Юный техник, 2014 № 01

ВОЗВРАЩАЯСЬ К НАПЕЧАТАННОМУ О холодном термояде

Принято считать, что о возможности осуществления холодного термояда впервые заявили профессора Мартин Флейшман из Университета Саутгемптона и Стэнли Понс из Университета Юты. Однажды, а именно 21 марта 1989 года, они якобы наблюдали в лаборатории устойчивую реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре. Когда они сообщили об этом, сенсация взорвала не только научный мир. Даже обыватели стали мечтать о безопасных ядерных мини-реакторах на кухонном столе или под капотом автомобиля. Однако вскоре начали поступать сообщения и совсем иного рода. Опыты Флейшмана и Понса, несмотря на многочисленные попытки, не смогли воспроизвести ни в одной лаборатории. Сами же они отказались предоставить на суд коллег свои записи и предпочли засекретить свою разработку.

Общество разочарованно отвернулось от исследователей, посчитав их сообщения недостоверными. Однако недавно просочились сведения, что работы по холодному термояду вовсе не прекратились. Финансовую поддержку Флейшману и Понсу продолжают оказывать некоторые японские корпорации и частные фонды, а их технологией заинтересовались серьезные ведомства, например департамент прикладных наук Центра космических и морских военных систем ВМФ США.

Кроме того, стали объявляться исследователи, тоже якобы совершившие прорыв в данной области. Так, японский ученый Йосиаки Арата провел в Университете Осаки публичный эксперимент, показавший возможность термоядерного синтеза при невысоких температурах. Он и его коллеги использовали особые структуры из наночастиц. Это были специально подготовленные кластеры из нескольких сотен атомов палладия. Главная их особенность состояла в том, что они имели внутри обширные пустоты, в которые можно закачивать атомы дейтерия до очень высокой концентрации. Когда они сливаются, происходит реакция…

Многих еще больше заинтересовало сообщение сотрудников Болонского университета Андреа Росси и Серджио Фокарди, которые также заявили об успешном эксперименте по холодному термоядерному синтезу. Они даже продемонстрировали действующую установку — никель-водородный термоядерный реактор. В нем соединяются никель с водородом, в результате чего образуется изотоп меди и выделяется тепловая энергия.

Первая публичная демонстрация нового реактора прошла 14 января 2011 года на одном из итальянских заводов. «Росси объяснил, что они получали от реактора около 10–12 киловатт энергии на выходе, в то время как на входе система требовала в среднем 600–700 ватт», — информирует своих читателей издание Pure Energy Systems.

А. Росси (справа) и С. Фокарди позируют у своей установки.

Поясним, что на вход подается электричество из розетки, а на выходе образуется тепло. В установке оно шло на испарение воды, поставляемой в систему охлаждения реактора насосом. Количество превращенной в пар Н₂О и служило мерилом КПД установки. В итоге получалось, что производство энергии многократно превышает затраты.

В общих чертах работает этот аппарат так. В металлическую трубку с электрическим подогревателем помещают нанопорошок никеля и легкий изотоп водорода под давлением до 80 атмосфер. При первоначальном нагреве до высокой температуры, как объясняют итальянцы, часть молекул Н₂ разделяется на атомарный водород, далее тот вступает в реакцию с никелем.

Реагирует, впрочем, не весь водород и далеко не весь никель, а очень малая их доля. «Однако перед нами именно ядерные реакции, — убеждены авторы аппарата. — Ведь энергетический баланс положителен»…

Все относящиеся к делу документы, а также гипотезы и предположения о синтезе, отчет группы приглашенных профессоров, анализы и часть высказываний, касающихся чудо-машины, Фокарди собрал в частном издании Journal of Nuclear Physics, где он сам является одним из консультантов.

За этим фактом можно, конечно, усмотреть и подтасовку. Особенно если учесть, что нераскрытая физика процесса никак не помешала итальянцам заявить, что до конца 2011 года они собираются наладить серийный выпуск своих реакторов.

Однако назначенный срок давно миновал, а производство так и не налажено, а новых сообщений не поступало.

В серийном варианте реактор Росси должен представлять собой сравнительно небольшой чемодан.

Схема возможного механизма синтеза в установке Росси. На короткое время некоторые атомы водорода, оказываясь внутри кристаллической решетки металла, наполненной электронами проводимости, могут переходить в неустойчивое состояние..

Между тем их работу продолжают дотошно проверять в других научных центрах. И результаты у всех получаются неоднозначные. Так, скажем, в НАСА полагают, что низкоэнергетическая ядерная реакция с выделением минимума гамма-излучения в принципе возможна, хотя и не является холодным термоядерным синтезом. Это, скорее, явление, связанное с резонансом водорода в металлической решетке.

Тем не менее, специалисты НАСА видят большие перспективы подобной реакции, надо только довести ее до ума. Правда, работы в этом направлении ведутся уже около 20 лет, и пока никаких конкретных результатов нет. Однако в НАСА все же надеются совершить прорыв и подарить человечеству неисчерпаемый экологически чистый источник энергии.

Он будет иметь уникальные достоинства. Мощность реакторов можно менять от микроватт до гигаватт, им не нужна антирадиационная защита. А стало быть, компактные источники энергии смогут питать двигатели автомобилей, самолетов, кораблей, обогреют помещения и осветят улицы.

В НАСА даже набросали эскиз космолета с силовой установкой на базе низкоэнергетической ядерной реакции. Небольшой многоразовый космический аппарат длиной в 30–40 м и весом 40–50 т сможет доставить на низкую околоземную орбиту около 9 т груза. При этом он будет взлетать и садиться по-самолетному и обойдется без огромных баков с химическим горючим.

В России эксперименты в этой области проводятся сразу в нескольких физических институтах. Подобными разработками занимаются и отдельные изобретатели. Например, инженер Алексей Расулов утверждает, что холодный ядерный синтез происходит при грозе, и остается только подсмотреть механизм действия у природы, чтобы грамотно воспользоваться им в своих интересах.

«В грозовых тучах есть все необходимое для такой реакции — положительные и отрицательные заряды, высокая напряженность электрического поля, — полагает Расулов. — Все это условия для электролиза тяжелой воды и образования закиси азота. Природный инструмент дает возможность преобразовывать молекулярный азот в плазму — состояние, при котором происходит реакция синтеза»…

Температура при возникновении разряда молнии достигает 30 тысяч градусов, и это относительно немного по сравнению с обычной термоядерной реакцией. Более того, при грозе отмечалось выделение нейтронов, которые как раз свидетельствуют о реакции синтеза. Осталось воспроизвести грозу в лабораторных условиях, и мечта человечества об альтернативном источнике энергии сбудется.

Несколько иначе рассуждает профессор Сергей Тимашев, заведующий лабораторией Государственного научного центра Российской Федерации «Научно-исследовательский физико-химический институт имени Л. Я. Карпова». «К сожалению, термин «холодный синтез» из-за кажущейся легкости реализации ядерных превращений в условиях практически любой лаборатории и получения при этом дешевой энергии, как следовало из работы Флейшмана и Понса 1989 года, за прошедшие с тех пор почти 25 лет оказался в значительной мере дискредитированным усилиями многих неспециалистов, бросившихся разрабатывать «золотую жилу», — рассказал он.

И все же ряд экспериментов убедительно показал, что ядерные превращения действительно могут происходить при значительно более низких энергиях по сравнению с теми, которые реализуются в высокотемпературной плазме»…

Установка холодного ядерного синтеза обещает быть компактнее, чем этот реактор ITER.

Чтобы как-то реабилитировать саму идею, вместо термина «холодный синтез» стали использовать иные термины — низкоэнергетические ядерные реакции, ядерные процессы в конденсированной среде. Но смена терминологии не отменила вопросов, возникающих при низкотемпературных ядерных превращениях: «В чем причина невоспроизводимости результатов? Каков все же физический механизм таких процессов?..»

Тем не менее, если результаты работ по холодному ядерному синтезу пока еще вызывают сомнения из-за их невоспроизводимости, то экспериментальные доказательства возможности превращения, трансмутации разнообразных ядер при лазерном распылении металлов в водных средах, в частности в тяжелой воде, несомненны. Это дает основание полагать, что мы приближаемся к пониманию механизма холодного синтеза.

Публикацию подготовил С. НИКОЛАЕВ