температура держится до сих пор. Фото реактора.
Наконец, удалось сделать длительно работающий реактор. Температура 1200оС достигнута в 23:30 16 марта после 12- часового постепенного нагрева и держится до сих пор. Мощность нагревателя 300 Вт, COP=3.
Впервые успешно удалось вмонтировать в установку манометр. При медленном нагреве максимальное давление 5 бар было достигнуто при 200оС, потом давление снижалось и при температуре около 1000оС стало отрицательным. Наиболее сильный вакуум около 0,5 бар был при температуре 1150оС.
При длительной непрерывной работе нет возможности круглосуточно подливать воду. Поэтому пришлось отказаться от использованной в предыдущих экспериментах калориметрии, основанной на измерении массы испарившейся воды. Определение теплового коэффициента в этом эксперименте проводится путем сравнения потребляемой электронагревателем мощности при наличии и отсутствии топливной смеси. Без топлива температура 1200оС достигается при мощности около 1070 Вт. При наличии топлива (630 мг никеля +60 мг алюмогидрида лития) такая температура достигается при мощности около 330 Вт. Таким образом, реактор вырабатывает около 700 Вт избыточной мощности (COP ~ 3,2). (Объяснение А.Г. Пархомова, более точное значение СОР требует более детального расчета)
источники
Если коротко, то под холодным ядерным синтезом обычно подразумевают (предполагаемую) ядерную реакцию между ядрами изотопов водорода при низких температурах. Низкая температура - это примерно комнатная. Слово «предполагаемая» здесь очень важно, потому что сегодня нет ни одной теории и ни одного эксперимента, которые указывали бы на возможность такой реакции.
Но если нет ни теорий, ни убедительных экспериментов, то почему же эта тема довольно популярна? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понимать проблемы ядерного синтеза вообще. Ядерный синтез (часто говорят «термоядерный синтез») - это реакция, в которой легкие ядра при столкновении объединяются в одно тяжелое ядро. Например, ядра тяжелого водорода (дейтерия и трития) превращаются в ядро гелия и один нейтрон. При этом выделяется огромное количество энергии (в виде тепла). Энергии выделяется настолько много, что 100 тонн тяжелого водорода хватило бы, чтобы обеспечить энергией все человечество на целый год (не только электричеством, но и теплом). Именно такие реакции происходят внутри звезд, благодаря чему звезды и живут.
Много энергии это хорошо, но есть проблема. Чтобы запустить такую реакцию, нужно сильно столкнуть ядра. Для этого придется разогреть вещество примерно до 100 миллионов градусов Цельсия. Люди умеют это делать, причем довольно успешно. Именно это происходит в водородной бомбе, где разогрев происходит за счет традиционного ядерного взрыва. Результат - термоядерный взрыв великой силы. Но конструктивно использовать энергию термоядерного взрыва не очень удобно. Поэтому ученые многих стран уже более 60 лет пытаются обуздать эту реакцию и сделать ее управляемой. К сегодняшнему дню управлять реакцией уже научились (например, в ITER, удерживая горячую плазму электромагнитными полями), но на управление тратится примерно столько же энергии, сколько выделяется при синтезе.
А теперь представим, что есть способ запустить ту же реакцию, но при комнатной температуре. Это было бы настоящей революцией в энергетике. Жизнь человечества изменилась бы до неузнаваемости. В 1989 году Стэнли Понс (Stanley Pons) и Мартин Флейшман (Martin Fleischmann) из Университета Юты опубликовали статью, в которой утверждали, что наблюдают ядерный синтез при комнатной температуре. Аномальное тепло выделялось при электролизе тяжелой воды с катализатором из палладия. Предполагалось, что атомы водорода захватываются катализатором, и каким-то образом создаются условия для ядерного синтеза. Этот эффект и назвали холодным ядерным синтезом.
Статья Понса и Флейшмана наделала много шума. Еще бы - решена проблема энергетики! Естественно, многие другие ученые попытались воспроизвести их результаты. Однако ни у кого ничего не получилось. Далее физики начали выявлять одну ошибку оригинального эксперимента за другой, и научное сообщество пришло к однозначному выводу о несостоятельности эксперимента. С тех пор в этой области успехов не было. Но некоторым идея холодного синтеза так понравилась, что они занимаются ей до сих пор. При этом в научном сообществе таких ученых не воспринимают серьезно, а опубликовать статью по теме холодного синтеза в престижном научном журнале, скорее всего, не получится. Пока холодный ядерный синтез остается просто красивой идеей.
Александр Просвирнов, г. Москва, Юрий Л. Ратис, д.ф.м.н, профессор, г. Самара
Итак, семь независимых экспертов (пять из Швеции и два из Италии) провели испытания высокотемпературного аппарата E-Cat, созданного Андреа Росси, и подтвердили заявленные характеристики . Напомним, что первая демонстрация аппарата E-Cat, основанного на низкоэнергетической ядерной реакции (LENR) трансмутации Никеля в Медь, состоялась 2 года назад в ноябре 2011г.
Эта демонстрация вновь, как знаменитая конференция Флейшмана и Понса в 1989г, возбудила научное сообщество, и возобновило спор между приверженцами LENR и традиционалистами, яростно отрицающими возможность подобных реакций. Теперь независимая экспертиза подтвердила, низкоэнергетические ядерные реакции (не путать с холодным ядерным синтезом (ХЯС), под которым специалисты понимают реакцию слияния ядер в холодном водороде) существуют и позволяют генерировать тепловую энергию с удельной плотностью в 10,000 раз большей, чем нефтепродукты.
Было проведено 2 испытания: в декабре 2012 в течение 96 часов и в марте 2013 в течение 116 часов. На очереди шестимесячные испытания с подробным элементным анализом содержимого реактора. Аппарат E-Cat А.Росси вырабатывает тепловую энергию с удельной мощностью 440кВт/кг . Для сравнения, удельная мощность энерговыделения реактора ВВЭР-1000 составляет 111 кВт/л активной зоны или 34,8кВт/кг топлива UO 2 ., БН-800 – 430кВт/л или ~140кВт/кг топлива. Для газового реактора AGR Hinkley-Point B - 13,1 кВт/кг, HTGR-1160 - 76,5 кВт/кг, для THTR-300 - 115 кВт/кг. Сопоставление этих данных впечатляет – уже сейчас удельные характеристики прототипа LENR- реактора превосходят аналогичные параметры лучших существующих и проектируемых ядерных реакторов деления.
На секции холодного ядерного синтеза недели компании National Instruments, прошедшей в г. Austin, штат Texas с 5 по 8 августа 2013г, наибольшее впечатление произвели две золотые сферы, погруженные в слой серебряных бусинок (см. рис. 1).
Рис. 1. Золотые сферы, выделяющие тепло днями и месяцами без подвода внешней энергии (Образцовая сфера слева (84°C), контрольная сфера справа (79.6°C), алюминиевое ложе с серебряными бусинками (80,0°C).
Здесь не подводится никакого тепла, нет никаких потоков воды, но вся система остается горячей при 80 0 С днями и месяцами. Она содержит активированный уголь, в порах которого имеется некий сплав, магнитный порошок, некоторый материал, содержащий водород и газообразный дейтерий. Предполагается, что тепло происходит от синтеза D+D=4He+Y . Для поддержания сильного магнитного поля сфера содержит раздробленный магнит Sm 2 Co 7 , который сохраняет магнитные свойства при высоких температурах. В конце конференции на глазах у многочисленной толпы сферу разрезали, чтобы показать, что в ней нет никаких фокусов типа литиевой батареи или сжигаемого бензина .
Совсем недавно в НАСА создали маленький, дешевый и безопасный LENR- реактор. Принцип работы - насыщение никелевой решетки водородом и возбуждение колебаниями с частотами 5-30 терагерц. По мнению автора колебания ускоряют электроны, которые превращают водород в компактные нейтральные атомы, поглощаемые никелем. При последующем бета-распаде никель превращается в медь с выделением тепловой энергии. Ключевым моментом являются медленные нейтроны с энергией меньше 1эВ. Они не создают ионизирующего излучения и радиоактивных отходов .
Согласно данным НАСА, 1% разведанных земных запасов никелевой руды достаточно, чтобы покрыть все энергетические нужды планеты. Аналогичные исследования производились и в других лабораториях. Но были ли эти результаты первыми?
Немного истории
Еще в 50-х годах 20-го столетия Иван Степанович Филимоненко, работая в НПО «Красная звезда» в области космической техники, открыл эффект выделения тепла в электроде с добавками палладия при электролизе тяжелой воды. При разработке термоэмиссионных источников энергии для космических аппаратов боролись два направления: традиционный реактор на базе обогащенного урана и гидролизная установка И.С. Филимоненко. Победило традиционное направление, И.С.Филимоненко был уволен по политическим мотивам. В НПО «Красная звезда» сменилось не одно поколение и при беседе одного из авторов в 2012 году с Главным конструктором НПО выяснилось, что о И.С.Филимоненко уже никто и не знает в настоящее время.
Тема холодного ядерного синтеза снова всплыла после сенсационных опытов Флейшмана и Понса в 1989 году (Флейшман умер в 2012 году, Понс в настоящее время отошел от дел). Фонд, возглавляемый Раисой Горбачевой, в 1990-1991 годах заказал, но уже на опытном заводе «Луч» в г. Подольск, изготовление двух или трех термоэмиссионных гидролизных энергоустановок (ТЭГЭУ) И.С.Филимоненко. Под руководством И.С.Филимоненко, и с его непосредственным участием, разрабатывалась рабочая документация, по которой сразу шло изготовление узлов и сборка установки. Из бесед одного из авторов с Заместителем директора по производству и Главным технологом опытного завода (сейчас оба на пенсии) известно, что была изготовлена одна установка, прототипом которой стала известная установка ТОПАЗ, но в качестве источника энергии использовалась тяжеловодная схема И.С. Филимоненко с низкоэнергетической ядерной реакцией. В отличие от «Топазов», в ТЭГЭУ тепловыделяющий элемент представлял собой не ядерный реактор, а установку ядерного синтеза при низких температурах (Т = 1150°), сроком работы 5-10 лет без заправки топливом (тяжёлой водой). Реактор представлял собой металлическую трубу диаметром 41 мм и длиной 700 мм, изготовленную из сплава, содержавшего несколько граммов палладия. 17 января 1992 года подкомиссия Моссовета по экологическим вопросам промышленности, энергетики, транспорта изучала проблему ТЭГЭУ И.С. Филимоненко, посетила ФГУП НПО «Луч», где ей была продемонстрирована установка и документация на нее.
Был подготовлен жидкометаллический стенд для испытаний установки, однако испытаний проведено не было из-за финансовых проблем заказчика. Установка была отгружена без испытаний и хранилась у И.С.Филимоненко (см. рис. 2). «В 1992 году на свет появилось сообщение «Демонстрационная термоэмиссионная установка для ядерного синтеза». Похоже, что это была последняя попытка замечательного ученого и конструктора достучаться до разума властей.» . И.С. Филимоненко умер 26 августа 2013г. на 89 году жизни. Дальнейшая судьба его установки неизвестна. Все рабочие чертежи и рабочая документация были переданы почему-то в Моссовет, на заводе не осталось ничего. Утеряны знания, утеряна технология, а она была уникальна, так как основывалась на вполне реальном аппарате ТОПАЗ, который даже с обычным ядерным реактором опережал лет на 20 мировые разработки, так как в нем были применены передовые, даже по прошествии 20-ти лет, материалы и технологии. Печально, что так много прекрасных идей у нас не доводится до финала. Если отечество не ценит своих гениев, их открытия перекочевывают в другие страны.
Рис. 2 Реактор И.С.Филимоненко
Не менее интересная история произошла и с Анатолием Васильевичем Вачаевым. Экспериментатор от бога, он проводил исследования плазменного парогенератора и случайно получил большой выход порошка, в составе которого были элементы, чуть ли не всей таблицы Менделеева. Шесть лет исследований позволили создать плазменную установку, которая давала стабильный плазменный факел - плазмоид, при пропускании через который дистиллированной воды или раствора в большом количестве образовывалась суспензия металлических порошков.
Удалось получить стабильный пуск и непрерывную работу более двух суток, наработать сотни килограммов порошка различных элементов, получить плавки металлов с необычными свойствами. В 1997 г. в Магнитогорске последовательница А.В. Вачаева, Галина Анатольевна Павлова защитила кандидатскую диссертацию на тему «Разработка основ технологии получения металлов из плазменного состояния водно-минеральных систем». Интересная ситуация сложилась при защите. Комиссия сразу запротестовала, как только услышала, что все элементы получаются из воды. Тогда всю комиссию пригласили на установку и продемонстрировали весь процесс. После этого все проголосовали единогласно.
С 1994 года по 2000 г. была спроектирована, изготовлена и отлажена полупромышленная установка «Энергонива-2» (см. рис. 3), предназначенная для изготовления полиметаллических порошков. У одного из авторов настоящего обзора (Ю.Л.Ратиса) до сих пор хранятся образцы этих порошков. В лаборатории А.В.Вачаева была разработана оригинальная технология их переработки. В это же время целенаправленно изучались:
Трансмутация воды, и веществ в нее добавляемых (сотни экспериментов с различными растворами и суспензиями, которые подвергались плазменному воздействию)
Преобразование вредных веществ в ценное сырье (использовались сточные воды вредных производств, содержащие органические загрязнения, нефтепродукты и трудно разлагаемые органические соединения)
Изотопный состав трансмутированных веществ (всегда получали только стабильные изотопы)
Дезактивация радиоактивных отходов (радиоактивные изотопы превращались в стабильные)
Непосредственное преобразование энергии плазменного факела (плазмоида) в электричество (работа установки под нагрузкой без использования внешнего электропитания).
Рис. 3. Схема установки А.В. Вачаева «Энергонива-2»
Установка представляет собой 2 трубчатых электрода, соединенных трубчатым диэлектриком, внутри которых течет водный раствор и формируется плазмоид внутри трубчатого диэлектрика (см. рис. 4) с перетяжкой в центре. Запуск плазмоида осуществляется поперечными полнотелыми электродами. Из мерных емкостей определенные дозы исследуемого вещества (бак 1), воды (бак 2), специальных добавок (бак 3) поступают в смеситель 4. Здесь величина pH воды доводится до 6. Из смесителя после тщательного перемешивания с расходом, обеспечивающим скорость движения среды в пределах 0,5.. .0,55 м/с, рабочая среда вводится в реакторы 5.1, 5.2, 5.3, соединенные последовательно, но заключенные в единую катушку 6 (соленоид). Продукты обработки (водно-газовая среда) сливались в герметичный отстойник 7 и охлаждались до 20°С змеевиковым холодильником 11 и потоком холодной воды. Водно-газовая среда в отстойнике разделялась на газовую 8, жидкую 9 и твердую 10 фазы, собиралась в соответствующие контейнеры и передавалась на химический анализ. Мерным сосудом 12 определялась масса воды, прошедшая через холодильник 11, а ртутными термометрами 13 и 14 - температура. Также измерялась температура рабочей смеси перед ее поступлением в первый реактор, а расход смеси определялся объемным способом по скорости опорожнения смесителя 4 и показаниям водомера.
При переходе на переработку отходов и стоков производств, продуктов жизнедеятельности людей и т. п. было обнаружено, что новая технология получения металлов сохраняет свои преимущества, позволяя исключить из технологии получения металлов горнорудный, обогатительный, окислительно-восстановительный процессы. Следует отметить отсутствие радиоактивного излучения, как в ходе реализации процесса, так и в конце его. Отсутствуют также газовые выделения. Жидкий продукт реакции, вода, в конце процесса отвечает требованиям, предъявляемым к пожарно-питьевой. Но эту воду целесообразно использовать повторно, т.е. можно выполнить многокаскадный агрегат «Энергонива» (оптимально - 3) с получением из 1т воды порядка 600-700 кг металлических порошков. Проверка экспериментом показала устойчивую работу последовательной каскадной системы, состоящей из 12 ступеней с общим выходом черных металлов порядка 72%, цветных - 21% и неметаллов - до 7 %. Процентный химический состав порошка примерно соответствует распространению элементов в земной коре. Начальными исследованиями установлено, что выход определенного (целевого) элемента возможен при регулировании электрических параметров питания плазмоида. Стоит обратить внимание на использование двух режимов работы установки: металлургический и энергетический. Первый, с приоритетом получения металлического порошка, и второй, - получение электрической энергии.
При синтезе металлического порошка вырабатывается электрическая энергия, которая должна отводиться от установки. Количество электрической энергии оценивается примерно до 3МВт*ч на 1м/куб. воды и зависит от режима работы установки, диаметра реактора и количества наработанного порошка.
Данный вид горения плазмы достигается изменением формы потока разряда. При достижении формой симметричного гиперболоида вращения, в точке пережима плотность энергии максимальна, что способствует прохождению ядерных реакций (см. рис. 4).
Рис. 4. Плазмоид Вачаева
Переработка радиоактивных отходов (особенно жидких) в установках «Энергонива» может открыть новый этап в технологической цепочке атомной энергетики. Процесс "Энергонива" протекает практически бесшумно, с минимальным выделением теплоты и газовой фазы. Усиление шума (до треска и "рева"), а также резкое повышение температуры и давления рабочей среды в реакторах свидетельствуют о нарушении хода процесса, т.е. о возникновении вместо требуемого разряда обычной тепловой электрической дуги в одном или во всех реакторах.
Нормальным является процесс, когда в реакторе между трубчатыми электродами возникает электропроводящий разряд в виде плазменной пленки, образующей многомерную фигуру типа гиперболоида вращения с пережимом диаметром 0,1...0,2 мм. Пленка обладает повышенной электропроводностью, полупрозрачная, светящаяся, толщиной до 10-50 мкм. Визуально она наблюдается при изготовлении корпуса реактора из оргстекла или через торцы электродов, заглушенные пробками из оргстекла. Водный раствор «протекает» через «плазмоид» аналогично тому, как «шаровая молния» проходит через любые препятствия . А.В. Вачаев умер в 2000г. Установка была разобрана и «ноу-хау» утрачено. Инициативные группы последователей «Энергонивы» вот уже 13 лет безуспешно штурмуют результаты А.В. Вачаева, однако «воз и ныне там». Академическая российская наука объявила эти результаты «лже-наукой» без какой-либо проверки в своих лабораториях. Даже пробы порошков, полученных А.В.Вачаевым, не были исследованы и до сих пор хранятся в его лаборатории в Магнитогорске без движения.
Исторический экскурс
Вышеописанные события не произошли вдруг. На пути открытия LENR им предшествовали основные исторические вехи:
1922 году Вендт и Айрион изучали электровзрыв тонкой вольфрамовой проволочки – выделилось около одного кубического сантиметра гелия (при нормальных условиях) за один выстрел .
Вильсон в 1924 году выдвинул предположение о том, что в канале молнии могут образоваться условия, достаточные для начала термоядерной реакции с участием обычного дейтерия, содержащегося в парах воды и такая реакция идёт с образованием только He 3 и нейтрона .
В 1926 Ф.Панец и К.Петерс (Австрия) заявили о генерации Не в мелком порошке Pd, насыщенном водородом. Но из-за всеобщего скепсиса, они отозвали свой результат, признав, что Не мог быть из воздуха .
В 1927 швед J. Tandberg генерировал Не при электролизе с Pd электродами, даже заявил патент на получение Не. В 1932 после открытия дейтерия продолжал эксперименты с D 2 O. Патент был отвергнут, т.к. не была ясна физика процесса.
В 1937 году Л.У.Альварецом открыт электронный захват .
В 1948 году - отчет А.Д.Сахарова «Пассивные мезоны» по мюонному катализу .
В 1956 г лекция И.В. Курчатова: «Импульсы, вызываемые нейтронами и рентгеновскими квантами, могут быть точно сфазированы на осциллограммах. При этом оказывается, что они возникают одновременно. Энергия рентгеновских квантов, появляющихся при импульсных электрических процессах в водороде и дейтерии, достигает 300 - 400 кэВ. Следует отметить, что в тот момент, когда возникают кванты с такой большой энергией, напряжение, приложенное к разрядной трубке, составляет всего лишь 10 кВ. Оценивая перспективы различных направлений, которые могут привести к решению задачи получения термоядерных реакций большой интенсивности, мы не можем сейчас полностью исключить дальнейшие попытки достигнуть этой цели путем использования импульсных разрядов» .
В 1957 году в ядерном центре в Беркли под руководством Л.У.Альвареца было открыто явление мюонного катализа ядерных реакций синтеза в холодном водороде.
В 1960 году, представлен обзор Я.Б.Зельдовича (академик, трижды Герой социалистического труда) и С. С.Герштейна (академик) под названием «Ядерные реакции в холодном водороде» .
Теория бета- распада в связанное состояние была создана в 1961 г .
В лабораториях Филиппса и Эйндховена было замечено в 1961, что радиоактивность трития сильно уменьшается после поглощения титаном. А в случае палладия 1986 г. было замечено испускание нейтронов .
В 50-х-60-х годах в СССР в рамках выполнения Постановления Правительства № 715/296 от 23.07.1960 г. И.С.Филимоненко создал гидролизную энергетическую установку, предназначенную для получения энергии от реакций «теплого» ядерного синтеза, идущих при температуре всего 1150 °С .
В 1974 году белорусским ученым Сергеем Ушеренко экспериментально установлено,
что частицы-ударники размерами 10-100 микрон, разогнанные до скорости порядка 1 км/с, прошивали насквозь стальную мишень толщиной 200 мм, оставляя проплавленный канал, при этом выделялось энергии на порядок больше, чем кинетическая энергия частиц.
В 80-х Б.В.Болотов, находясь в заключении, создал реактор из обычного сварочного аппарата, где получил ценные металлы из серы .
В 1986 году академик Б.В.Дерягин с сотрудниками опубликовал статью, в которой были приведены результаты серии экспериментов по разрушению мишеней из тяжелого льда с помощью металлического бойка.
В 1985 году 12 июня June Steven Jones и Clinton Van Siclen опубликовали статью "Piezonuclear fusion in isotopic hydrogen molecules” в журнале «Journal of Phvsics».
Jones работал над пьезоядерным синтезом с 1985, но только к осени 1988 его группа смогла создать достаточно чувствительные детекторы для измерения слабого потока нейтронов .
Pons и Fleischmann, по их словам, начали работы за свой собственный счет в 1984. Но только с осени 1988, после того как привлекли студента Marvin Hawkins, они начали изучать явление с точки зрения ядерных реакций.
Кстати, Julian Schwinger поддержал холодный синтез осенью 1989 после многочисленных отрицательных публикаций. Он направил статью "Cold Fusion: A Hypothesis" в Physical Review Letters, но статья была так грубо отклонена рецензентом, что Швингер, почувствовав себя оскорбленным, в знак протеста покинул American Physical Society (publisher of PRL).
1994-2000гг - опыты А.В.Вачаева с установкой «Энергонива».
Адаменко в 90-х - 2000-ых годах провел тысячи экспериментов с когерентными электронными пучками. В течение 100 ns в процессе сжатия наблюдаются интенсивные X-ray и Y-лучи с энергиями от 2.3 keV до 10 MeV с максимумом 30 keV. Полная доза при энергиях 30.100 keV превосходила 50.100 krad на расстоянии 10 cm от центра. Наблюдался синтез легких изотопов1<А<240 и трансурановых элементов 250<А<500 вблизи зоны сжатия. Преобразование радиоактивных элементов в стабильные означает трансмутацию в стабильные изотопы 1018 нуклидов (e.g., 60Со) с помощью 1 кДж энергии .
В конце 90-х годов Л.И.Уруцкоевым (компания РЭКОМ, дочернее предприятие Курчатовского института) были получены необычные результаты электровзрыва титановой фольги в воде. Рабочий элемент экспериментальной установки Уруцкоева состоял из прочного стакана из полиэтилена, в который была залита дистиллированная вода, в воду погружалась тонкая титановая фольга, приваренная к титановым электродам. Через фольгу пропускался импульс тока от конденсаторной батареи. Энергия, которая разряжалась через установку, была около 50 кДж, напряжение разряда - 5 кВ. Первое, что привлекло внимание экспериментаторов, было странное светящееся плазменное образование, которое возникало над крышкой стакана. Время жизни этого плазменного образования было около 5 мс, что было значительно больше времени разряда (0,15 мс). Из анализа спектров следовало, что основу плазмы составляют Ti, Fe (наблюдаются даже самые слабые линии), Cu, Zn, Cr, Ni, Ca, Na .
В 90-х-2000-х Крымским В.В. проведены исследования воздействия наносекундных электромагнитных импульсов (НЭМИ) на физические и химические свойства веществ .
2003г - выход монографии «Взаимопревращения химических элементов» Крымского В.В. с соавторами под редакцией академика Балакирева В. Ф. с описанием процессов и установок трансмутации элементов.
В 2006-2007 Italian Ministry of Economic Development основал программу по исследованию получения энергии порядка 500%.
В 2008г. Арата на глазах у изумленной публики продемонстрировал выделение энергии и образование гелия, не предусмотренные известными законами физики .
В 2003-2010гг Шадриным Владимиром Николаевичем. (1948-2012) на Сибирском Химическом Комбинате осуществлена индуцированная трансмутация бета-активных изотопов, представляющих наибольшую опасность в радиоактивных отходах, содержащихся в отработанных твэлах. Получен эффект ускоренного уменьшения бета-активности исследуемых радиоактивных образцов.
В 2012-2013 годах группа Ю.Н.Бажутова получила 7-ми кратное превышение выходной мощности при плазменном электролизе.
В ноябре 2011г А.Росси продемонстрировал 10 кВт аппарат E-Cat, в 2012г - 1 МВт установку, в 2013г проведено тестирование его аппарата группой независимых экспертов.
Классификация
LENR
установок
Известные на сегодняшний день установки и эффекты с LENR можно классифицировать в соответствии с рис. 5.
Рис. 5 Классификация LENR установок
Кратко о ситуации с каждой установкой можно сказать следующее:
Установка E-Cat Росси - проведена демонстрация, изготовлен серийный экземпляр, проведена краткая независимая экспертиза установки с подтверждением характеристик, далее 6-месячный тест, существует проблема получения патента и сертификата.
Наводораживание титана осуществляется С.А.Цветковым в Германии (в стадии получения патента и поиска инвестора в Баварии) и А.П.Хрищановичем сначала в Запорожье, а в настоящее время в Москве в компании NEWINFLOW.
Насыщение кристаллической решётки палладия дейтерием (Арата)- новыми данными с 2008 года авторы не обладают.
Установка ТЭГЭУ И.С.Филимоненко - в разобранном виде (И.С. Филимоненко умер 26.08.2013г).
Установка Hyperion (Дефкалион) - совместный с университетом PURDUE (Индиана) доклад на ICCF-18 с описанием эксперимента и попыткой теоретического обоснования.
Установка Пиантелли - 18 апреля 2012 года на 10-м Международном семинаре по аномальному растворению водорода в металлах доложены результаты опыта с Никель-водородными реакциями. При затратах в 20W, было получено 71W на выходе.
Установка компании Brillion Energy Corporation в Беркли, Калифорния - Демонстрационная установка (ватты) изготовлена и продемонстрирована. Компания официально заявила, что разработала промышленный нагреватель на базе LENR и передала на испытания в один из университетов.
Установка Миллса на базе гидрино - израсходовано около $500 млн. от частных инвесторов, издана многотомная монография с теоретическим обоснованием, запатентовано изобретение нового источника энергии, основанного на превращении водорода в гидрино.
Установка «АТАНОР» (Италия) - открыт «open source» проект (свободных знаний) LENR "hydrobetatron.org" на базе установки Атанор (аналог проекта Мартина Флейшмана).
Установка Celani из Италии - демонстрация на всех последних конференциях.
Дейтериевый теплогенератор Киркинского - разобран (понадобилось помещение)
Насыщение дейтерием вольфрамовых бронз (К.А.Калиев) - получено официальное экспертное заключение о регистрации нейтронов при насыщении пленок из вольфрамовых бронз в Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубна и патент в России. Сам автор умер несколько лет назад.
Тлеющий разряд А.Б.Карабута и И.Б.Савватимовой - эксперименты в НПО «Луч» остановлены, однако подобные исследования разворачиваются за рубежом. Пока опережение Российских ученых сохраняется, но наши исследователи перенацелены руководством на более приземленные задачи.
Колдамасов (г. Волгодонск) ослеп и отошел от дел. Исследования его кавитационного эффекта проводит в Киеве В.И.Высоцкий.
Группа Л.И.Уруцкоева перебралась в Абхазию.
По некоторым сведениям Крымский В.В. проводит исследования трансмутации РАО воздействием нано секундных высовокольтных импульсов.
Генератор искусственных плазмоидных образований (ИПО) В.Копейкина сгорел и средств на восстановление не предвидится. Трехконтурный генератор Теслы, собранный стараниями В.Копейкина для демонстрации искусственных шаровых молний, в работоспособном состоянии, но нет помещения с потребным энергообеспечением в 100 кВт.
Группа Ю.Н.Бажутова продолжает эксперименты на собственные ограниченные средства. Ф.М.Канарев уволен из Краснодарского Аграрного университета.
Высоковольтная электролизная установка А.Б.Карабута только в проекте.
Генератор Б.В. Болотова пытаются реализовать в Польше.
По некоторым данным группа Климова в NEWINFLOW (г. Москва) получила 6-ти кратное превышение выходной мощности над затратами на своей плазмо-вихревой установке.
Последние события (эксперименты, семинары, конференции)
Борьба комиссии по лже-науке с холодным ядерным синтезом дала свои плоды. Более 20-ти лет были под запретом официальные работы по теме LENR и ХЯС в лабораториях РАН, а реферируемые журналы не принимали статьи по этой теме. Однако, «лед тронулся, господа, присяжные заседатели»», и в реферируемых журналах появились статьи, описывающие результаты низкоэнергетических ядерных реакций.
В последнее время некоторым российским исследователям удалось получить интересные результаты, которые опубликованы в реферируемых журналах. Например, группа из ФИАНа провела эксперимент с высоковольтными разрядами в воздухе. В эксперименте достигалось напряжение 1 МВ, ток в воздухе 10-15 кА, энергия 60 кДж. Расстояние между электродами - 1 м. Измерялись тепловые, быстрые нейтроны и нейтроны с энергией > 10МэВ. Тепловые нейтроны измерялись по реакции 10 B + n = 7 Li (0.8 MeV)+ 4 He (2 MeV) и измерялись треки α-частиц диаметром 10-12 мкм. Нейтроны с энергией > 10МэВ измерялись по реакции 12 C + n = 3 α+n’ Одновременно нейтроны и рентген измерялись сцинтилляционным детектором 15 х15 cm 2 и толщиной 5.5 cm. Здесь нейтроны всегда фиксировались вместе с рентгеновским излучением (см. рис. 6).
В разрядах напряжением 1 МВ и током 10-15кА наблюдался значительный поток нейтронов от тепловых до быстрых. В настоящее время удовлетворительного объяснения происхождения нейтронов, особенно с энергиями больше 10 МэВ нет .
Рис. 6 Результаты исследования высоковольтных разрядов в воздухе. (а) поток нейтронов, (б) осциллограммы напряжения, силы тока, рентгеновского излучения и нейтронов.
В Объединенном институте ядерных исследований ОИЯИ (г. Дубна) прошел семинар по теме: «Правы ли те, кто считает науку о холодном ядерном синтезе лженаукой?»
Доклад представил Игнатович Владимир Казимирович, д.ф-м.н., г.н.с. Лаборатории Нейтронной Физики ОИЯИ. Доклад с обсуждениями длился около полутора часов. В основном докладчиком был сделан исторический обзор наиболее ярких работ на тему низкоэнергетических ядерных реакций (LENR) и даны результаты проверок установки А. Росси независимыми экспертами . Одной из целей доклада была попытка привлечь внимание научных сотрудников и коллег к проблеме LENR и показать, что необходимо начинать исследования по этой теме в Лаборатории Нейтронной Физики ОИЯИ.
В июле 2013 года в Миссури (США) прошла международная конференция по холодному синтезу ICCF-18. С презентациями 43-х докладов можно ознакомиться, они в свободном доступе, а ссылки выложены на сайте ассоциации Холодной Трансмутации Ядер и Шаровой Молнии (ХТЯ и ШМ) www. lenr . seplm.ru в разделе «Конференции». Основной лейтмотив выступающих: сомнений не осталось, LENR существует и требуется планомерное исследование открытых и неизвестных доселе науке физических явлений.
В октябре 2013 года в Лоо (Сочи) прошла Российская конференция Холодной Трансмутации Ядер и Шаровой Молнии (РКХТЯиШМ). Половина заявленных докладов не была представлена из-за отсутствия докладчиков по разным причинам: смерть, болезни, нехватка финансовых средств. Стремительное старение и отсутствие «свежей крови» (молодых исследователей) рано или поздно приведут к полному упадку исследований по этой теме в России.
«Странное» излучение
Практически все исследователи холодного ядерного синтеза получали на мишенях очень странные треки, которые нельзя идентифицировать ни с одной известной частицей. В то же время, эти треки (см. рис. 7) поразительно походят друг на друга в качественно различных экспериментах, из чего можно сделать вывод, что их природа может быть единой.
Рис. 7 Треки от «странного» излучения (С.В.Адаменко и Д.С.Баранов)
Каждый исследователь называет их по-разному:
«Странное» излучение;
Эрзион (Ю.Н.Бажутов);
Нейтроний и динейтроний (Ю.Л.Ратис);
Шаровые микро молнии (В.Т.Гринев);
Сверхтяжелые элементы с массовым числом более 1000 единиц (С.В.Адаменко);
Изомеры - кластеры атомов плотной упаковки (Д.С.Баранов);
Магнитные монополи;
Частицы темной материи в 100-1000 раз тяжелее протона (предсказаны академиком В.А.Рубаковым ),
Необходимо отметить, что неизвестен механизм воздействия этого «странного» излучения на биологические объекты. Никто этим не занимался, но фактов непонятных смертей много. И.С. Филимоненко считает, что его спасло только увольнение и прекращение опытов, все его коллеги по работе умерли гораздо раньше него. А.В. Вачаев сильно болел, к концу жизни практически не вставал и умер в возрасте 60 лет. Из 6 человек, занимающихся плазменным электролизом, умерло пять человек, а один остался инвалидом. Есть данные, что рабочие гальванических цехов не доживают и до 44 лет, но никто не исследовал отдельно, какую роль в этом играет химия, и есть ли воздействие от «странного» излучения в этом процессе. Процессы воздействия «странного» излучения на биообъекты пока не изучены и исследователи должны проявлять крайнюю осторожность при проведении экспериментов.
Теоретические разработки
Около ста теоретиков пытались описать процессы в LENR, но ни одна работа не получила всеобщего признания. В России известны теория Эрзиона Ю.Н.Бажутова, бессменного председателя ежегодных российских конференций по холодной трансмутации ядер и шаровой молнии, теория экзотических электрослабых процессов Ю.Л.Ратиса, теория Киркинского-Новикова, теория кристаллизации плазмы В.Т.Гринева и многих других.
В теории Ю.Л.Ратиса предположено, что существует некий «экзоатом «нейтроний», который представляет собой чрезвычайно узкий низколежащий резонанс в сечении упругого электрон-протонного рассеяния, обусловленный слабым взаимодействием, вызывающим переход начального состояния системы «электрон плюс протон» в виртуальную нейтрон-нейтринную пару. Из-за малой ширины и амплитуды этот резонанс невозможно обнаружить в прямом эксперименте по ep - рассеянию. Наличие третьей частицы при столкновении электрона с атомом водорода приводит к тому, что функция Грина атома водорода в возбужденном промежуточном состоянии входит в выражение для сечения рождения «нейтрония» под знаком интеграла. В результате ширина резонанса в сечении рождения нейтрония при столкновении электрона с атомом водорода на 14 порядков больше ширины аналогичного резонанса в упругом ep - рассеянии, и его свойства можно исследовать в эксперименте. Дана оценка размеров, времени жизни, энергетического порога и сечения рождения нейтрония. Показано, что порог рождения нейтрония лежит значительно ниже порога термоядерных реакций. Это означает, что нейтроноподобные ядерно-активные частицы могут рождаться в области сверхнизких энергий, и, следовательно, вызывать ядерные реакции, аналогичные реакциям, вызываемым нейтронами, именно тогда, когда ядерные реакции с заряженными частицами запрещены высоким кулоновским барьером» .
Место
LENR
установок в общем энергопроизводстве
В соответствии с концепцией в будущей энергосистеме основными источниками электрической и тепловой энергии будет множество распределенных по сети точек небольшой мощности, что в корне противоречит существующей парадигме в атомной отрасли наращивать единичную мощность энергоблока для снижения удельной стоимости капвложений. В этом отношении LENR установка очень гибка и это продемонстрировал А. Росси, когда в стандартный контейнер поместил более сотни своих 10 кВт установок для получения 1 МВт мощности. Успех А. Росси по сравнению с другими исследователями основывается на инженерном подходе создания коммерческого продукта 10 кВт масштаба, в то время, как другие исследователи продолжают «удивлять мир» эффектами на уровне нескольких Вт.
Исходя из концепции можно сформулировать следующие требования к новым технологиям и источникам энергии со стороны будущих потребителей:
Безопасность, отсутствие излучения;
Безотходность, отсутствие РАО;
Эффективность цикла;
Легкая утилизация;
Приближенность к потребителю;
Масштабируемость и встраиваемость в SMART-сети.
Сможет ли традиционная атомная энергетика на (U,Pu,Th) цикле удовлетворить этим требованиям? Нет, если учесть ее недостатки:
Требуемая безопасность недостижима или приводит к потере конкурентоспособности;
«Вериги» ОЯТ и РАО тянут в зону неконкурентоспособности, технология переработки ОЯТ и хранения РАО несовершенна и требует невосполнимых затрат на сегодня;
Эффективность использования топлива не более 1%, переход на быстрые реакторы увеличит этот коэффициент, но приведет к еще большему удорожанию цикла и потере конкурентоспособности;
Кпд термического цикла оставляет желать лучшего и почти в 2 раза ниже кпд парогазовых установок (ПГУ);
«сланцевая» революция может привести к снижению цен на газ на мировых рынках и надолго переместить АЭС в зону неконкурентоспособности;
Вывод АЭС из эксплуатации неоправданно дорог и требует длительной выдержки перед процессом демонтажа АЭС (необходимы дополнительные затраты на содержание объекта в процессе выдержки до демонтажа оборудования АЭС).
В то же время, учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что установки на базе LENR удовлетворяют современным требованиям практически по всем позициям и рано или поздно вытеснят с рынка традиционные АЭС, так как более конкурентоспособны и безопасны. В выигрыше будет тот, кто раньше выйдет на рынок с коммерческими LENR аппаратами.
Анатолий Чубайс вошел в состав совета директоров американской исследовательской компании «Tri Alpha Energy Inc.», пытающейся создать установку ядерного синтеза на базе реакции 11 В с протоном. Финансовые магнаты уже «чувствуют» будущие перспективы ядерного синтеза.
«Lockheed Martin вызвала настоящий переполох в атомной энергетике (правда не у нас в стране, так как отрасль остается в «святом неведении»), когда объявила о планах начать работу над термоядерным реактором. Выступая на конференции Google "Solve X” 7 февраля 2013 года, доктор Чарльз Чейз из Локхид "Skunk Works", сказал, что прототип 100-мегаваттного ядерного реактора синтеза будет испытан в 2017 году, и что в полном объеме установка должна быть включена в сеть через десять лет»
(http://americansecurityproject.org/blog/2013/lockheed-martin... on-reactor/). Очень оптимистичное заявление для инновационной технологии, можно сказать для нас фантастическое, если учесть, что у нас в стране за такой срок строится энергоблок проекта 1979 года. Однако существует общественное мнение, что Lockheed Martin, как правило, не делает публичных заявлений о «Skunk Works» проектах, если не имеется высокой степени уверенности в своих шансах на успех .
Пока еще никто не догадывается, какой «камень за пазухой» держат американцы, придумавшие технологию добычи сланцевого газа. Эта технология работоспособна только в геологических условиях Северной Америки и совершенно не подходит для Европы и территории России, так как грозит заражением вредными веществами водных пластов и полным уничтожением питьевых ресурсов. С помощью «сланцевой революции» американцы выигрывают главный ресурс современности - время. «Сланцевая революция» дает им передышку и время для постепенного перевода экономики на новые энергетические рельсы, где ядерный синтез будет играть определяющую роль, а все опоздавшие другие страны останутся на задворках цивилизации.
Ассоциация «Американский проект безопасности» (AMERICAN SECURITY PROJECT -ASP) (http://americansecurityproject.org/) выпустила документ «White paper» под многообещающим названием «Энергия синтеза - 10-летний план по энергетической безопасности» . В предисловии авторы пишут, что энергетическая безопасность Америки (США) основана на реакции синтеза: « Мы должны развивать энергетические технологии, которые позволят экономике продемонстрировать мощь Америки для технологий следующего поколения, которые также являются чистыми, безопасными, надежными и неограниченными. Одна технология открывает большие перспективы в удовлетворении наших потребностей - это энергия синтеза. Речь идет о национальной безопасности, когда в течение 10 лет необходимо продемонстрировать прототипы коммерческих установок на реакции синтеза. Это подготовит почву для полномасштабного коммерческого освоения мощностей, которые будут стимулировать Американское процветание в течение следующего столетия. Пока еще слишком рано говорить, какой подход является наиболее перспективным путем реализации энергии синтеза, но наличие нескольких подходов повышает вероятность успеха».
В процессе своих исследований Ассоциация «Американский проект безопасности» (ASP) обнаружила, что в США промышленность энергии синтеза поддерживают более 3600 предприятий и поставщиков, в дополнение к 93 научно-исследовательским учреждениям, которые расположены в 47 из 50 штатов. Авторы полагают, что для США достаточно $30 млрд. в ближайшие 10 лет для демонстрации практической применимости энергии ядерного синтеза в промышленности.
Для ускорения процесса разработки коммерческих установок ядерного синтеза авторы предлагают следующие мероприятия:
1. Назначить комиссара по энергии ядерного синтеза для упорядочивания руководства исследованиями.
2. Начать строительство экспериментальных установок исследования отдельных компонентов ("Component Test Facility"-CTF) для ускорения прогресса в материалах и научных знаниях.
3. Проводить исследования энергии синтеза несколькими параллельными путями.
4. Уделять больше ресурсов для существующих объектов исследования энергии синтеза.
5. Экспериментировать с новыми и инновационными проектами электростанций
6. В полной мере сотрудничать с частным сектором
Это некая стратегическая программа действий, сродни «манхэттенскому проекту», ведь по масштабам и сложности ее решения эти задачи сопоставимы. По их мнению, инерция государственных программ и несовершенство регулирующих норм в области ядерного синтеза может существенно отдалить дату промышленного внедрения энергии ядерного синтеза. Поэтому они предлагают наделить комиссара по энергии синтеза правом голоса на самых высоких уровнях власти и вменить в его функции координацию всех исследований и создание системы регулирования (норм и правил) ядерного синтеза.
Авторы констатируют, что технология международного термоядерного реактора ITER в Кадараше (Франция) не может гарантировать коммерциализацию ранее середины века, а инерциальный термоядерный синтез не ранее, чем через 10 лет. Из этого они делают вывод, что нынешняя ситуация является неприемлемой и существует угроза национальной безопасности со стороны развивающихся направлений чистой энергии. «Наша энергетическая зависимость от ископаемого топлива представляет риск для национальной безопасности, ограничивает нашу внешнюю политику, способствует угрозе изменения климата и подтачивает нашу экономику. Америка должна развивать энергию синтеза в ускоренные сроки.»
Они утверждают, что настало время повторить программу «Апполон», но в сфере ядерного синтеза. Как когда-то фантастическая задача высадки человека на Луну дала толчок тысячам инноваций и научных достижений, так и сейчас необходимо напрячь национальные силы для достижения цели коммерческого использования энергии ядерного синтеза.
Для коммерческого использования самоподдерживающейся ядерной реакции синтеза материалы должны выдерживать месяцы и годы, а не секунды и минуты, как в настоящее время предусмотрено в ITER.
Альтернативные направления авторы оценивают, как высоко рисковые, но тут же отмечают, что в них и возможны значительные технологические прорывы, и финансироваться они должны обязательно наравне с основными направлениями исследований.
В заключении они перечисляют, по меньшей мере, 10 монументальных выгод для США от программы «Апполон» в области энергии синтеза:
«1. Чистый источник энергии, который произведет революцию в энергетической системе в эпоху, когда запасы ископаемого топлива уменьшаются.
2. Новые источники для базовой энергетики, которая может решить климатический кризис в приемлемые сроки, чтобы избежать наихудших последствий изменения климата.
3. Создание высокотехнологичных отраслей, которые принесут огромные новые источники доходов для ведущих американских промышленных предприятий, тысячи новых рабочих мест.
4. Создание экспортируемых технологий, которые позволят Америке захватить часть из $ 37 трлн. инвестиций в энергетику в ближайшие десятилетия.
5. Побочные инновации в высокотехнологичных отраслях, таких как робототехника, суперкомпьютеры и сверхпроводящие материалы.
6. Американское лидерство в освоение новых научных и инженерных границ. В других странах (например, Китай, Россия и Южная Корея) имеются амбициозные планы по развитию термоядерной энергетики. Будучи первопроходцем в этой развивающейся области США повысят конкурентоспособность американской продукции.
7. Свобода от ископаемого топлива, что позволит США проводить внешнюю политику в соответствии со своими ценностями и интересами, а не в соответствии с ценами на сырьевые товары.
8. Стимул для молодых американцев к получению научного образования.
9. Новый источник энергии, который обеспечит экономическую жизнеспособность Америки и глобальное лидерство в 21-м веке, так же, как огромные ресурсы Америки помогли нам в 20-м.
10. Возможность, наконец, исключить зависимость экономического роста от источников энергии, что принесет экономическое процветание.»
В заключении авторы пишут, что в ближайшие десятилетия Америка столкнется с энергетическими проблемами, так как часть мощностей на АЭС будет выведена из эксплуатации и зависимость от ископаемого топлива только увеличится. Выход они видят только в полномасштабной программе исследований ядерного синтеза, аналогичной по масштабам целей и национальных усилий космической программе «Апполон».
Программа
LENR
исследований
В 2013 году в штате Миссури открыт Институт ядерного возрождения (Sidney Kimmel Institute for Nuclear Renaissance (SKINR)), нацеленный целиком на исследования низкоэнергетических ядерных реакций. Программа исследований института, представленная на последней июльской 2013г конференции по холодному синтезу ICCF-18:
Газовые реакторы:
-Celani репликации
-Высоко-температурный реактор / калориметр
Электрохимические ячейки:
Разработка катодов (много вариантов)
Самособирающиеся катоды из наночастиц Pd
Покрытые Pd катоды из углеродных нанотрубок
Искусственно-структурированные катоды из Pd
Новые составы сплавов
Легирующие добавки для нанопористых Pd электродов
Магнитные поля-
Локальная ультразвуковая поверхностная стимуляция
Тлеющий разряд
Кинетика проникновения Водорода
Детектирование радиации
Соответствующие исследования
Нейтронное рассеяние
МэВ и кэВ бомбардировки D на Pd
Тепловой удар TiD2
Термодинамика поглощения Водорода при высоком давлении / температуре
Детекторы излучения алмазные
Теория
Можно предложить следующие возможные предпочтения исследований низкоэнергетических ядерных реакций в России:
Возобновить через полвека исследования группы И.В.Курчатова по разрядам в водородной и дейтериевой среде, тем более, что уже проводятся исследования по высоковольтным разрядам в воздухе .
Восстановить установку И.С.Филимоненко и провести комплексные испытания.
Развернуть исследования установки «Энергонива» А.В.Вачаева.
Разгадать загадку А.Росси (наводораживание никеля и титана).
Исследовать процессы плазменного электролиза.
Исследовать процессы вихревого плазмоида Климова.
Изучить отдельные физические явления:
Поведение водорода и дейтерия в решетках металлов (Pd, Ni, Ti и т.д.);
Плазмоиды и долгоживущие искусственные плазменные образования (ИПО);
Зарядовые кластеры Шоулдерса;
Процессы в установке «Плазменный фокус»;
Ультразвуковая инициация кавитационных процессов, сонолюминисценция.
Развернуть теоретические исследования, поиск адекватной математической модели LENR.
В свое время в национальной лаборатории Айдахо в 1950-х и 1960-х годах 45 объектов малых тестовых установок заложили основу для полномасштабной коммерциализации ядерной энергетики. Без подобного подхода трудно рассчитывать на успех и в коммерциализации LENR установок. Необходимо создавать подобные Айдахо тестовые установки, как базис будущей энергетики на LENR. Американские аналитики предложили строительство малых экспериментальных установок CTF, исследующих ключевые материалы в экстремальных условиях. Исследования в CTF повысит понимание материаловедения и может привести к технологическим прорывам.
Неограниченность финансирования Минсредмаша в эпоху СССР создала завышенные людские и инфраструктурные ресурсы, целые моногорода, в результате имеется проблема их загрузки задачами и маневра людскими ресурсами в моногородах. Монстр Росатома не прокормит только сфера электричества (АЭС), необходима диверсификация деятельности, освоение новых рынков и технологий, в противном случае, последуют сокращения, безработица, а с ними социальная напряженность и неустойчивость.
Громадные инфраструктурные и интеллектуальные ресурсы атомной отрасли либо бездействуют - нет всепоглощающей идеи, либо выполняют частные мелкие задачи. Полноценная программа исследований LENR может стать стержнем будущих исследований отрасли и источником загрузки всех существующих ресурсов.
Заключение
Факты наличия низкоэнергетических ядерных реакций уже нельзя отметать, как раньше. Они требуют серьезной проверки, строгого научного доказательства, полномасштабной программы исследований и теоретического обоснования.
Невозможно точно предсказать, какое направление в исследованиях ядерного синтеза «выстрелит» первым или будет определяющим в будущей энергетике: низкоэнергетические ядерные реакции ,, установка Lockheed Martin , установка с обращенным полем компании Tri Alpha Energy Inc., плотный плазменный фокус компании Lawrenceville Plasma Physics Inc или электростатическое удержание плазмы компании Energy Matter Conversion Corporation (EMC 2). Но можно уверенно утверждать, что залогом успеха может быть только разнообразие направлений исследования ядерного синтеза и трансмутации ядер. Концентрация ресурсов только на одном направлении может привести в тупик. Мир в 21 веке изменился коренным образом, и если конец 20 века характеризуется бумом информационных и коммуникационных технологий, то 21 век будет веком революции в энергетической сфере, и с проектами ядерных реакторов прошлого века там делать нечего, если, конечно, не ассоциировать себя с отсталыми племенами третьего мира.
В стране нет национальной идеи в области научных исследований, нет стержня, на котором бы держались наука и исследования. Идея управляемого термоядерного синтеза на базе концепции Токамак при громадных финансовых вливаниях и нулевой отдаче дискредитировала не только себя, но и саму идею ядерного синтеза, поколебала веру в светлое энергетическое будущее и служит тормозом для альтернативных исследований. Многие аналитики в США предрекают революцию в этой области и задача лиц, определяющих стратегию развития отрасли, не «проморгать» эту революцию, как уже проморгали «сланцевую».
Стране нужен инновационный проект, аналогичный программе «Апполон», но в энергетической сфере, некий «Атомный проект-2» (не путать с проектом «Прорыв»), который позволит мобилизовать инновационный потенциал страны. Полноценная программа исследований в области низкоэнергетических ядерных реакций позволит решить проблемы традиционной ядерной энергетики, сойти с «нефтегазовой» иглы и обеспечить независимость от энергетики ископаемого топлива.
«Атомный проект - 2» позволит на основе научных и инженерных решений:
Разработать источники «чистой» и безопасной энергии;
Разработать технологию промышленного экономически выгодного получения требуемых элементов в форме нанопорошков из различного сырья, водных растворов, отходов промышленного производства и жизнедеятельности человека;
Разработать экономически выгодные и безопасные электрогенерирующие устройства прямого получения электроэнергии;
Разработать безопасные технологии трансмутации долгоживущих изотопов в стабильные элементы и решить проблему утилизации радиоактивных отходов, то есть решить проблемы существующей ядерной энергетики.
источник proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&...