Легкая термоядерная пена

Легкая термоядерная пена Ацетон, ультразвук и немного солей урана – возможно, это рецепт энергосмеси будущего  

У пузырькового термояда уже есть и своя история. Так, в 2002 году другой столп рафинированной научной прессы, журнал Science, опубликовал сообщение о реализации пузырькового термояда. Сердце установки – небольшой цилиндр с ацетоном, в котором ядра водорода были заменены ядрами дейтерия, имеющими в своем составе кроме протона еще и один нейтрон. После ультразвуковых ударов ученые тогда зарегистрировали поток нейтронов, вылетающих из камеры, где находился цилиндр с ацетоном. Это да еще появление ядер трития в облученном таким образом ацетоне – явные признаки термоядерной реакции.

Однако критики тогда указывали, что количество зарегистрированных нейтронов не соответствовало количеству трития, образовавшегося в ходе эксперимента. Несмотря на все неувязки, Science все же опубликовал статью о звуковом термояде, а в научном сообществе публикация в этом издании считается своеобразным сертификатом качества работы.

Весной 2004 года в одном из номеров еще одного авторитетного журнала Physical Review Е (pre.aps.org) появилось сообщение группы физиков из двух американских институтов (Окриджская национальная лаборатория, штат Теннесси, и Ренселлерский политехнический институт в Трое, штат Нью-Йорк) о том, что им вторично удалось получить доказательства существования пузырькового термояда. Экспериментаторы обрабатывали цилиндр мощными звуковыми волнами и одновременно – высокоэнергичными нейтронами. Мощное схлопывание пузырьков нагревало дейтерированный ацетон до таких температур, при которых, утверждают физики, уже начинается термоядерная реакция – слияние двух ядер дейтерия в ядро трития с вылетом лишнего нейтрона. Причем на сей раз и количество, и энергия выделяющихся нейтронов полностью соответствуют количеству образующегося трития.

И вот – сообщение об опытах Руси Талеярхана.

На этот раз, эксперименты проводились над смесью дейтерированных бензола и ацетона. Чтобы «зажечь» термоядерную реакцию, в них растворили немного солей урана, служащего источником альфа-частиц. По словам академика Нигматулина, самое сложное здесь было создать кавитационный сферический кластер пузырьков. «Это определенное искусство, – подчеркивает Нигматулин. – Когда он создается – а это примерно один раз на 10 ультразвуковых «выстрелов», – тогда получаются термоядерные нейтроны. Исчезает кластер, прекращается и выход нейтронов».

Есть физические проблемы «вечные», как реликтовое излучение. Вечный двигатель (шире – опровержение Второго закона термодинамики); бесконечный спор о справедливости Специальной теории относительности Эйнштейна и о якобы некорректности результатов эксперимента Майкельсона по определению скорости света; до сих пор в ощутимом количестве встречаются эфиропоклонники (в смысле – поклонники теории существования физического эфира)? Проблема так называемого «холодного термояда» – из этого же списка. Но в данном случае есть и информационный повод, совершенно свежий.

Авторитетнейший научный журнал Nature сообщил об очередном, вроде бы успешном эксперименте по получению холодного термояда, еще точнее – одной из его разновидностей: пузырькового термояда. Американский физик доктор Руси Талеярхан утверждает, что свечение специального раствора (что входит в его состав – немного ниже) под действием ультразвукового «выстрела» («сонолюминесценция») объясняется термоядерным синтезом внутри газовых пузырьков.

«Идея пузырькового термояда примерно та же, что и в основе водородной бомбы, но только каждый пузырек – это маленькая, очень маленькая бомбочка», – подчеркнул в беседе с корреспондентом «НГ» академик Роберт Нигматулин, председатель Уфимского научного центра РАН.

Здесь надо сказать, что Роберт Искандрович – соавтор цитируемой работы. «Теоретическая идея была моя, – пояснил академик Нигматулин. – В 1995 году, после моего доклада «Перспективы пузырькового термояда» на ядерной конференции в США, Руси ко мне подошел и сказал: «Я хочу с вами работать». Он оказался очень энергичным, творческим человеком: нашел финансирование, специалистов, например Колина Веста, который в свое время руководил в США 2-миллиардной ядерной программой. Он внес очень большой вклад, чтобы эта машина заработала».

Машина – это, конечно, громко сказано и для непосвященных звучит немного даже угрожающе в данном контексте. На самом деле – это пока только лабораторная, настольная установка.

«Вообще-то неправильно называть пузырьковый термояд разновидностью «холодного термояда», – рассказывает Роберт Нигматулин. – Это – супергорячий термояд, это микроводородная бомба. В центре пузырька, который испускает нейтроны, температура от 100 до 200 миллионов градусов Кельвина. Процесс длится доли пикосекунды («пико» – 10-12 сек. – «НГН»), в которые реализуется каждое схлопывание, из каждого пузырька успевает выскочить порядка десятка нейтронов. В общем, получается 500 тысяч нейтронов в секунду. Это – много с точки зрения физики явления, но этого мало, чтобы это было термоядерным реактором».

За те пикосекунды, что длится существование этих пузырьков, они не успевают обмениваться выделяющимся теплом с жидкостью. Отсюда – и солнечные температуры внутри каждого пузырька.

Напомню, что классическая термоядерная реакция (реакция термоядерного синтеза) – это слияние при высоких температурах (сотни миллионов градусов) легких ядер (например, изотопов водорода – дейтерия или трития) с образованием более тяжелых ядер. Сопровождается выделением просто ошеломляюще большого количества энергии, основной источник энергии Солнца и звезд. (Солнце ежесекундно расходует на тепло и свет 4200 тонн своего вещества. За сутки его масса уменьшается почти на 400 миллиардов тонн!

По сообщению Nature, в своем эксперименте Талеярхан зафиксировал и свечение, и поток нейтронов. Более того, их энергии оказались именно такими, какими должны быть у продуктов термоядерного синтеза.

«Каковы перспективы, когда можно довести пузырьковый термояд, скажем, до уровня ТОКАМАКов?» – интересуюсь я у Роберта Нигматулина.

«Лет 15–20 назад сотрудники лаборатории нашего известного физико-химика Дерягина показали, что они могут получать в некоторых электрохимических системах несколько нейтронов в секунду, – дает свой прогноз Нигматулин. – Правда, не было доказано, что это именно термоядерные нейтроны с характерной энергией 2,5 Мэв. У нас сейчас – полмиллиона нейтронов. Для того чтобы это было как реактор, нужно еще в 1000 раз больше. Мы сейчас работаем с дейтерием. Если половину дейтерия заменить, как во всех атомных бомбах, тритием – это еще примерно на три порядка увеличит выход нейтронов. То есть в наших экспериментах нужно добиться еще в 1000 раз увеличения выхода. Есть идеи, как это сделать».

Есть, правда, тут и одна деталь (по крайней мере одна), которая опять автоматически переводит проблему «холодного термояда» в разряд вечных: в статье указывается, что результаты воспроизводятся не всегда. Впрочем, Роберт Нигматулин полон спокойного оптимизма. «Постепенно недоверие к этим экспериментам исчезает, – подчеркивает он. – Я думаю, пройдет еще год-два и скажут: «Да подумаешь, здесь еще мало нейтронов!»

Так что холодные термоядерные мозги начинают закипать?

Андрей Ваганов
Независимая газета, 25.01.06

 

Почтовый адрес

117997
Россия, Москва,
Нахимовский проспект, дом 36,
Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН
Схема проезда

Курс лекций

Курс лекций академика Р.И.Нигматулина "Основы механики сплошных сред" для студентов Механико-математического факультета МГУ
Скачать

КОНТАКТЫ

Телефон +7(499)124-5996
E-mail nigmar@ocean.ru 
Отправить сообщение

Joomla templates by a4joomla