Hladna jedrska fuzija - mit ali resničnost. Kaj je hladna fuzija? Hladna fuzija: načelo

24. julij 2016

23. marca 1989 je Univerza v Utahu v sporočilu za javnost objavila, da sta »dva znanstvenika sprožila samovzdržno reakcijo jedrske fuzije pri sobni temperaturi«. Predsednik univerze Chase Peterson je dejal, da je ta mejnik dosežek primerljiv le z obvladovanjem ognja, odkritjem elektrike in gojenjem rastlin. Državni zakonodajalci nujno dodelijo 5 milijonov dolarjev za institucijo Nacionalni inštitut hladno fuzijo, univerza pa je od ameriškega kongresa zahtevala še 25 milijonov. Tako se je začel eden najbolj odmevnih znanstvenih škandalov 20. stoletja. Tisk in televizija sta novice takoj razširila po vsem svetu.

Zdelo se je, da imajo znanstveniki, ki so podali senzacionalno izjavo, soliden ugled in so bili precej vredni zaupanja. Martin Fleishman, član Kraljeve družbe in nekdanji predsednik Mednarodnega združenja elektrokemikov, ki se je v Združene države priselil iz Velike Britanije, je užival mednarodno slavo, ki si jo je prislužil s sodelovanjem pri odkritju površinsko povečanega ramanskega sipanja svetlobe. Stanley Pons, soavtor odkritja, je vodil oddelek za kemijo na Univerzi v Utahu.

Kaj je torej vse isto, mit ali resničnost?

Vir poceni energije

Fleischmann in Pons sta trdila, da sta povzročila zlivanje devterijevih jeder med seboj, ko normalne temperature in pritiski. Njihov "hladni fuzijski reaktor" je bil kalorimeter s vodna raztopina sol, skozi katero je potekal električni tok. Res je, voda ni bila preprosta, ampak težka, D2O, katoda je bila iz paladija, litij in devterij pa sta bila del raztopljene soli. Skozi rešitev so neprekinjeno minili meseci D.C., tako da se je na anodi sprostil kisik, na katodi pa težki vodik. Fleischman in Pons naj bi ugotovila, da se temperatura elektrolita občasno zvišuje za desetine stopinj, včasih pa tudi več, čeprav je napajanje zagotavljalo stabilno napajanje. To so pojasnili s pritokom intranuklearne energije, ki se sprošča pri zlitju devterijevih jeder.

Paladij ima edinstveno sposobnost absorbiranja vodika. Fleischman in Pons sta verjela, da se znotraj kristalne mreže te kovine atomi devterija približujejo tako močno, da se njihova jedra zlijejo v jedra glavnega izotopa helija. Ta proces poteka s sproščanjem energije, ki je po njihovi hipotezi segrela elektrolit. Razlaga je navdušila s svojo preprostostjo in popolnoma prepričala politike, novinarje in celo kemike.

Fiziki prinašajo jasnost

Vendar se jedrski fiziki in fiziki plazme niso mudili premagati timpane. Popolnoma dobro so vedeli, da lahko dva devterona načeloma povzročita jedro helija-4 in visokoenergetski kvant gama žarkov, vendar so možnosti za tak izid izjemno majhne. Tudi če devtroni vstopijo v jedrsko reakcijo, se skoraj zagotovo konča z rojstvom tritijevega jedra in protona oziroma pojavom nevtrona in jedra helija-3, verjetnosti teh transformacij pa so približno enake. Če jedrska fuzija res poteka znotraj paladija, potem bi morala nastati veliko število nevtroni z dobro določeno energijo (približno 2,45 MeV). Ni jih težko zaznati niti neposredno (s pomočjo nevtronskih detektorjev) niti posredno (ker bi moral trk takega nevtrona s težkim vodikovim jedrom ustvariti gama-kvant z energijo 2,22 MeV, ki ga je spet mogoče zaznati) . Na splošno bi lahko hipotezo Fleischmana in Ponsa potrdili s standardno radiometrično opremo.

Vendar iz tega ni bilo nič. Fleischman je doma uporabljal povezave in prepričal osebje britanskega jedrskega centra v Harwellu, da preveri njegov "reaktor" za nastajanje nevtronov. Harwell je imel ultra občutljive detektorje za te delce, a niso pokazali nič! Neuspešno se je izkazalo tudi iskanje gama žarkov ustrezne energije. Do enakega zaključka so prišli fiziki z univerze v Utahu. Uslužbenci Massachusetts Institute of Technology so poskušali reproducirati poskuse Fleishmana in Ponsa, vendar spet neuspešno. Zato ni presenetljivo, da je bila trditev o velikem odkritju zatrta na konferenci American Physical Society (APS), ki je bila 1. maja istega leta v Baltimoru.

Sic transit gloria mundi

Od tega udarca si Pons in Fleishman nista nikoli opomogla. V New York Timesu se je pojavil uničujoč članek in do konca maja je znanstvena skupnost ugotovila, da so trditve kemikov iz Utaha bodisi skrajna nesposobnost bodisi elementarna prevara.

Bili pa so tudi disidenti, tudi med znanstveno elito. Ekscentrično Nobelov nagrajenec Julian Schwinger, eden od ustanoviteljev kvantne elektrodinamike, je postal tako prepričan o odkritju kemikov iz Salt Lake Cityja, da je v znak protesta odpovedal članstvo v AFO.

Kljub temu se je akademska kariera Fleishmana in Ponsa hitro in neslavno končala. Leta 1992 so zapustili univerzo Utah in z japonskim denarjem nadaljevali delo v Franciji, dokler niso izgubili tudi tega financiranja. Fleishman se je vrnil v Anglijo, kjer živi v pokoju. Pons se je odpovedal ameriškemu državljanstvu in se naselil v Franciji.

Piroelektrični hladna fuzija

Hladna jedrska fuzija na namiznih napravah ni le možna, ampak tudi izvedena, in to v več različicah. Tako je leta 2005 raziskovalcem s Kalifornijske univerze v Los Angelesu uspelo sprožiti podobno reakcijo v posodi z devterijem, znotraj katere je nastalo elektrostatično polje. Njegov vir je bila volframova igla, povezana s piroelektričnim kristalom litijevega tantalata, ob hlajenju in naknadnem segrevanju katerega je nastala potencialna razlika 100–120 kV. Polje z jakostjo približno 25 GV/m je popolnoma ioniziralo atome devterija in pospešilo njegova jedra, tako da so ob trku s tarčo erbijevega devterida povzročila jedra helija-3 in nevtrone. Največji nevtronski tok je bil približno 900 nevtronov na sekundo (nekaj stokrat višji od tipične vrednosti ozadja). Čeprav ima tak sistem obete kot nevtronski generator, je o njem nemogoče govoriti kot o viru energije. Takšne naprave porabijo veliko več energije, kot jo ustvarijo: v poskusih kalifornijskih znanstvenikov se je v enem ciklu hlajenja in segrevanja, ki je trajal več minut, sprosti približno 10-8 J (11 redov manj, kot je potrebno za segrevanje kozarca vode z 1°C).

Zgodba se tu ne konča.

V začetku leta 2011 se je v svetu znanosti znova razplamtelo zanimanje za hladno termonuklearno fuzijo ali, kot jo imenujejo domači fiziki, hladno fuzijo. Razlog za to navdušenje je bila demonstracija italijanskih znanstvenikov Sergia Focardija in Andrea Rossija z univerze v Bologni nenavadne instalacije, v kateri se po besedah njenih razvijalcev ta sinteza izvaja precej enostavno.

Na splošno ta naprava deluje tako. Nikljev nanoprašek in običajen vodikov izotop sta nameščena v kovinsko cev z električnim grelcem. Nato se vbrizga tlak približno 80 atmosfer. Ob začetnem segrevanju na visoka temperatura(na stotine stopinj), kot pravijo znanstveniki, se del molekul H2 razdeli na atomski vodik, nato pa vstopi v jedrsko reakcijo z nikljem.

Kot rezultat te reakcije nastane izotop bakra in velika količina toplotne energije. Andrea Rossi je pojasnil, da so med prvimi preizkusi naprave od nje prejeli približno 10-12 kilovatov na izhodu, medtem ko je na vhodu sistem zahteval v povprečju 600-700 vatov (kar pomeni elektriko, ki je bila dobavljena napravi, ko je ta priključen v vtičnico). Izkazalo se je, da proizvodnja energije v ta primer je bila večkrat višja od stroškov, pa vendar je bil ravno ta učinek nekoč pričakovan od hladne termonuklearne fuzije.

Kljub temu po mnenju razvijalcev v tej napravi v reakcijo še zdaleč ne vstopata ves vodik in nikelj, ampak le zelo majhen delež. Vendar pa so znanstveniki prepričani, da je to, kar se dogaja v notranjosti, ravno jedrska reakcija. Menijo, da je to dokaz: pojav bakra v več, ki bi lahko bila nečistoča v izvirnem "gorivu" (tj. nikelj); odsotnost velike (to je merljive) porabe vodika (saj bi lahko deloval kot gorivo v kemijska reakcija); oddano toplotno sevanje; in seveda sama energetska bilanca.

Torej, ali je italijanskim fizikom še uspelo doseči termonuklearno fuzijo pri nizke temperature(sto stopinj Celzija ni nič za te reakcije, ki se običajno odvijajo pri milijonih stopinj Kelvina!)? Težko je reči, saj so doslej vse recenzirane znanstvene revije članke svojih avtorjev celo zavračale. Skepticizem mnogih znanstvenikov je povsem razumljiv - že vrsto let so besede "hladna fuzija" povzročile, da so se fiziki nasmehnili in se družili z večnim motorjem. Poleg tega avtorji naprave iskreno priznavajo, da subtilne podrobnosti njenega dela še vedno presegajo njihovo razumevanje.

Kaj je ta neulovljiva hladna fuzija, ki jo številni znanstveniki poskušajo dokazati že desetletja? Da bi razumeli bistvo te reakcije, pa tudi možnosti za takšne študije, se najprej pogovorimo o tem, kaj je termonuklearna fuzija na splošno. Ta izraz razumemo kot proces, v katerem se težja atomska jedra sintetizirajo iz lažjih. V tem primeru se sprosti ogromna količina energije, veliko več kot pri jedrskih reakcijah razpada radioaktivnih elementov.

Podobni procesi se nenehno dogajajo na Soncu in drugih zvezdah, zaradi katerih lahko oddajajo tako svetlobo kot toploto. Tako na primer vsako sekundo naše Sonce v vesolje izžareva energijo, ki ustreza štirim milijonom ton mase. Ta energija se rodi med zlitjem štirih vodikovih jeder (z drugimi besedami, protonov) v helijevo jedro. Hkrati se zaradi pretvorbe enega grama protonov na izhodu sprosti 20 milijonov krat več energije kot pri zgorevanju enega grama premoga. Strinjam se, to je zelo impresivno.

Toda ali ljudje ne morejo ustvariti reaktorja, kot je Sonce, da bi proizvedli veliko količino energije za svoje potrebe? Teoretično seveda lahko, saj neposredna prepoved takšne naprave ne vzpostavlja nobenega od zakonov fizike. Vendar je to precej težko izvedljivo, in tukaj je razlog: ta sinteza zahteva zelo visoko temperaturo in enak nerealno visok tlak. Zato se izkaže, da je ustvarjanje klasičnega termonuklearnega reaktorja ekonomsko nerentabilno - da bi ga zagnali, bo treba porabiti veliko več energije, kot jo lahko ustvari v naslednjih nekaj letih delovanja.

Če se vrnemo k italijanskim odkriteljem, moramo priznati, da sami »znanstveniki« ne vzbujajo veliko zaupanja niti s svojimi preteklimi dosežki niti s svojim trenutnim položajem. Ime Sergia Focardija je do zdaj poznal le malokdo, a zaradi njegovega akademskega naziva profesorja vsaj ne dvomimo o njegovem ukvarjanju z znanostjo. Toda glede kolega pri odkritju, Andrea Rossija, tega ni več mogoče reči. Na ta trenutek Andrea je uslužbenec neke ameriške korporacije Leonardo Corp in se je nekoč odlikoval le s tem, da so ga privedli na sodišče zaradi utaje davkov in tihotapljenja srebra iz Švice. A tudi »slaba« novica za pristaše hladne termonuklearne fuzije se tu ni končala. Izkazalo se je, da Znanstvena revija Journal of Nuclear Physics, v katerem so bili objavljeni italijanski članki o njihovem odkritju, je pravzaprav bolj blog, vendar pokvarjen nabojnik. In poleg tega se je izkazalo, da sta njegova lastnika nihče drug kot že znana Italijana Sergio Focardi in Andrea Rossi. Toda objava v resnih znanstvenih publikacijah služi kot potrditev "verjetnosti" odkritja.

Ne ustavili se tam in kopali še globlje, so novinarji tudi ugotovili, da ideja predstavljenega projekta pripada povsem drugi osebi - italijanskemu znanstveniku Francescu Piantelliju. Zdi se, da se je na tem neslavno končala še ena senzacija in svet je spet izgubil svoj "večni motor". A kako se, ne brez ironije, tolažijo Italijani, če je to le fikcija, potem vsaj ni brez duhovitosti, saj je eno igrati na znance in čisto drugo poskušati obkrožiti ves svet okoli sebe. prst.

Trenutno vse pravice do to napravo pripadajo ameriškemu podjetju Industrial Heat, kjer Rossi vodi vse raziskovalne in razvojne dejavnosti v zvezi z reaktorjem.

Obstajajo nizkotemperaturne (E-Cat) in visokotemperaturne (Hot Cat) različice reaktorja. Prvi za temperature okoli 100-200 °C, drugi za temperature okoli 800-1400 °C. Podjetje je zdaj prodalo nizkotemperaturni reaktor z močjo 1 MW neimenovani stranki za komercialno uporabo in še posebej Industrial Heat preizkuša in odpravlja napake v tem reaktorju, da bi začela obsežno industrijsko proizvodnjo takšnih energijskih enot. Po besedah Andree Rossija reaktor deluje predvsem z reakcijo med nikljem in vodikom, med katero se izotopi niklja transmutirajo s sproščanjem veliko število toplote. tiste. nekateri izotopi niklja prehajajo v druge izotope. Kljub temu so bili izvedeni številni neodvisni testi, med katerimi je bil najbolj informativen preizkus visokotemperaturne različice reaktorja v švicarskem mestu Lugano. Ta test je bil že zajet. .

Že leta 2012 so poročali o tem prva enota za hladno fuzijo je bila prodana Rossiju.

27. decembra je bil na spletni strani E-Cat World objavljen članek o neodvisna reprodukcija Rossijevega reaktorja v Rusiji . Isti članek vsebuje povezavo do poročila"Raziskave analoga visokotemperaturnega toplotnega generatorja Rossi" fizik Parkhomov Alexander Georgievich . Poročilo je bilo pripravljeno za vseruski fizični seminar "Hladna jedrska fuzija in krogelne strele", ki je potekal 25. septembra 2014 na Ruski univerzi prijateljstva ljudi.

V poročilu je avtor predstavil svojo različico Rossijevega reaktorja, podatke o njegovi notranji zgradbi in teste. Glavni zaključek: reaktor res sprosti več energije, kot jo porabi. Razmerje med sproščeno toploto in porabljeno energijo je bilo 2,58. Poleg tega je reaktor približno 8 minut deloval brez vhodne moči, potem ko je napajalni kabel pregorel, na izhodu pa je proizvedel približno kilovat toplotne moči.

Leta 2015 A.G. Parhomov je uspel izdelati dolgotrajni delujoči reaktor z merjenjem tlaka. Od 23.30 16. marca se temperatura še drži. Fotografija reaktorja.

Končno je bilo mogoče narediti dolgotrajen reaktor. Temperatura 1200°C je bila dosežena 16. marca ob 23.30 po 12 urah postopnega segrevanja in se je držala do danes. Moč grelnika 300 W, COP=3.
Prvič je bilo mogoče v instalacijo uspešno namestiti manometer. Pri počasnem segrevanju je bil dosežen maksimalni tlak 5 barov pri 200°C, nato se je tlak zmanjšal in pri temperaturi okoli 1000°C postal negativen. Najmočnejši vakuum približno 0,5 bara je bil pri temperaturi 1150°C.

Pri dolgotrajnem neprekinjenem delovanju vode ni mogoče dodajati 24 ur na dan. Zato smo morali opustiti kalorimetrijo, uporabljeno v prejšnjih poskusih, ki temelji na merjenju mase izhlapene vode. Določanje toplotnega koeficienta v tem poskusu se izvede s primerjavo moči, ki jo porabi električni grelec v prisotnosti in odsotnosti mešanice goriva. Brez goriva se doseže temperatura 1200 ° C pri moči približno 1070 vatov. V prisotnosti goriva (630 mg niklja + 60 mg litijevega aluminijevega hidrida) se ta temperatura doseže pri moči približno 330 vatov. Tako reaktor ustvari približno 700 W presežne moči (COP ~ 3,2). (Razlaga A.G.Parhomova, več točna vrednost COP zahteva podrobnejši izračun)

viri

Na to temo je dober članek v reviji "Kemija in življenje" (št. 8, 2015)

Andreev S. N.
PREPOVEDANE TRANSFORMACIJE ELEMENTOV

Znanost ima svoje prepovedane teme, svoje tabuje. Danes si le redki znanstveniki upajo preučevati biopolja, ultra-nizke doze, strukturo vode ... Območja so kompleksna, blatna, težko podana. Tukaj je enostavno izgubiti svoj ugled, ker si znan kot psevdoznanstvenik, kaj šele, da bi dobil štipendijo. V znanosti je nemogoče in nevarno preseči okvire splošno sprejetih idej, posegati v dogme. A ravno trud drznikov, ki so pripravljeni biti drugačni od vseh drugih, včasih utira nove poti v znanju.
Večkrat smo opazili, kako se dogme z razvojem znanosti začnejo zamajati in postopoma pridobivati status nepopolnega, predhodnega znanja. Torej, in večkrat je bilo v biologiji. Tako je bilo v fiziki. Enako vidimo v kemiji. Pred našimi očmi se je pod navalom nanotehnologije sesula resnica iz učbenika "sestava in lastnosti snovi niso odvisne od metod njene priprave". Izkazalo se je, da lahko snov v nanoformi korenito spremeni svoje lastnosti - zlato na primer ne bo več plemenita kovina.
Danes lahko trdimo, da obstaja kar nekaj poskusov, katerih rezultatov ni mogoče razložiti s stališča splošno sprejetih pogledov. In naloga znanosti ni, da jih zavrže, ampak kopati in poskušati priti do resnice. Stališče »to ne more biti, ker nikoli ne more biti« je seveda priročno, vendar ne more ničesar pojasniti. Poleg tega lahko nerazumljivi, nerazložljivi eksperimenti postanejo znanilci odkritij v znanosti, kot se je že zgodilo. Ena izmed tako vročih tem, dobesedno in figurativno, so tako imenovane nizkoenergijske jedrske reakcije, ki se danes imenujejo LENR – Low-Energy Nuclear Reaction.
Vprašali smo doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti Stepana Nikolajeviča Andreeva z Inštituta za splošno fiziko. A. M. Prokhorov RAS, da nas seznani z bistvom problema in z nekaterimi znanstvenimi poskusi, ki so bili izvedeni v ruskih in zahodnih laboratorijih in objavljeni v znanstvenih revijah. Eksperimenti, katerih rezultatov še ne moremo pojasniti.

REAKTOR "E-CAT" ANDREA ROSSI

Sredi oktobra 2014 je bila svetovna znanstvena skupnost navdušena nad novico - objavila sta poročilo Giuseppe Levi, profesor fizike na Univerzi v Bologni, in soavtorji o rezultatih testiranja reaktorja E-Cat, ki ga je ustvaril italijanski izumitelj Andrea Rossi.
Spomnimo, leta 2011 je A. Rossi javnosti predstavil instalacijo, na kateri je delal vrsto let v sodelovanju s fizikom Sergiom Focardijem. Reaktor, imenovan "E-Cat" (okrajšava za angleški Energy Catalizer), je proizvedel nenormalno količino energije. V zadnjih štirih letih je bil E-Cat testiran različne skupine raziskovalci, saj je znanstvena skupnost vztrajala pri neodvisnem pregledu.
Reaktor je bil keramična cev dolžine 20 cm in premera 2 cm, v notranjosti reaktorja so se nahajali naboj za gorivo, grelni elementi in termoelement, iz katerega se je signal dovajal v krmilno enoto za ogrevanje. Napajanje se je v reaktor napajalo iz električnega omrežja z napetostjo 380 voltov preko treh toplotno odpornih žic, ki so se med delovanjem reaktorja segrevale rdeče. Gorivo je bilo sestavljeno predvsem iz niklja v prahu (90 %) in litijevega aluminijevega hidrida LiAlH4 (10 %). Pri segrevanju se je litijev aluminijev hidrid razkrojil in sprostil vodik, ki bi ga nikelj lahko absorbiral in z njim prestopil v eksotermno reakcijo.
Izumitelj ne razkrije, kako deluje reaktor. Znano pa je, da so v keramično cev nameščeni naboj za gorivo, grelni elementi in termoelement. Površina cevi je rebrasta za boljše odvajanje toplote

Poročilo poroča, da je bila skupna količina toplote, ki jo je naprava ustvarila v 32 dneh neprekinjenega delovanja, približno 6 GJ. Elementarne ocene kažejo, da je energijska intenzivnost prahu več kot tisočkrat višja od energijske intenzivnosti na primer bencina!
Strokovnjaki so s skrbnimi analizami elementarne in izotopske sestave zanesljivo ugotovili, da so se v izrabljenem gorivu pojavile spremembe v razmerjih litijevih in nikljevih izotopov. Če je vsebnost litijevih izotopov v izvirnem gorivu sovpadala z naravno: 6Li - 7,5%, 7Li - 92,5%, potem se je v izrabljenem gorivu vsebnost 6Li povečala na 92%, vsebnost 7Li pa zmanjšala na 8%. Enako močna so bila popačenja izotopske sestave niklja. Na primer, vsebnost izotopa niklja 62Ni v "pepelu" je bila 99 %, čeprav je bila v izvirnem gorivu le 4 %. Zaznane spremembe v izotopski sestavi in nenormalno veliko sproščanje toplote so pokazale, da so v reaktorju morda potekali jedrski procesi. Vendar niti med delovanjem naprave niti po njeni zaustavitvi niso zabeležili znakov povečane radioaktivnosti, značilnih za jedrske reakcije.
Procesi, ki se dogajajo v reaktorju, niso mogli biti reakcije jedrske cepitve, saj je bilo gorivo sestavljeno iz stabilnih snovi. Izključene so tudi reakcije jedrske fuzije, saj je z vidika sodobne jedrske fizike temperatura 1400 ° C zanemarljiva za premagovanje sil Coulombovega odbijanja jeder. Zato je uporaba senzacionalnega izraza "hladna fuzija" za takšne procese napaka, ki je zavajajoča.
Verjetno se tu soočamo z manifestacijami nove vrste reakcij, v katerih potekajo kolektivne nizkoenergijske transformacije jeder elementov, ki sestavljajo gorivo. Ocena energij takšnih reakcij daje vrednost reda 1-10 keV na nukleon, to pomeni, da zasedajo vmesni položaj med "navadnimi" visokoenergetskimi jedrskimi reakcijami (energije več kot 1 MeV na nukleon) in kemijske reakcije (energije reda 1 eV na atom).
Opisanega pojava zaenkrat nihče ne zna zadovoljivo razložiti, hipoteze, ki jih postavljajo številni avtorji, pa ne zdržijo kritik. Za vzpostavitev fizikalnih mehanizmov novega pojava je treba natančno preučiti možne manifestacije podobne nizkoenergijske jedrske reakcije v različnih eksperimentalnih okoljih in posplošiti pridobljene podatke. Poleg tega se je z leti nabralo veliko takšnih nepojasnjenih dejstev. Tukaj je le nekaj izmed njih.

ELEKTRIČNA EKSPLOZIJA VONGRAMOVE ŽICE - ZAČETEK XX. STOLETJA

Leta 1922 štab kemični laboratorij Clarence Irion in Gerald Wendt z Univerze v Chicagu sta objavila članek, posvečen preučevanju električne eksplozije volframove žice v vakuumu (G.L.Wendt, C.E.Irion, Experimental Attempts to Decompose Volfram at High Temperatures. "Journal of the American Chemical Družba", 1922, 44, 1887-1894) .
V električni eksploziji ni nič eksotičnega. Ta pojav so odkrili nič manj kot v konec XVIII stoletja, v vsakdanjem življenju pa ga nenehno opazujemo, kdaj kratek stikžarnice pregorijo (seveda žarnice z žarilno nitko). Kaj se zgodi pri električni eksploziji? Če je moč toka, ki teče skozi kovinsko žico, velika, se kovina začne taliti in izhlapevati. Plazma nastane blizu površine žice. Ogrevanje poteka neenakomerno: na naključnih mestih žice se pojavijo "vroče točke", v katerih se sprosti več toplote, temperatura doseže najvišje vrednosti in pride do eksplozivnega uničenja materiala.
Najbolj presenetljiva stvar v tej zgodbi je, da so znanstveniki sprva pričakovali, da bodo eksperimentalno odkrili razgradnjo volframa na lažje kemične elemente. Airion in Wendt sta se pri svojem namenu oprla na naslednja dejstva, ki so bila že takrat znana.
Prvič, v vidnem spektru sevanja Sonca in drugih zvezd ni značilnih optičnih črt, ki bi pripadale težkim kemičnim elementom. Drugič, temperatura Sončeve površine je približno 6000°C. Zato so menili, da atomi težkih elementov pri takih temperaturah ne morejo obstajati. Tretjič, ko se kondenzatorska baterija izprazni na kovinsko žico, lahko temperatura plazme, ki nastane med električno eksplozijo, doseže 20.000 °C.
Na podlagi tega so ameriški znanstveniki predlagali, da če se močan električni tok spelje skozi tanko žico iz težkega kemičnega elementa, na primer volframa, in segreje na temperature, primerljive s temperaturo Sonca, bodo volframova jedra v nestabilno stanje in razpade na lažje elemente. Poskus so skrbno pripravili in briljantno izvedli z uporabo zelo preprostih sredstev.
Električno eksplozijo volframove žice smo izvedli v stekleni sferični bučki (slika 2) z zapiranjem kondenzatorja s kapaciteto 0,1 mikrofarada, napolnjenega na napetost 35 kilovoltov. Žica je bila nameščena med dvema pritrdilnima volframomama elektrodama, spajkanima v bučko z dveh nasprotnih strani. Poleg tega je bučka imela dodatno "spektralno" elektrodo, ki je služila za vžig plazemskega razelektritve v plinu, ki je nastal po električni eksploziji.
Opozoriti je treba na nekaj pomembnih tehničnih podrobnosti poskusa. Med pripravo smo bučko postavili v pečico, kjer smo jo 15 ur neprekinjeno segrevali pri 300°C in ves ta čas iz nje črpali plin. Skupaj s segrevanjem bučke je skozi volframovo žico prešel električni tok, ki jo je segrel na temperaturo 2000 ° C. Po razplinjevanju smo stekleno cev, ki povezuje bučko z živosrebrno črpalko, stopili z gorilnikom in zapečatili. Avtorji dela so trdili, da so sprejeti ukrepi omogočili vzdrževanje izjemno nizkega tlaka preostalih plinov v bučki 12 ur. Zato, ko je bila uporabljena visokonapetostna napetost 50 kilovoltov, ni prišlo do razpada med "spektralno" in pritrdilno elektrodo.
Airion in Wendt sta izvedla enaindvajset poskusov električne eksplozije. Kot rezultat vsakega poskusa je v bučki nastalo približno 10^19 delcev neznanega plina. Spektralna analiza je pokazala, da vsebuje značilno linijo helija-4. Avtorji so predlagali, da helij nastane kot posledica alfa razpada volframa, ki ga povzroči električna eksplozija. Spomnimo se, da so alfa delci, ki se pojavijo v procesu alfa razpada, jedra atoma 4He.
Objava Irion in Wendt je povzročila velik odmev v takratni znanstveni skupnosti. Na to delo je opozoril sam Rutherford. Izrazil je globok dvom, da je bila napetost, uporabljena v poskusu (35 kV), dovolj visoka, da lahko elektroni sprožijo jedrske reakcije v kovini. Ker je želel preveriti rezultate ameriških znanstvenikov, je Rutherford izvedel svoj poskus - obseval volframovo tarčo z elektronskim žarkom z energijo 100 kiloelektronvoltov. Rutherford v volframu ni našel nobenih sledi jedrskih reakcij, kar je storil v precej ostri obliki kratko sporočilo v reviji Nature. Znanstvena skupnost se je postavila na stran Rutherforda, delo Iriona in Wendta je bilo priznano kot napačno in pozabljeno dolga leta.

ELEKTRIČNA EKSPLOZIJA VONGRAMOVE ŽICE: 90 LET POZNEJE
Le 90 let pozneje se je ruska znanstvena skupina pod vodstvom doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti Leonida Irbekoviča Urutskoeva lotila ponovitve poskusov Airiona in Wendta. Poskusi, opremljeni s sodobno eksperimentalno in diagnostično opremo, so bili izvedeni na legendarnem Inštitutu za fiziko in tehnologijo Sukhumi v Abhaziji. Fiziki so svojo instalacijo poimenovali "HELIOS" v čast vodilni ideji Airiona in Wendta (slika 3). Kremenčeva eksplozijska komora se nahaja v zgornjem delu inštalacije in je povezana z vakuumskim sistemom - turbomolekularno črpalko (obarvana modro). Štirje črni kabli vodijo do eksplozijske komore iz 0,1 mikrofaradnega kondenzatorskega izpraznilnika, ki se nahaja levo od instalacije. Za električno eksplozijo se je baterija napolnila do 35-40 kilovoltov. Diagnostična oprema, uporabljena v poskusih (ni prikazana na sliki), je omogočila preučevanje spektralne sestave sijaja plazme, ki je nastal med električno eksplozijo žice, ter kemično in elementarno sestavo njenih razpadnih produktov. .

riž. 3. Tako je videti instalacija HELIOS, v kateri je skupina L. I. Urutskoeva raziskovala eksplozijo volframove žice v vakuumu (poskus 2012)
Poskusi skupine Urutskoev so potrdili glavni zaključek devetdesetletnega dela. Dejansko je kot posledica električne eksplozije volframa nastala presežna količina atomov helija-4 (približno 10^16 delcev). Če bi volframovo žico zamenjali z železno, potem helij ni nastal. Upoštevajte, da so v poskusih na objektu HELIOS raziskovalci zabeležili tisočkrat manj atomov helija kot v poskusih Airiona in Wendta, čeprav je bil "energetski vnos" v žico približno enak. Kaj je razlog za to razliko, bo treba še videti.
Med električno eksplozijo je bil material žice razpršen na notranja površina eksplozijska komora. Masna spektrometrična analiza je pokazala, da tem trdnim ostankom primanjkuje izotopa volframa-180, čeprav je njegova koncentracija v prvotni žici ustrezala naravni. To dejstvo lahko kaže tudi na možen alfa razpad volframa ali drug jedrski proces med električno eksplozijo žice (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov itd. Študija spektralne sestave optičnega sevanja med električnim eksplozijo volframova žica. Kratka sporočila v fiziki FIAN", 2012, 7, 13-18).

Pospešek alfa razpada z laserjem
Nekatere procese, ki pospešujejo spontane jedrske transformacije radioaktivnih elementov, lahko pripišemo tudi nizkoenergijskim jedrskim reakcijam. Zanimive rezultate na tem področju so dobili na Inštitutu za splošno fiziko. A. M. Prokhorov RAS v laboratoriju, ki ga vodi doktor fizikalnih in matematičnih znanosti Georgij Ayratovich Shafeev. Znanstveniki so odkrili neverjeten učinek: alfa razpad urana-238 se je pospešil pod delovanjem laserskega sevanja z relativno nizko maksimalno intenzivnostjo 10^12-10^13 W / cm2 (A.V. Simakin, G.A. Shafeev, Učinek laserskega obsevanja nanodelci v raztopinah vodnih uranovih soli na aktivnost nuklidov, Kvantna elektronika, 2011, 41, 7, 614-618).
Evo, kako je izgledal poskus. Zlato tarčo smo dali v kiveto z vodno raztopino uranove soli UO2Cl2 s koncentracijo 5–35 mg/ml, ki smo jo obsevali z laserskimi impulzi z valovno dolžino 532 nanometrov, trajanjem 150 pikosekund in hitrostjo ponovitve. 1 kilohertz za eno uro. V takih pogojih se ciljna površina delno stopi, tekočina v stiku z njo pa takoj zavre. Parni tlak razprši nano velike zlate kapljice s ciljne površine v okoliško tekočino, kjer se ohladijo in spremenijo v trdne nanodelce z značilno velikostjo 10 nanometrov. Ta postopek se imenuje laserska ablacija v tekočini in se pogosto uporablja, kadar je potrebno pripraviti koloidne raztopine nanodelcev različnih kovin.
V Shafejevih poskusih je v eni uri obsevanja zlate tarče nastalo 10^15 zlatih nanodelcev na 1 cm3 raztopine. Optične lastnosti takšnih nanodelcev se bistveno razlikujejo od lastnosti masivne zlate plošče: ne odbijajo svetlobe, ampak jo absorbirajo, elektromagnetno polje svetlobnega vala v bližini nanodelcev pa se lahko poveča za 100-10.000-krat in doseže notranjost. -atomske vrednosti!
Jedra urana in produktov njegovega razpada (torij, protaktinij), ki so se pojavila v bližini teh nanodelcev, so bila izpostavljena večkratno okrepljenim laserskim elektromagnetnim poljem. Posledično se je njihova radioaktivnost opazno spremenila. Zlasti se je gama aktivnost torija-234 podvojila. (Gama aktivnost vzorcev pred in po laserskem obsevanju je bila izmerjena s polprevodniškim gama spektrometrom.) Ker je torij-234 posledica alfa razpada urana-238, povečanje njegove gama aktivnosti kaže na pospešek alfa razpada tega izotop urana. Upoštevajte, da se gama aktivnost urana-235 ni povečala.
Znanstveniki iz GPI RAS so ugotovili, da lahko lasersko sevanje pospeši ne le alfa razpad, ampak tudi beta razpad radioaktivnega izotopa 137Cs, enega glavnih sestavnih delov radioaktivnih emisij in odpadkov. V svojih poskusih so uporabili laser z zeleno bakreno paro, ki deluje v ponavljajočem impulznem načinu s trajanjem impulza 15 nanosekund, hitrostjo ponovitve impulza 15 kilohertz in največjo intenzivnostjo 109 W/cm2. Lasersko sevanje je delovalo na zlato tarčo, nameščeno v kiveto z vodno raztopino soli 137Cs, katere vsebnost v 2 ml raztopini je znašala približno 20 pikogramov.
Po dveh urah tarčnega obsevanja so raziskovalci zabeležili, da je v kiveti nastala koloidna raztopina z zlatimi nanodelci velikosti 30 nm (slika 4) in gama aktivnost cezija-137 (in posledično njegova koncentracija v raztopini). ) zmanjšala za 75 %. Razpolovna doba cezija-137 je približno 30 let. To pomeni, da naj bi do takšnega zmanjšanja aktivnosti, ki smo ga dobili v dvournem poskusu, v naravnih razmerah prišlo čez približno 60 let. Če 60 let delimo z dvema uri, dobimo, da se je med lasersko izpostavljenostjo stopnja razpada povečala za približno 260.000-krat. Tako velikansko povečanje stopnje beta razpada bi moralo kiveto z raztopino cezija spremeniti v močan vir gama sevanja, ki spremlja običajni beta razpad cezija-137. Vendar se v resnici to ne zgodi. Meritve sevanja so pokazale, da se gama aktivnost raztopine soli ne poveča (E.V. Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced caesium-137 decay. Quantum Electronics, 2014, 44, 8, 791-792).
To dejstvo nakazuje, da pri laserski izpostavljenosti razpad cezija-137 ne poteka po najverjetnejši (94,6 %) normalnih razmerah scenarij z emisijo gama-kvanta z energijo 662 keV, po drugem pa - nesevalni. Predvidoma gre za neposredni beta razpad s tvorbo jedra stabilnega izotopa 137Ba, ki se v normalnih pogojih pojavi le v 5,4 % primerov.
Zakaj pride do takšne prerazporeditve verjetnosti v reakciji razpada beta cezija, še vedno ni jasno. Vendar pa obstajajo tudi druge neodvisne študije, ki potrjujejo, da je pospešena deaktivacija cezija-137 možna tudi v živih sistemih.

Nizkoenergijske jedrske reakcije v živih sistemih

Doktorica fizikalnih in matematičnih znanosti Alla Alexandrovna Kornilova že več kot dvajset let išče nizkoenergijske jedrske reakcije v bioloških objektih na Fakulteti za fiziko v Moskvi. državna univerza njim. M. V. Lomonosov. Predmet prvih poskusov so bile kulture bakterij Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Postavili smo jih v hranilni medij, ki je bil osiromašen z železom, vendar je vseboval manganovo sol MnSO4 in težko vodo D2O. Poskusi so pokazali, da ta sistem proizvaja pomanjkanje železovega izotopa - 57Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Eksperimentalno odkritje fenomena nizkoenergijske jedrske transmutacije izotopov (Mn55 v Fe57) v rastočih bioloških kulturah, 6. mednarodna konferenca o hladni fuziji", 1996, Japonska, 2, 687-693).
Po mnenju avtorjev študije se je izotop 57Fe pojavil v rastočih bakterijskih celicah kot posledica reakcije 55Mn + d = 57Fe (d je jedro atoma devterija, sestavljeno iz protona in nevtrona). Določen argument v prid predlagani hipotezi je dejstvo, da če težko vodo nadomestimo z lahko vodo ali izključimo manganovo sol iz sestave hranilnega medija, potem bakterije ne proizvajajo izotopa 57Fe.
Prepričana, da so jedrske transformacije stabilnih kemičnih elementov možne v mikrobioloških kulturah, je A. A. Kornilova uporabila svojo metodo za deaktivacijo dolgoživih radioaktivni izotopi(Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Transmutacija stabilnih izotopov in deaktivacija radioaktivnih odpadkov v rastočih bioloških sistemih. Annals of Nuclear Energy, 2013, 62, 626-633). Kornilova tokrat ni delala z monokulturami bakterij, temveč s superzdruževanjem mikroorganizmov. različne vrste izboljšati svoje preživetje agresivna okolja. Vsaka skupina te skupnosti je maksimalno prilagojena skupnemu življenju, kolektivni medsebojni pomoči in medsebojni zaščiti. Posledično se superasociacija dobro prilagaja večini različni pogoji okolje, vključno s povečanim sevanjem. Običajni največji odmerek, ki ga prenašajo običajne mikrobiološke kulture, je 30 kilorad, medtem ko lahko superasociacije prenesejo nekaj vrst velikosti več, z malo ali nič zmanjšanja njihove presnovne aktivnosti.
V steklene kivete smo dali enake količine koncentrirane biomase omenjenih mikroorganizmov in 10 ml raztopine cezijeve-137 soli v destilirani vodi. Začetna gama aktivnost raztopine je bila 20.000 bekerelov. V nekatere kivete so bile dodatno dodane soli vitalnih elementov v sledovih Ca, K in Na. Zaprte kivete smo hranili pri 20°C, njihovo gama aktivnost pa smo merili vsakih sedem dni z uporabo zelo natančnega detektorja.
Za sto dni poskusa v kontrolni kiveti, ki ne vsebuje mikroorganizmov, se je aktivnost cezija-137 zmanjšala za 0,6 %. V kiveti, ki dodatno vsebuje kalijevo sol - za 1%. Najhitreje se je aktivnost zmanjšala v kiveti, ki je dodatno vsebovala kalcijevo sol. Tu se je aktivnost gama zmanjšala za 24 %, kar je enako 12-kratnemu zmanjšanju razpolovne dobe cezija!
Avtorji so domnevali, da se zaradi vitalne aktivnosti mikroorganizmov 137Cs pretvori v 138Ba, biokemični analog kalija. Če je kalij gojišče majhna, potem se pretvorba cezija v barij hitro zgodi, če je veliko, je proces pretvorbe blokiran. Kar se tiče vloge kalcija, je preprosto. Zaradi njegove prisotnosti v hranilnem mediju populacija mikroorganizmov hitro raste in zato zaužije več kalija ali njegovega biokemičnega analoga - barija, torej potisne pretvorbo cezija v barij.
Kaj pa ponovljivost?
Vprašanje ponovljivosti zgoraj opisanih poskusov zahteva nekaj pojasnil. Reaktor E-Cat, ki očara s svojo preprostostjo, posnema na stotine, če ne na tisoče navdušenih izumiteljev po vsem svetu. Obstajajo celo posebni internetni forumi, kjer si "replikatorji" izmenjujejo izkušnje in prikazujejo svoje dosežke (http://www.lenr-forum.com/). Nekaj uspeha v tej smeri je dosegel ruski izumitelj Aleksander Georgijevič Parkhomov. Uspelo mu je zasnovati toplotni generator, ki deluje na mešanici nikljevega prahu in litijevega aluminijevega hidrida, ki daje presežno količino energije (A.G.Parhomov, Rezultati testa nove različice analoga visokotemperaturnega toplotnega generatorja Rossi. "Journal nastajajoče znanosti«, 2015, 8, 34- 39). Vendar pa v nasprotju z Rossijevimi poskusi ni bilo mogoče zaznati popačenj v izotopski sestavi izrabljenega goriva.
Poskusi o električni eksploziji volframovih žic, pa tudi o laserskem pospeševanju razpada radioaktivnih elementov, so s tehničnega vidika veliko bolj zapleteni in jih je mogoče reproducirati le v resnih znanstvenih laboratorijih. V zvezi s tem se vprašanje ponovljivosti poskusa nadomesti z vprašanjem njegove ponovljivosti. Za poskuse nizkoenergijskih jedrskih reakcij je značilna situacija, ko je pri enakih eksperimentalnih pogojih učinek včasih prisoten, včasih ne. Dejstvo je, da ni mogoče nadzorovati vseh parametrov procesa, vključno z očitno glavnim, ki še ni bil identificiran. Iskanje želenih načinov je skoraj slepo in traja več mesecev in celo let. Eksperimentatorji so morali večkrat spremeniti shemo vezja namestitve v procesu iskanja krmilnega parametra - tistega "gumba", ki ga je treba "obrniti", da bi dosegli zadovoljivo ponovljivost. Trenutno je ponovljivost zgoraj opisanih poskusov približno 30-odstotna, to pomeni, da je pozitiven rezultat dosežen v vsakem tretjem poskusu. Veliko ali malo je prepuščeno bralcu. Eno je jasno: brez oblikovanja ustreznega teoretičnega modela preučenih pojavov je malo verjetno, da se bo ta parameter radikalno izboljšal.

Poskus interpretacije

Kljub prepričljivim eksperimentalnim rezultatom, ki potrjujejo možnost jedrskih transformacij stabilnih kemičnih elementov, pa tudi pospeševanja razpada radioaktivnih snovi, fizikalni mehanizmi teh procesov še vedno niso znani.
Glavna skrivnost nizkoenergijskih jedrskih reakcij je, kako pozitivno nabita jedra, ko se približujejo, premagajo odbojne sile, tako imenovano Coulombovo pregrado. To običajno zahteva temperature v milijonih stopinj Celzija. Očitno je, da takšne temperature v obravnavanih poskusih niso dosežene. Kljub temu obstaja verjetnost, ki ni ničelna, da se bo delec, ki nima dovolj kinetične energije za premagovanje odbojnih sil, kljub temu znašel v bližini jedra in z njim stopil v jedrsko reakcijo.
Ta učinek, imenovan tunelski učinek, je čisto kvantne narave in je tesno povezan s Heisenbergovim načelom negotovosti. Po tem principu kvantni delec (na primer jedro atoma) ne more imeti hkrati natančno določenih koordinat in zagona. Produkt negotovosti (neodstranljivih naključnih odstopanj od natančne vrednosti) koordinate in zagona je od spodaj omejen z vrednostjo, sorazmerno s Planckovo konstanto h. Isti produkt določa verjetnost tuneliranja skozi potencialno pregrado: večji kot je produkt negotovosti položaja in gibalne količine delca, večja je ta verjetnost.
V delih doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti, profesorja Vladimirja Ivanoviča Manka in soavtorjev, je bilo dokazano, da lahko v določenih stanjih kvantnega delca (t. i. koherentna korelirana stanja) produkt negotovosti preseže Planckovo konstanto za več vrstnih redov velikosti. Posledično se bo za kvantne delce v takih stanjih povečala verjetnost premagovanja Coulombove pregrade (V.V. Dodonov, V.I. Manko, Invariante in evolucija nestacionarnih kvantnih sistemov. »Zbornik FIAN. Moskva: Nauka, 1987, v. str. 286)".
Če se več jeder različnih kemičnih elementov hkrati znajde v koherentnem koreliranem stanju, potem lahko v tem primeru pride do določenega kolektivnega procesa, ki vodi do prerazporeditve protonov in nevtronov med njimi. Verjetnost takšnega procesa bo večja, čim manjša je razlika med energijami začetnega in končnega stanja ansambla jeder. Prav ta okoliščina očitno določa vmesni položaj nizkoenergijskih jedrskih reakcij med kemičnimi in »navadnimi« jedrskimi reakcijami.
Kako nastanejo koherentna korelirana stanja? Kaj povzroča, da se jedra združujejo v ansamble in izmenjujejo nukleone? Katera jedra lahko in katera ne sodelujejo v tem procesu? Na ta in mnoga druga vprašanja še ni odgovorov. Teoretiki delajo le prve korake k rešitvi tega najbolj zanimivega problema.
Zato na tej fazi glavna vloga pri raziskovanju nizkoenergijskih jedrskih reakcij bi morala pripadati eksperimentatorjem in izumiteljem. Sistemsko eksperimentalno in teoretični študij ta neverjetni pojav, celovita analiza pridobljenih podatkov, široka strokovna razprava.
Razumevanje in obvladovanje mehanizmov nizkoenergijskih jedrskih reakcij nam bo pomagalo pri reševanju najrazličnejših aplikativnih problemov – ustvarjanja poceni avtonomnih elektrarn, visoko učinkovitih tehnologij za dekontaminacijo jedrskih odpadkov in transformacije kemičnih elementov.

Piroelektrična hladna fuzija

Treba je razumeti, da hladna jedrska fuzija na namiznih napravah ni le mogoča, ampak tudi izvedena in to v več različicah. Tako so leta 2005 raziskovalci s Kalifornijske univerze v Los Angelesu v Nature poročali, da jim je uspelo sprožiti podobno reakcijo v posodi z devterijem, znotraj katere je nastalo elektrostatično polje. Njegov vir je bila konica volframove igle, povezana s piroelektričnim kristalom litijevega tantalata, pri hlajenju in kasnejšem segrevanju katerega je nastala potencialna razlika reda 100–120 kV. Polje z jakostjo približno 25 gigavoltov / meter je popolnoma ioniziralo atome devterija in pospešilo njegova jedra, tako da so ob trku s tarčo erbijevega devterida povzročila jedra helija-3 in nevtrone. Izmerjeni najvišji nevtronski tok je v tem primeru znašal približno 900 nevtronov na sekundo (kar je nekaj stokrat višje od tipične vrednosti ozadja).
Čeprav ima tak sistem določene možnosti kot nevtronski generator, o njem nima smisla govoriti kot o viru energije. Tako ta naprava kot druge podobne naprave porabijo veliko več energije, kot jo ustvarijo na izhodu: v poskusih kalifornijske univerze se je v enem ciklu hlajenja in segrevanja, ki traja več minut, sprostilo približno 10 ^ (-8) J. To je 11 rede velikosti manj, kot je potrebno, da segrejemo kozarec vode za 1 stopinjo Celzija.

Vir poceni energije

Fleishman in Pons sta trdila, da sta povzročila zlivanje devterijevih jeder med seboj pri običajnih temperaturah in tlakih. Njihov "hladno fuzijski reaktor" je bil kalorimeter z vodno raztopino soli, skozi katero je šel električni tok. Res je, voda ni bila preprosta, ampak težka, D2O, katoda je bila iz paladija, litij in devterij pa sta bila del raztopljene soli. Skozi raztopino so mesece brez ustavljanja spuščali konstanten tok, tako da se je na anodi sprostil kisik, na katodi pa težki vodik. Fleischman in Pons naj bi ugotovila, da se temperatura elektrolita občasno zvišuje za desetine stopinj, včasih pa tudi več, čeprav je napajanje zagotavljalo stabilno napajanje. To so pojasnili s pritokom intranuklearne energije, ki se sprošča pri zlitju devterijevih jeder.

Pospeševalnik ogrevanja. Nastavitev, ki jo v poskusih hladne fuzije uporabljajo raziskovalci UCLA. Ko se piroelektrični kristal segreje, se na njegovih ploskvah ustvari potencialna razlika, ki ustvarja električno polje visoke intenzivnosti, v katerem se pospešujejo devterijevi ioni.

Fiziki prinašajo jasnost

Vendar se jedrski fiziki in fiziki plazme niso mudili premagati timpane. Popolnoma dobro so vedeli, da lahko dva devterona načeloma povzročita jedro helija-4 in visokoenergetski kvant gama žarkov, vendar so možnosti za tak izid izjemno majhne. Tudi če devtroni vstopijo v jedrsko reakcijo, se skoraj zagotovo konča z rojstvom tritijevega jedra in protona oziroma pojavom nevtrona in jedra helija-3, verjetnosti teh transformacij pa so približno enake. Če jedrska fuzija res poteka znotraj paladija, bi morala ustvariti veliko število nevtronov dokaj določene energije (približno 2,45 MeV). Ni jih težko zaznati niti neposredno (s pomočjo nevtronskih detektorjev) niti posredno (ker bi moral trk takega nevtrona s težkim vodikovim jedrom ustvariti gama-kvant z energijo 2,22 MeV, ki ga je spet mogoče zaznati) . Na splošno bi lahko hipotezo Fleischmana in Ponsa potrdili s standardno radiometrično opremo.

diagram vezja Nastavitev piroelektrične fuzije, ki prikazuje kristal, ekvipotencialne črte in trajektorije devterijevih ionov. Ozemljena bakrena mreža ščiti Faradayjevo skodelico. Cilinder in tarča se napolnita do +40 V za zbiranje sekundarnih elektronov.

Sic transit gloria mundi

Bili pa so tudi disidenti, tudi med znanstveno elito. Ekscentrični Nobelov nagrajenec Julian Schwinger, eden od ustanoviteljev kvantne elektrodinamike, je postal tako prepričan o odkritju kemikov iz Salt Lake Cityja, da je v znak protesta odpovedal članstvo v AFO.

Ekologija porabe Znanost in tehnologija: Hladna fuzija bi lahko postala ena največjih znanstveni prebojče se bo kdaj uresničilo.

23. marca 1989 je Univerza v Utahu v sporočilu za javnost objavila, da sta »dva znanstvenika sprožila samovzdržno reakcijo jedrske fuzije pri sobni temperaturi«. Predsednik univerze Chase Peterson je dejal, da je ta mejnik dosežek primerljiv le z obvladovanjem ognja, odkritjem elektrike in gojenjem rastlin. Državni zakonodajalci so nujno namenili 5 milijonov dolarjev za ustanovitev National Cold Fusion Institute, univerza pa je od ameriškega kongresa zahtevala še 25 milijonov. Tako se je začel eden največjih znanstvenih škandalov 20. stoletja. Tisk in televizija sta novice takoj razširila po vsem svetu.

Kaj je torej vse isto, mit ali resničnost?

Vir poceni energije

Fiziki prinašajo jasnost

Vendar se jedrski fiziki in fiziki plazme niso mudili premagati timpane. Popolnoma dobro so vedeli, da lahko dva devterona načeloma povzročita jedro helija-4 in visokoenergetski kvant gama žarkov, vendar so možnosti za tak izid izjemno majhne. Tudi če devtroni vstopijo v jedrsko reakcijo, se skoraj zagotovo konča z rojstvom tritijevega jedra in protona oziroma pojavom nevtrona in jedra helija-3, verjetnosti teh transformacij pa so približno enake. Če jedrska fuzija res poteka znotraj paladija, bi morala ustvariti veliko število nevtronov dokaj določene energije (približno 2,45 MeV). Ni jih težko zaznati niti neposredno (s pomočjo nevtronskih detektorjev) niti posredno (ker bi moral trk takega nevtrona s težkim vodikovim jedrom ustvariti gama-kvant z energijo 2,22 MeV, ki ga je spet mogoče zaznati) . Na splošno bi lahko hipotezo Fleischmana in Ponsa potrdili s standardno radiometrično opremo.

Sic transit gloria mundi

Od tega udarca si Pons in Fleishman nista nikoli opomogla. V New York Timesu se je pojavil uničujoč članek, do konca maja pa je znanstvena skupnost ugotovila, da so trditve kemikov iz Utaha bodisi skrajna nesposobnost bodisi preprosta prevara.

Kljub temu se je akademska kariera Fleishmana in Ponsa končala - hitro in neslavno. Leta 1992 so zapustili univerzo Utah in z japonskim denarjem nadaljevali delo v Franciji, dokler niso izgubili tudi tega financiranja. Fleishman se je vrnil v Anglijo, kjer živi v pokoju. Pons se je odpovedal ameriškemu državljanstvu in se naselil v Franciji.

Piroelektrična hladna fuzija

Zgodba se tu ne konča

Na splošno ta naprava deluje tako. Nikljev nanoprašek in običajen vodikov izotop sta nameščena v kovinsko cev z električnim grelcem. Nato se vbrizga tlak približno 80 atmosfer. Ko se sprva segreje na visoko temperaturo (na stotine stopinj), kot pravijo znanstveniki, se del molekul H2 razdeli na atomski vodik, ki nato vstopi v jedrsko reakcijo z nikljem.

Kot rezultat te reakcije nastane izotop bakra in velika količina toplotne energije. Andrea Rossi je pojasnil, da so med prvimi preizkusi naprave od nje prejeli približno 10-12 kilovatov na izhodu, medtem ko je na vhodu sistem zahteval v povprečju 600-700 vatov (kar pomeni elektriko, ki je bila dobavljena napravi, ko je ta priključen v vtičnico). Vse se je izkazalo, da je bila proizvodnja energije v tem primeru večkrat višja od stroškov in pravzaprav je bil ta učinek nekoč pričakovan od hladne fuzije.

Kljub temu po mnenju razvijalcev v tej napravi v reakcijo še zdaleč ne vstopata ves vodik in nikelj, ampak le zelo majhen delež. Vendar pa so znanstveniki prepričani, da je to, kar se dogaja v notranjosti, ravno jedrska reakcija. Dokaz za to menijo: pojav bakra v večji količini, kot bi lahko bila nečistoča v prvotnem "gorivu" (to je nikelj); odsotnost velike (to je merljive) porabe vodika (saj bi lahko deloval kot gorivo v kemični reakciji); oddano toplotno sevanje; in seveda sama energetska bilanca.

Ali je torej italijanskim fizikom res uspelo doseči termonuklearno fuzijo pri nizkih temperaturah (sto stopinj Celzija ni nič za takšne reakcije, ki običajno potekajo pri milijonih stopinj Kelvina!)? Težko je reči, saj so doslej vse recenzirane znanstvene revije članke svojih avtorjev celo zavračale. Skepticizem mnogih znanstvenikov je povsem razumljiv - že vrsto let so besede "hladna fuzija" povzročile, da so se fiziki nasmehnili in se družili z večnim motorjem. Poleg tega avtorji naprave iskreno priznavajo, da subtilne podrobnosti njenega dela še vedno presegajo njihovo razumevanje.

Če se vrnemo k italijanskim odkriteljem, moramo priznati, da sami »znanstveniki« ne vzbujajo veliko zaupanja niti s svojimi preteklimi dosežki niti s svojim trenutnim položajem. Ime Sergia Focardija je do zdaj poznal le malokdo, a zaradi njegovega akademskega naziva profesorja vsaj ne dvomimo o njegovem ukvarjanju z znanostjo. Toda glede kolega pri odkritju, Andrea Rossija, tega ni več mogoče reči. Trenutno je Andrea uslužbenec neke ameriške korporacije Leonardo Corp in se je nekoč odlikoval le s tem, da je bil priveden na sodišče zaradi utaje davkov in tihotapljenja srebra iz Švice. A tudi »slaba« novica za pristaše hladne termonuklearne fuzije se tu ni končala. Izkazalo se je, da je znanstvena revija Journal of Nuclear Physics, v kateri so Italijani objavljali članke o svojem odkritju, pravzaprav bolj blog in manjvredna revija. In poleg tega se je izkazalo, da sta njegova lastnika nihče drug kot že znana Italijana Sergio Focardi in Andrea Rossi. Toda objava v resnih znanstvenih publikacijah služi kot potrditev "verjetnosti" odkritja.

Ne da bi se pri tem ustavili in kopali še globlje, so novinarji tudi ugotovili, da ideja predstavljenega projekta pripada povsem drugi osebi - italijanskemu znanstveniku Francescu Piantelliju. Zdi se, da se je na tem neslavno končala še ena senzacija in svet je spet izgubil svoj "večni motor". A kako se, ne brez ironije, tolažijo Italijani, če je to le fikcija, potem vsaj ni brez duhovitosti, saj je eno igrati na znance in čisto drugo poskušati obkrožiti ves svet okoli sebe. prst.

Trenutno vse pravice do te naprave pripadajo ameriškemu podjetju Industrial Heat, kjer Rossi vodi vse raziskovalne in razvojne dejavnosti v zvezi z reaktorjem.

Obstajajo nizkotemperaturne (E-Cat) in visokotemperaturne (Hot Cat) različice reaktorja. Prvi za temperature okoli 100-200 °C, drugi za temperature okoli 800-1400 °C. Podjetje je zdaj prodalo nizkotemperaturni reaktor z močjo 1 MW neimenovani stranki za komercialno uporabo in še posebej Industrial Heat preizkuša in odpravlja napake v tem reaktorju, da bi začela obsežno industrijsko proizvodnjo takšnih energijskih enot. Po besedah Andree Rossija reaktor deluje predvsem z reakcijo med nikljem in vodikom, med katero se izotopi niklja transmutirajo s sproščanjem velike količine toplote. tiste. nekateri izotopi niklja prehajajo v druge izotope. Kljub temu so bili izvedeni številni neodvisni testi, med katerimi je bil najbolj informativen preizkus visokotemperaturne različice reaktorja v švicarskem mestu Lugano. O tem testu je bilo že pisano.

Že leta 2012 so poročali, da je bila prva enota za hladno fuzijo prodana Rossiju.

27. decembra je bil na spletni strani E-Cat World objavljen članek o neodvisni reprodukciji Rossijevega reaktorja v Rusiji. Isti članek vsebuje povezavo do poročila "Raziskava analoga visokotemperaturnega toplotnega generatorja Rossi" fizika Parkhomova Aleksandra Georgijeviča. Poročilo je bilo pripravljeno za vseruski fizični seminar "Hladna jedrska fuzija in krogelne strele", ki je potekal 25. septembra 2014 na Ruski univerzi prijateljstva ljudi.

Leta 2015 je A.G. Parhomov je uspel izdelati dolgotrajni delujoči reaktor z merjenjem tlaka. Od 23.30 16. marca se temperatura še drži. Fotografija reaktorja.

Pri dolgotrajnem neprekinjenem delovanju vode ni mogoče dodajati 24 ur na dan. Zato smo morali opustiti kalorimetrijo, uporabljeno v prejšnjih poskusih, ki temelji na merjenju mase izhlapene vode. Določanje toplotnega koeficienta v tem poskusu se izvede s primerjavo moči, ki jo porabi električni grelec v prisotnosti in odsotnosti mešanice goriva. Brez goriva se doseže temperatura 1200 ° C pri moči približno 1070 vatov. V prisotnosti goriva (630 mg niklja + 60 mg litijevega aluminijevega hidrida) se ta temperatura doseže pri moči približno 330 vatov. Tako reaktor ustvari približno 700 W presežne moči (COP ~ 3,2). (Razlaga A. G. Parkhomova, natančnejša vrednost COP zahteva podrobnejši izračun). objavljeno

NAROČITE SE na NAŠ youtube kanal Econet.ru, ki vam omogoča ogled na spletu, brezplačen prenos z YouTuba videoposnetka o zdravljenju, pomlajevanju osebe ..