Fuziunea la rece este cunoscută drept una dintre cele mai mari farse științifice secolul XX. Pentru o lungă perioadă de timp majoritatea fizicienilor au refuzat să discute chiar și despre posibilitatea unei astfel de reacții. Cu toate acestea, doi oameni de știință italieni au prezentat recent publicului un dispozitiv care, potrivit acestora, îl implementează cu ușurință. Este cu adevărat posibilă această sinteză?
La începutul acestui an, interesul pentru fuziunea termonucleară la rece sau, așa cum o numesc fizicienii autohtoni, fuziunea termonucleară la rece, a aprins din nou în lumea științei. Motivul acestei emoții a fost demonstrația de către oamenii de știință italieni Sergio Focardi și Andrea Rossi de la Universitatea din Bologna a unei instalații neobișnuite în care, potrivit dezvoltatorilor săi, această sinteză se realizează destul de ușor.
În general, acest dispozitiv funcționează așa. Nanopulbere de nichel și un izotop obișnuit de hidrogen sunt plasate într-un tub metalic cu un încălzitor electric. În continuare, se formează o presiune de aproximativ 80 de atmosfere. Când sunt încălzite inițial la o temperatură ridicată (sute de grade), după cum spun oamenii de știință, unele dintre moleculele de H 2 sunt împărțite în hidrogen atomic, care apoi intră într-o reacție nucleară cu nichel.
În urma acestei reacții, se generează un izotop de cupru, precum și o cantitate mare de energie termică. Andrea Rossi a explicat că atunci când au testat prima dată dispozitivul, au primit aproximativ 10-12 kilowați de ieșire de la acesta, în timp ce sistemul necesita o medie de 600-700 de wați de intrare (adică electricitatea care intră în dispozitiv atunci când este conectat la priză) . . S-a dovedit că producția de energie în în acest caz, a fost de multe ori mai mare decât costurile, dar acesta a fost exact efectul care era de așteptat de la fuziunea termonucleară la rece la un moment dat.
Cu toate acestea, potrivit dezvoltatorilor, în acest aparat Până acum, nu tot hidrogenul și nichelul reacţionează, ci o parte foarte mică din ele. Cu toate acestea, oamenii de știință sunt încrezători că ceea ce se întâmplă în interior sunt tocmai reacții nucleare. Ei consideră dovada acestui lucru: apariția cuprului în Mai mult, ce ar putea constitui o impuritate în „combustibilul” original (adică nichel); absența unui consum mare (adică măsurabil) de hidrogen (deoarece ar putea acționa ca combustibil într-o reacție chimică); alocat Radiație termala; și, desigur, echilibrul energetic în sine.
Deci, fizicienii italieni chiar au reușit să realizeze fuziunea termonucleară la temperaturi scăzute(sute de grade Celsius nu sunt nimic pentru astfel de reacții, care de obicei apar la milioane de grade Kelvin!)? Este greu de spus, deoarece până acum toate revistele științifice evaluate de colegi au respins chiar articolele autorilor săi. Scepticismul multor oameni de știință este destul de înțeles - de mulți ani cuvintele " fuziune la rece„fă-i pe fizicieni să zâmbească și să-l asocieze cu o mașină cu mișcare perpetuă. În plus, autorii dispozitivului înșiși recunosc sincer că detaliile subtile ale funcționării sale rămân încă dincolo de înțelegerea lor.
Ce este asta evaziv termonucleare rece, posibilitatea pe care mulți oameni de știință încearcă să o demonstreze de zeci de ani? Pentru a înțelege esența acestei reacții, precum și perspectivele unei astfel de cercetări, să vorbim mai întâi despre ce este fuziunea termonucleară în general. Acest termen se referă la procesul în care are loc sinteza nucleelor atomice mai grele din cele mai ușoare. În acest caz, se eliberează o cantitate imensă de energie, mult mai mult decât în timpul reacțiilor nucleare de dezintegrare a elementelor radioactive.
Procese similare au loc în mod constant pe Soare și alte stele, motiv pentru care pot emite atât lumină, cât și căldură. De exemplu, în fiecare secundă Soarele nostru emite energie echivalentă a patru milioane de tone de masă în spațiul cosmic. Această energie este creată prin fuziunea a patru nuclee de hidrogen (cu alte cuvinte, protoni) într-un nucleu de heliu. În același timp, ca urmare a transformării unui gram de protoni, se eliberează de 20 de milioane de ori mai multă energie decât în timpul arderii unui gram de cărbune. De acord, acest lucru este foarte impresionant.
Dar nu pot oamenii să creeze un reactor precum Soarele pentru a produce cantități mari de energie pentru nevoile lor? Teoretic, desigur, pot, deoarece interzicerea directă a unui astfel de dispozitiv nu este stabilită de niciuna dintre legile fizicii. Cu toate acestea, acest lucru este destul de dificil de făcut și iată de ce: această sinteză necesită temperaturi foarte ridicate și aceeași presiune ireal de mare. Prin urmare, crearea unui reactor termonuclear clasic se dovedește a fi neprofitabilă din punct de vedere economic - pentru a-l lansa, va fi necesar să cheltuiți mult mai multă energie decât poate produce în următorii câțiva ani de funcționare.
De aceea, mulți oameni de știință de-a lungul secolului al XX-lea au încercat să efectueze o reacție de fuziune termonucleară la temperaturi scăzute și presiune normală, adică aceeași fuziune termonucleară la rece. Primul raport că acest lucru a fost posibil a apărut pe 23 martie 1989, când profesorul Martin Fleischmann și colegul său Stanley Pons au susținut o conferință de presă la Universitatea lor din Utah, unde au raportat cum, aproape pur și simplu trecând un curent printr-un electrolit, au obținut o ieșire de energie pozitivă sub formă de căldură și radiații gamma înregistrate provenite de la electrolit. Adică au efectuat o reacție de fuziune termonucleară la rece.
În luna iunie a aceluiași an, oamenii de știință au trimis Naturii un articol cu rezultatele experimentului, dar în curând a izbucnit un adevărat scandal în jurul descoperirii lor. Adevărul este că cercetătorii de la conducere centre științifice SUA, California și Massachusetts Institutes of Technology, au repetat acest experiment în detaliu și nu au găsit nimic similar. Adevărat, apoi au urmat două confirmări, făcute de oamenii de știință de la Universitatea din Texas A&M și de la Institutul de Cercetare Tehnologică din Georgia. Cu toate acestea, a fost o jenă și cu ei.
Când au efectuat experimente de control, s-a dovedit că electrochimiștii din Texas au interpretat greșit rezultatele experimentului - în experimentul lor, generarea crescută de căldură a fost cauzată de electroliza apei, deoarece termometrul a servit ca un al doilea electrod (catod)! În Georgia, contoarele de neutroni s-au dovedit a fi atât de sensibile încât au răspuns la căldura unei mâini. Exact așa a fost înregistrată „emisia de neutroni”, pe care cercetătorii au considerat-o a fi rezultatul unei reacții de fuziune termonucleară.
Ca urmare a tuturor acestor lucruri, mulți fizicieni au fost plini de încredere că există și nu poate exista niciun termonuclear rece, iar Fleischmann și Pons pur și simplu au înșelat. Cu toate acestea, alții (și sunt, din păcate, o minoritate clară) nu cred că oamenii de știință au fost frauduloși sau chiar că a fost pur și simplu o greșeală și speră că se poate construi o sursă de energie curată și practic inepuizabilă.
Printre aceștia din urmă se numără și omul de știință japonez Yoshiaki Arata, care a petrecut câțiva ani cercetând problema fuziunii termonucleare la rece și a realizat în 2008 un experiment public la Universitatea din Osaka care a arătat posibilitatea ca fuziunea termonucleară să aibă loc la temperaturi scăzute. El și colegii săi au folosit structuri speciale din nanoparticule.
Acestea erau grupuri special pregătite, constând din câteva sute de atomi de paladiu. Caracteristica lor principală era că aveau goluri vaste în interior în care atomii de deuteriu (un izotop de hidrogen) puteau fi pompați la o concentrație foarte mare. Și când această concentrație a depășit o anumită limită, aceste particule s-au apropiat atât de mult una de cealaltă încât au început să se fuzioneze, rezultând o adevărată reacție termonucleară. A implicat fuziunea a doi atomi de deuteriu într-un atom de litiu-4, eliberând căldură.
Dovadă în acest sens a fost faptul că, atunci când profesorul Arata a început să adauge gaz deuteriu în amestecul care conținea nanoparticulele menționate, temperatura acestuia a crescut la 70 de grade Celsius. După ce gazul a fost oprit, temperatura din celulă a rămas ridicată mai mult de 50 de ore, iar energia eliberată a depășit energia cheltuită. Potrivit omului de știință, acest lucru ar putea fi explicat doar prin faptul că a avut loc fuziunea nucleară.
Adevărat, până acum experimentul lui Arata nu a fost repetat în niciun laborator. Prin urmare, mulți fizicieni continuă să considere fuziunea termonucleară la rece o păcăleală și o șarlamănie. Totuși, Arata însuși neagă astfel de acuzații, reproșându-le adversarilor săi că nu știu să lucreze cu nanoparticule, motiv pentru care eșuează.
Fuziune la rece- posibilitatea presupusă de a efectua o reacție de fuziune nucleară în sisteme chimice (atomo-moleculare) fără încălzire semnificativă a substanței de lucru. Reacțiile de fuziune nucleară cunoscute au loc la temperaturi de milioane de kelvin.
În literatura străină este cunoscut și sub numele:
- reacții nucleare cu energie scăzută (LENR, reacții nucleare cu energie scăzută)
- reacții nucleare asistate chimic (CANR)
Multe rapoarte și baze de date extinse despre implementarea cu succes a experimentului s-au dovedit ulterior a fi fie „rățe de ziar”, fie rezultatul unor experimente efectuate incorect. Laboratoarele de top din lume nu au putut să repete un singur experiment similar și, dacă l-au repetat, s-a dovedit că autorii experimentului, în calitate de specialiști restrânși, au interpretat incorect rezultatul obținut sau au efectuat incorect experimentul, nu au efectuat determină măsurătorile necesare etc. Există, de asemenea, o versiune conform căreia toată dezvoltarea acestei direcții este sabotată în mod deliberat de guvernul mondial secret. Din moment ce CNF va rezolva problema resurselor limitate și va distruge multe pârghii de presiune economică.
Istoria apariției armelor chimice nucleare
Ipoteza despre posibilitatea fuziunii nucleare la rece (CNF) nu a fost încă confirmată și face obiectul unor speculații constante, dar acest domeniu al științei este încă studiat în mod activ.
SNC în celulele unui organism viu
Cele mai cunoscute lucrări despre „transmutare” de Louis Kervran ( Engleză), publicată în 1935, 1955 și 1975. Cu toate acestea, mai târziu s-a dovedit că Louis Kervran nu a existat de fapt (poate că era un pseudonim), iar rezultatele muncii sale nu au fost confirmate. Mulți consideră însăși personalitatea lui Louis Kervran și a unora dintre lucrările sale ca o glumă a lui Aprilie a fizicienilor francezi. În 2003, a fost publicată o carte a lui Vladimir Ivanovich Vysotsky, șeful departamentului de matematică și radiofizică teoretică de la Universitatea Națională Taras Shevchenko din Kiev, care susține că au fost găsite noi dovezi ale „transmutației biologice”.
CNF într-o celulă electrolitică
Raportul chimiștilor Martin Fleischmann și Stanley Pons despre SNC - transformarea deuteriului în tritiu sau heliu în condiții de electroliză pe un electrod de paladiu, apărut în martie 1989, a provocat mult zgomot, dar nici nu a fost confirmat, în ciuda verificărilor repetate.
Detalii experimentale
Experimentele de fuziune la rece includ de obicei:
- un catalizator cum ar fi nichel sau paladiu, sub formă de pelicule subțiri, pulbere sau burete;
- „fluid de lucru” care conține tritiu și/sau deuteriu și/sau hidrogen în stare lichidă, gazoasă sau plasmă;
- „excitarea” transformărilor nucleare ale izotopilor de hidrogen prin „pomparea” „fluidului de lucru” cu energie - prin încălzire, presiune mecanică, expunere la un fascicul(e) laser, unde acustice, câmp electromagnetic sau curent electric.
O configurație experimentală destul de populară pentru o cameră de fuziune la rece constă din electrozi de paladiu scufundați într-un electrolit care conține apă grea sau foarte grea. Camerele de electroliză pot fi deschise sau închise. În sisteme celule deschise Produsele de electroliză gazoasă părăsesc volumul de lucru, ceea ce face dificilă calcularea balanței de energie primită/cheltuită. În experimentele cu camere închise, produsele de electroliză sunt utilizați, de exemplu, prin recombinare catalitică în părți speciale ale sistemului. Experimentatorii se străduiesc, în general, să asigure o eliberare constantă de căldură printr-o alimentare continuă cu electrolit. De asemenea, sunt efectuate experimente precum „căldura după moarte”, în care eliberarea de energie în exces (datorită presupusei fuziuni nucleare) este controlată după oprirea curentului.
Fuziune la rece - a treia încercare
CYAS la Universitatea din Bologna
În ianuarie 2011, Andrea Rossi (Bologna, Italia) a testat o instalație pilot de reactor chimic nuclear pentru transformarea nichelului în cupru, cu participarea hidrogenului, iar pe 28 octombrie 2011, a demonstrat o instalație industrială de 1 MW jurnaliştilor de la renumite. media și un client din Statele Unite.
Conferințe internaționale despre CNF
Vezi si
Note
Legături
- V. A. Tsarev, Fuziunea nucleară la temperatură joasă, „Progresele în științe fizice”, noiembrie 1990.
- Kuzmin R.N., Shvilkin B.N. Fuziune nucleară rece. - Ed. a II-a. - M.: Cunoașterea, 1989. - 64 p.
- documentar despre istoria dezvoltării tehnologiei de fuziune la rece
- Fuziune nucleară rece - senzație științifică sau farsă?, Membrana, 03/07/2002.
- Fuziunea termonucleară la rece este încă o farsă, Membrana, 22.07.2002.
- Un reactor de fuziune în palmă împinge deuteroni în coamă, Membrana, 28.04.2005.
- A fost realizat un experiment încurajator de fuziune nucleară rece, Membrana, 28.05.2008.
- Fizicienii italieni vor demonstra un reactor de fuziune la rece terminat, Eye of the Planet, 14.01.2011.
- Fuziunea la rece a fost realizată în Apenini. Italienii au prezentat lumii un reactor de fuziune la rece funcțional. „Nezavisimaya Gazeta”, 17.01.2011.
- Există un paradis energetic în față? „Noosfera”, 08.10.2011. (link indisponibil)
- Marea revoluție energetică din octombrie. „Membrana.ru”, 29.10.2011.
Fundația Wikimedia. 2010.
WikipediaSoarele este un reactor termonuclear natural Fuziunea termonucleară controlată (CTF) este sinteza nucleelor atomice mai grele din cele mai ușoare cu scopul de a obține energie, care, spre deosebire de fuziunea termonucleară explozivă (și ... Wikipedia
Acest articol este despre o zonă non-academică de cercetare. Vă rugăm să editați articolul astfel încât acest lucru să fie clar atât din primele sale propoziții, cât și din textul următor. Detalii în articol și pe pagina de discuții... Wikipedia
Și falsificarea cercetare științifică organizație de coordonare științifică din cadrul Prezidiului Academia Rusă Sci. Înființată în 1998 la inițiativa academicianului Academiei Ruse de Științe Vitaly Ginzburg. Comisia elaborează recomandări către Prezidiul Academiei Ruse de Științe... ... Wikipedia
Comisia de combatere a pseudoștiinței și falsificării cercetării științifice este o organizație de coordonare științifică aflată sub Prezidiul Academiei Ruse de Științe. Înființată în 1998 la inițiativa academicianului Academiei Ruse de Științe Vitaly Ginzburg. Comisia dezvoltă... ... Wikipedia
Comisia de combatere a pseudoștiinței și falsificării cercetării științifice din cadrul Prezidiului Academiei Ruse de Științe a fost înființată în 1998 la inițiativa academicianului Vitaly Ginzburg. Comisia elaborează recomandări către Prezidiul Academiei Ruse de Științe pe probleme controversate... ... Wikipedia
Este prezentată o listă a problemelor nerezolvate ale fizicii moderne. Unele dintre aceste probleme sunt de natură teoretică, ceea ce înseamnă că teoriile existente nu sunt în măsură să explice anumite fenomene observate sau experimentale... ... Wikipedia
CNF- fuziune nucleară rece... Dicționar de abrevieri și abrevieri
Dimineața, o persoană se trezește, pornește întrerupătorul - electricitatea apare în apartament, care încălzește apa din ceainic, furnizează energie pentru funcționarea televizorului și a computerului și face ca becurile să strălucească. O persoană ia micul dejun, iese din casă și se urcă într-o mașină, care pleacă fără a lăsa în urmă norul obișnuit de gaze de eșapament. Când o persoană decide că trebuie să alimenteze, cumpără o butelie de gaz, care este inodoră, netoxică și foarte ieftină - produsele petroliere nu mai sunt folosite ca combustibil. Apa oceanului a devenit combustibil. Aceasta nu este o utopie, aceasta este o zi obișnuită într-o lume în care omul a stăpânit reacția rece de fuziune nucleară.
Joi, 22 mai 2008, un grup de fizicieni japonezi de la Universitatea din Osaka, condus de profesorul Arata, a demonstrat reacția de fuziune la rece. Unii dintre oamenii de știință prezenți la demonstrație au numit-o un succes, dar cei mai mulți au spus că experimentul va trebui repetat în mod independent în alte laboratoare pentru a face astfel de afirmații. Mai multe publicații de fizică au scris despre declarația japoneză, dar cele mai respectate reviste din lumea științifică, cum ar fi ŞtiinţăȘi Natură, nu și-au publicat încă evaluarea acestui eveniment. Ce explică acest scepticism din partea comunității științifice?
Chestia este că fuziunea nucleară rece are o reputație proastă în rândul oamenilor de știință de ceva vreme. De mai multe ori, declarațiile despre implementarea cu succes a acestei reacții s-au dovedit a fi o falsificare sau un experiment incorect. Pentru a înțelege dificultatea efectuării fuziunii nucleare în laborator, este necesar să se abordeze pe scurt fundamente teoretice reactii.
Găinile și fizica nucleară
Fuziunea nucleară este o reacție în care nucleele atomice ale elementelor ușoare fuzionează pentru a forma nucleul unuia mai greu. Reacția eliberează o cantitate imensă de energie. Acest lucru se datorează forțelor de atractivitate extrem de intense care operează în interiorul nucleului, care țin împreună protonii și neutronii care alcătuiesc nucleul. La distante mici - aproximativ 10 -13 centimetri - aceste forte sunt extrem de puternice. Pe de altă parte, protonii din nuclee sunt încărcați pozitiv și, în consecință, tind să se respingă unul pe altul. Raza de acțiune a forțelor electrostatice este mult mai mare decât cea a forțelor nucleare, așa că atunci când nucleele sunt îndepărtate unul de celălalt, primele încep să domine.
În condiții normale, energia cinetică a nucleelor atomilor de lumină este prea mică pentru ca aceștia să învingă repulsia electrostatică și să intre într-o reacție nucleară. Puteți forța atomii mai apropiați, ciocnindu-i cu viteză mare sau folosind presiuni și temperaturi ultra-înalte. Cu toate acestea, teoretic există și cale alternativă, permițând ca reacția dorită să fie efectuată practic „pe masă”. Unul dintre primii care a exprimat ideea de a realiza fuziune nucleară la temperatura camerei în anii 60 ai secolului trecut a fost fizicianul francez, laureat. Premiul Nobel Louis Kervran.
Omul de știință a atras atenția asupra faptului că găinile care nu primesc calciu din dieta lor depun totuși ouă normale cu coajă. Se știe că coaja conține mult calciu. Kervran a concluzionat că găinile îl sintetizează în corpul lor dintr-un element mai ușor - potasiul. Fizicianul a identificat mitocondriile, stațiile energetice intracelulare, ca locul reacțiilor de fuziune nucleară. În ciuda faptului că mulți consideră că această publicație a lui Kervran este o glumă a lui Aprilie, unii oameni de știință au devenit serios interesați de problema fuziunii nucleare la rece.
Două povești aproape detective
În 1989, Martin Fleischmann și Stanley Pons au anunțat că au cucerit natura și au forțat deuteriul să se transforme în heliu la temperatura camerei într-un dispozitiv de electroliză a apei. Designul experimental a fost următorul: electrozii au fost coborâti în apă acidificată și curent a fost trecut prin - un experiment comun în electroliza apei. Cu toate acestea, oamenii de știință au folosit apă neobișnuită și electrozi neobișnuiți.
Apa era „grea”. Adică, izotopii ușori („obișnuiți”) ai hidrogenului din el au fost înlocuiți cu alții mai grei, conținând pe lângă un proton și un neutron. Acest izotop se numește deuteriu. În plus, Fleischmann și Pons au folosit electrozi din paladiu. Paladiul se distinge prin capacitatea sa uimitoare de a „absorbi” cantități mari de hidrogen și deuteriu. Numărul de atomi de deuteriu dintr-o placă de paladiu poate fi comparat cu numărul de atomi de paladiu însuși. În experimentul lor, fizicienii au folosit electrozi „saturați” anterior cu deuteriu.
Când un curent electric a trecut prin apă „grea”, s-au format ioni de deuteriu încărcați pozitiv, care, sub influența forțelor de atracție electrostatică, s-au repezit la electrodul încărcat negativ și s-au „prabunit” în el. În același timp, pentru că experimentatorii erau siguri, s-au apropiat de atomii de deuteriu deja aflați în electrozi la o distanță suficientă pentru ca reacția de fuziune nucleară să aibă loc.
Dovada reacției ar fi eliberarea de energie - în acest caz aceasta s-ar exprima printr-o creștere a temperaturii apei - și înregistrarea fluxului de neutroni. Fleischman și Pons au declarat că ambii au fost observați în configurația lor. Mesajul fizicienilor a stârnit o reacție extrem de violentă din partea comunității științifice și a presei. Mass-media a descris deliciile vieții după introducerea pe scară largă a fuziunii nucleare la rece, iar fizicienii și chimiștii din întreaga lume au început să-și verifice rezultatele.
La început, mai multe laboratoare păreau să poată repeta experimentul lui Fleischmann și Pons, despre care ziarele au relatat cu bucurie, dar treptat a devenit clar că în aceleași condiții inițiale, diferiți oameni de știință au obținut rezultate complet diferite. După reverificarea calculelor, s-a dovedit că, dacă reacția de sinteză a heliului din deuteriu a decurs așa cum este descrisă de fizicieni, atunci fluxul de neutroni eliberat ar fi trebuit să-i ucidă imediat. Descoperirea lui Fleischmann și Pons s-a dovedit a fi pur și simplu un experiment prost condus. Și, în același timp, i-a învățat pe cercetători să aibă încredere numai în rezultatele publicate pentru prima dată în peer-reviewed reviste științifice, și abia apoi în ziare.
După această poveste, cei mai serioși cercetători au încetat să mai lucreze la găsirea unor modalități de implementare a fuziunii nucleare la rece. Cu toate acestea, în 2002, subiectul a reapărut în discuțiile științifice și în presă. De data aceasta, fizicienii americani Rusi Taleyarkhan și Richard T. Lahey, Jr. au făcut pretenția de a cuceri natura. Ei au afirmat că au reușit să obțină convergența nucleelor necesară reacției folosind nu paladiu, ci efectul de cavitație.
Cavitația este formarea de cavități sau bule pline cu gaz într-un lichid. Formarea bulelor poate fi, în special, provocată de trecerea undelor sonore prin lichid. În anumite condiții, bulele izbucnesc, eliberând cantități mari de energie. Cum pot ajuta bulele la fuziunea nucleară? Este foarte simplu: în momentul „exploziei”, temperatura din interiorul bulei atinge zece milioane de grade Celsius – ceea ce este comparabil cu temperatura de pe Soare, unde fuziunea nucleară are loc liber.
Taleyarkhan și Lehey au trecut undele sonore prin acetonă în care izotopul luminos al hidrogenului (protiul) fusese înlocuit cu deuteriu. Au fost capabili să detecteze un flux de neutroni de înaltă energie, precum și formarea de heliu și tritiu, un alt produs al fuziunii nucleare.
În ciuda frumuseții și logicii designului experimental, comunitatea științifică a reacționat mai mult decât rece la afirmațiile fizicienilor. Oamenii de știință au fost loviți de o mulțime de critici cu privire la configurarea experimentului și la înregistrarea fluxului de neutroni. Taleyarkhan și Leikhi au rearanjat experimentul ținând cont de comentariile primite - și au primit din nou același rezultat. Cu toate acestea, un jurnal științific de renume Natură publicat în 2006, ceea ce a ridicat îndoieli cu privire la fiabilitatea rezultatelor. De fapt, oamenii de știință au fost acuzați de falsificare.
O investigație independentă a fost efectuată la Universitatea Purdue, unde Taleyarkhan și Leahy au mers la muncă. Pe baza rezultatelor sale s-a dat un verdict: experimentul a fost efectuat corect, nu au fost găsite erori sau falsificări. În ciuda acestui fapt, în timp ce Natură nu a apărut nicio infirmare a articolului, ci problema recunoașterii fuziunii nucleare de cavitație fapt științific atârnat în aer.
Speranța nouă
Dar să revenim la fizicienii japonezi. În munca lor, au folosit deja familiarul paladiu. Mai exact, un amestec de paladiu și oxid de zirconiu. „Capacitatea de deuteriu” a acestui amestec, conform japonezilor, este chiar mai mare decât cea a paladiului. Oamenii de știință au trecut deuteriu printr-o celulă care conținea acest amestec. După adăugarea deuteriului, temperatura din interiorul celulei a crescut la 70 de grade Celsius. Potrivit cercetătorilor, în acest moment au avut loc reacții nucleare și chimice în celulă. După ce fluxul de deuteriu în celulă s-a oprit, temperatura din interiorul acesteia a rămas ridicată pentru încă 50 de ore. Fizicienii susțin că acest lucru indică faptul că reacțiile de fuziune nucleară au loc în interiorul celulei - nucleele de heliu sunt formate din atomi de deuteriu care se apropie de o distanță suficientă.
Este prea devreme să spunem dacă japonezii au dreptate sau greșite. Experimentul trebuie repetat de mai multe ori iar rezultatele verificate. Cel mai probabil, în ciuda scepticismului, multe laboratoare vor face acest lucru. Mai mult, liderul studiului, profesorul Yoshiaki Arata, este un fizician foarte respectat. Recunoașterea meritelor lui Arata este evidențiată de faptul că demonstrația funcționării dispozitivului a avut loc în sala care îi poartă numele. Dar, după cum știți, toată lumea poate face greșeli, mai ales atunci când își dorește cu adevărat să obțină un rezultat foarte clar.
Academician Evgheni Alexandrov
1. Introducere.
Eliberarea de energie în timpul fuziunii nucleelor luminoase constituie conținutul uneia dintre cele două ramuri energie nucleara, care până acum a fost implementat numai în direcția armelor sub forma unei bombe cu hidrogen - spre deosebire de a doua direcție asociată cu reacția în lanț de fisiune a nucleelor grele, care este utilizată atât în implementarea armelor, cât și ca o industrie industrială larg dezvoltată. sursa de energie termica. În același timp, procesul de fuziune a nucleelor luminoase este asociat cu speranțe optimiste de a crea energie nucleară pașnică, cu o bază de resurse nelimitată. Totuși, proiectul unui reactor termonuclear controlat, propus de Kurchatov în urmă cu 60 de ani, astăzi pare, poate, a fi o perspectivă și mai îndepărtată decât se vedea la începutul acestor studii. ÎN reactor de fuziune Este planificată să se realizeze sinteza nucleelor de deuteriu și tritiu în procesul de ciocnire a nucleelor într-o plasmă încălzită la multe zeci de milioane de grade. Energia cinetică mare a nucleelor care se ciocnesc ar trebui să asigure depășirea barierei Coulomb. Cu toate acestea, în principiu, bariera potențială în calea unei reacții exoterme poate fi depășită fără utilizarea temperaturilor ridicate și/sau presiuni mari, folosind abordări catalitice, așa cum este bine cunoscut în chimie și, mai ales, în biochimie. Această abordare a implementării reacției de fuziune a nucleelor de deuteriu a fost implementată într-o serie de lucrări privind așa-numita „cataliza muonică”, a căror revizuire este dedicată unei lucrări detaliate. Procesul se bazează pe formarea unui ion molecular format din doi deuteroni legați în loc de un electron de un muon - o particulă instabilă cu sarcina unui electron și cu o masă de ~200 de mase de electroni. Muonul trage împreună nucleele deuteron, aducându-le mai aproape de o distanță de aproximativ 10 -12 m, ceea ce face ca tunelul să depășească bariera coulombiană și fuziunea nucleelor foarte probabile (aproximativ 10 8 s -1). În ciuda marilor succese ale acestei direcții, s-a dovedit a fi o fundătură în ceea ce privește perspectivele de extracție a energiei nucleare din cauza nerentabilității procesului: energia obținută pe aceste căi nu plătește costurile producției de muoni.
Pe lângă mecanismul foarte real al catalizei muonilor, în ultimele trei decenii, au apărut în mod repetat rapoarte despre presupusa demonstrație de succes a fuziunii la rece în condițiile interacțiunii nucleelor izotopilor de hidrogen în interiorul unei matrice metalice sau pe suprafața unui solid. Primele rapoarte de acest fel au fost asociate cu numele lui Fleischmann, Pons și Hawkins, care au studiat caracteristicile electrolizei apei grele într-o instalație cu catod de paladiu, continuând cercetările electrochimice cu izotopi de hidrogen întreprinse la începutul anilor 80. Fleischmann și Pons au descoperit degajarea excesivă de căldură în timpul electrolizei apei grele și s-au întrebat dacă aceasta este o consecință a reacțiilor de fuziune nucleară în două moduri posibile:
2 D + 2 D -> 3 T(1,01 MeV) + 1 H (3,02 MeV)
sau (1)
2 D + 2 D -> 3 He(0,82 MeV) + n(2,45 MeV)
Aceste lucrări au generat un mare entuziasm și o serie de lucrări de testare cu rezultate variabile și instabile. (Într-una dintre lucrările recente de acest fel (), de exemplu, a fost raportată o explozie a unei instalații, probabil de natură nucleară!) Cu toate acestea, de-a lungul timpului, comunitatea științifică și-a făcut impresia că concluziile despre observarea „fuziunea la rece” au fost dubioase, în principal din cauza lipsei de ieșire de neutroni sau excesul lor este prea mic peste nivelul de fond. Acest lucru nu i-a oprit pe susținătorii căutării unor abordări „catalitice” ale „fuziunii la rece”. Întâmpinând mari dificultăți în publicarea rezultatelor cercetării lor în reviste respectabile, au început să se adune la conferințe regulate cu publicare autonomă de materiale. În 2003, a avut loc a zecea conferință internațională despre „fuziunea la rece”, după care aceste întâlniri și-au schimbat denumirea. În 2002, sub auspiciile SpaceandNavalWarfareSystemsCommand (SPAWAR), a fost publicată o colecție de articole în două volume în SUA. Revizuirea actualizată a lui Edmund Storm a A Student's Guide to Cold Fusion a fost republicată în 2012, conținând 338 de referințe - disponibile online. Astăzi, acest domeniu de lucru este cel mai adesea menționat prin abrevierea LENR – LowEnergyNuclearReactions.
Să remarcăm că încrederea publicului în rezultatele acestor studii este subminată și mai mult de difuzarea de propagandă individuală în mass-media a rapoartelor despre senzații mai mult decât dubioase pe acest front. În Rusia încă mai există productie in masa așa-numitele „generatoare de vârtej” de căldură (încălzitoare de apă electro-mecanice) cu o cifră de afaceri de aproximativ miliarde de ruble pe an. Producătorii acestor unități asigură consumatorii că aceste dispozitive produc căldură în medie de o ori și jumătate mai mult decât consumă energie electrică. Pentru a explica excesul de energie, ei recurg, printre altele, să vorbească despre fuziunea la rece, care se presupune că are loc în bulele de cavitație care apar în morile de apă. În prezent, foarte populare în mass-media sunt reportajele despre inventatorul italian Andrea Rossi („cu o biografie complexă”, așa cum a spus odată S.P. Kapitsa despre V.I. Petrik), care demonstrează echipelor de televiziune o instalație care realizează transformarea catalitică (transmutarea) nichelului în cuprul se datorează, se presupune, fuziunii nucleelor de cupru cu protonii de hidrogen, eliberând energie la nivel de kilowați. Detaliile dispozitivului sunt păstrate secrete, dar se raportează că baza reactorului este un tub ceramic umplut cu pulbere de nichel cu aditivi secreti, care este încălzit de curent în timp ce este răcit de apă curgătoare. Hidrogenul gazos este furnizat tubului. În acest caz, este detectată eliberarea de căldură în exces cu putere la nivelul mai multor kilowați. Rossi promite să arate un generator cu o putere de ~1 MW în viitorul apropiat (în 2012!). Universitatea din Bologna, pe teritoriul căreia se desfășoară toate acestea, oferă o oarecare respectabilitate acestei aventuri (cu o aromă distinctă de înșelătorie). (În 2012, această universitate a încetat colaborarea cu Rossi).
2. Noi experimente privind „cataliza metalo-cristalină”.
În ultimii zece ani, căutarea condițiilor pentru apariția „fuziunii la rece” s-a mutat de la experimente electrochimice și încălzirea electrică a probelor la experimente „uscate” în care nucleele de deuteriu pătrund în structura cristalină a metalelor elementelor de tranziție - paladiu, nichel. , platină. Aceste experimente sunt relativ simple și par a fi mai reproductibile decât cele menționate anterior. Interesul pentru aceste lucrări a fost atras de o publicație recentă în care se încearcă explicarea teoretică prin fuziune nucleară la rece a fenomenului producerii în exces de căldură în timpul deuterării metalelor în absența emisiei de neutroni și raze gamma, ceea ce ar părea necesare pentru o astfel de fuziune.
Spre deosebire de ciocnirea nucleelor „goale” într-o plasmă fierbinte, unde energia de coliziune trebuie să depășească bariera coulombiană care împiedică fuziunea nucleelor, atunci când un nucleu de deuteriu pătrunde în rețeaua cristalină a unui metal, bariera coulombiană dintre nuclee este modificată de efectul de ecranare al electronilor învelișurilor atomice și al electronilor de conducere. A.N. Egorov atrage atenția asupra „slăbirii” specifice a nucleului deuteron, al cărui volum este de 125 de ori mai mare decât volumul protonului. Electronul unui atom în starea S are probabilitatea maximă de a ajunge în interiorul nucleului, ceea ce duce la dispariția efectivă a sarcinii nucleului, care în acest caz se numește uneori „dineutron”. Putem spune că atomul de deuteriu face parte din timp într-o stare compactă atât de „pliată” în care este capabil să pătrundă în alte nuclee - inclusiv în nucleul altui deuteron. Un factor suplimentar care influențează probabilitatea ca nucleele să se apropie unul de celălalt într-o rețea cristalină sunt vibrațiile.
Fără a reproduce considerentele exprimate în, să luăm în considerare câteva dintre fundamentele experimentale disponibile ale ipotezei despre apariția fuziunii nucleare la rece în timpul deuterării metalelor de tranziție. Sunt destul de descriere detaliata tehnici experimentale ale grupului japonez condus de profesorul Yoshiaki Arata (Universitatea din Osaka) Schema de instalare Arata este prezentată în Fig.
Fig1. Iată 2 containere de la din oțel inoxidabil, care conține „probă” 1, care este, în special, o umplutură (într-o capsulă de paladiu) de oxid de zirconiu acoperit cu paladiu (Zr02-Pd); T in și T s sunt pozițiile termocuplurilor care măsoară temperatura probei și respectiv a recipientului.
Înainte de începerea experimentului, recipientul este încălzit și pompat (degazat). După răcire la temperatura camereiîncepe o injectare lentă de hidrogen (H 2) sau deuteriu (D 2) dintr-un cilindru cu o presiune de aproximativ 100 de atmosfere. În acest caz, presiunea din recipient și temperatura în două puncte selectate sunt controlate. În primele zeci de minute de intrare, presiunea din interiorul recipientului rămâne aproape de zero datorită absorbției intense a gazului de către pulbere. În acest caz, proba se încălzește rapid, atingând un maxim (60-70 0 C) după 15-18 minute, după care proba începe să se răcească. La scurt timp după aceasta (aproximativ 20 de minute), începe o creștere monotonă a presiunii gazului în interiorul recipientului.
Autorii subliniază că dinamica procesului este semnificativ diferită în cazurile de perfuzie cu hidrogen și deuteriu. Când se injectează hidrogen (Fig. 2), se atinge o temperatură maximă de 610C în al 15-lea minut, după care începe răcirea.
Când se injectează deuteriu (Fig. 3), temperatura maximă este cu zece grade mai mare (71 0 C) și este atinsă ceva mai târziu - la ~ 18 minute. Dinamica de răcire relevă și unele diferențe în aceste două cazuri: în cazul perfuziei cu hidrogen, temperaturile probei și recipientului (T in și T s) încep să se apropie mai devreme. Astfel, la 250 de minute după începerea injectării cu hidrogen, temperatura probei nu diferă de temperatura recipientului și depășește temperatura mediu inconjurator cu 1 0 C. În cazul infuziei cu deuteriu, temperatura probei după aceleași 250 de minute depășește sensibil (cu ~ 1 0 C) temperatura recipientului și temperatura ambiantă cu aproximativ 4 0 C.
Fig. 2 Modificarea timpului presiunii H 2 în interiorul recipientului și a temperaturilor T in și T s.
Orez. 3 Modificarea timpului presiunii D 2 și a temperaturilor T in și T s.
Autorii susțin că diferențele observate sunt reproductibile. Dincolo de aceste diferențe, încălzirea rapidă observată a pulberii se explică prin energia interacțiunii chimice a hidrogenului/deuteriului cu metalul, în timpul căreia se formează compuși hidruro-metalici. Autorii interpretează diferența dintre procese în cazul hidrogenului și deuteriului ca dovadă a apariției în al doilea caz (cu o probabilitate foarte mică, desigur) a reacției de fuziune a nucleelor de deuteriu conform schemei 2 D+ 2 D = 4 El + ~ 24 MeV. O astfel de reacție este complet incredibilă (aproximativ 10 -6 față de reacțiile (1)) în ciocnirea nucleelor „goale” datorită necesității de a îndeplini legile de conservare a momentului și a momentului unghiular. Cu toate acestea, în condiții de stare solidă, o astfel de reacție poate fi dominantă. Este semnificativ faptul că această reacție nu produce particule rapide, a căror absență (sau deficiență) a fost invariabil considerată un argument decisiv împotriva ipotezei fuziunii nucleare. Desigur, rămâne întrebarea despre canalul de eliberare a energiei de fuziune. Potrivit lui Tsyganov, în condiții de stare solidă, sunt posibile procese de fragmentare cuantică gamma în excitații electromagnetice de joasă frecvență și fonon.
Din nou, fără să ne adâncim în justificarea teoretică a ipotezei, să revenim la justificarea ei experimentală.
Ca dovadă suplimentară, sunt oferite grafice ale răcirii zonei de „reacție” la un moment ulterior (dincolo de 250 de minute), obținute cu o rezoluție de temperatură mai mare și pentru diferite „reumpleri” a fluidului de lucru.
Din figură se poate observa că în cazul infuziei cu hidrogen, începând cu minutul 500, temperaturile probei și recipientului sunt comparate cu temperatura camerei. În schimb, atunci când se injectează deuteriu, în minutul 3000 se stabilește un exces staționar al temperaturii probei față de temperatura recipientului, care, la rândul său, se dovedește a fi vizibil mai cald decât temperatura camerei (cu ~ 1,5 0 C pentru cazul probei de ZrO 2 -Pd).
O altă dovadă importantă în favoarea fuziunii nucleare a fost apariția heliului-4 ca produs de reacție. Această problemă a primit o atenție considerabilă. În primul rând, autorii au luat măsuri pentru a elimina urmele de heliu din gazele eliberate. În acest scop, a fost utilizat un aflux de H2/D2 prin difuzie prin peretele de paladiu. După cum se știe, paladiul este foarte permeabil la hidrogen și deuteriu și slab permeabil la heliu. (Intrarea prin diafragmă a încetinit suplimentar fluxul de gaze în volumul de reacție). După ce reactorul s-a răcit, gazul din acesta a fost analizat pentru prezența heliului. Se spune că heliul a fost detectat atunci când a fost injectat deuteriu și a fost absent când a fost injectat hidrogen. Analiza a fost efectuată prin spectrometrie de masă. (S-a folosit un spectrograf de masă cu patru poli).
Următorul diapozitiv este preluat din prezentarea lui Arata (care nu vorbește engleza!). Conține câteva date numerice legate de experimente și estimări. Aceste date nu sunt complet clare.
Prima linie aparent conține o estimare în moli de hidrogen greu absorbit de pulbere, D2.
Semnificația celei de-a doua linii pare să se rezuma la estimarea energiei de adsorbție de 1700 cm 3 D 2 pe paladiu.
A treia linie pare să conţină o estimare a „excesului de căldură” asociat cu fuziunea nucleară – 29,2...30 kJ.
A patra linie se referă în mod clar la estimarea numărului de atomi de 4 He sintetizați - 3*10 17 . (Acest număr de atomi de heliu creați ar trebui să corespundă unei eliberări de căldură mult mai mare decât cea indicată în rândul 3: (3*10 17) - (2,4*10 7 eV) = 1,1*10 13 erg = 1,1 MJ.).
A cincea linie reprezintă o estimare a raportului dintre numărul de atomi de heliu sintetizați și numărul de atomi de paladiu - 6,8*10 -6. A șasea linie este raportul dintre numărul de atomi de heliu sintetizați și atomii de deuteriu adsorbiți: 4,3*10 -6.
3. Despre perspectivele verificării independente a rapoartelor privind „cataliza nucleară metal-cristalină”.
Experimentele descrise par a fi relativ ușor de reprodus, deoarece nu necesită investiții mari de capital sau utilizarea unor metode de cercetare ultramoderne. Principala dificultate pare să fie legată de lipsa de informații despre structura substanței de lucru și tehnologia de producere a acesteia.
La descrierea substanței de lucru, se folosește expresia „nano-pulbere”: „ZrO 2 -nano-Pd pulberi de probă, o matrice de oxid de zirconiu care conține nanoparticule de paladiu” și, în același timp, se folosește expresia „aliaje”: „Aliaj ZrO 2 Pd, aliaj Pd-Zr -Ni.” Trebuie să ne gândim că compoziția și structura acestor „pulberi” - „aliaje” joacă un rol cheie în fenomenele observate. Într-adevăr, în fig. 4 se pot observa diferențe semnificative în dinamica răcirii târzii a acestor două probe. Ele dezvăluie diferențe și mai mari în dinamica schimbărilor de temperatură în timpul perioadei de saturație cu deuteriu. Figura corespunzătoare este reprodusă mai jos, care trebuie comparată cu o figură similară 3, unde „combustibilul nuclear” era pulbere de aliaj ZrO 2 Pd. Se poate observa că perioada de încălzire a aliajului Pd-Zr-Ni durează mult mai mult (de aproape 10 ori), creșterea temperaturii este semnificativ mai mică, iar scăderea sa este mult mai lent. Cu toate acestea, o comparație directă a acestei figuri cu Fig. 3 este cu greu posibilă, ținând cont, în special, de diferența dintre masele „substanței de lucru”: 7 G - ZrO 2 Pd și 18,4 G - Pd-Zr-Ni.
Detalii suplimentare privind pulberile de lucru pot fi găsite în literatură, în special în.
4. Concluzie
Pare evident că reproducerea independentă a experimentelor deja efectuate ar avea mare importanță pentru orice rezultat.
Ce modificări ar putea fi aduse experimentelor deja făcute?
Pare important să ne concentrăm în primul rând nu pe măsurătorile degajării de căldură în exces (deoarece acuratețea unor astfel de măsurători este scăzută), ci pe cea mai fiabilă detecție a apariției heliului ca dovadă cea mai izbitoare a apariției unei reacții de fuziune nucleară.
Ar trebui să încercați să controlați cantitatea de heliu din reactor în timp, ceea ce nu a fost făcut de cercetătorii japonezi. Acest lucru este deosebit de interesant având în vedere graficul din Fig. 4, din care se poate presupune că procesul de sinteză a heliului în reactor continuă la nesfârșit după introducerea deuteriului în acesta.
Pare important să se studieze dependența proceselor descrise de temperatura reactorului, deoarece construcțiile teoretice iau în considerare vibrațiile moleculare. (Se poate imagina că pe măsură ce temperatura reactorului crește, probabilitatea fuziunii nucleare crește.)
Cum interpretează Yoshiaki Arata (și E.N. Tsyganov) apariția excesului de căldură?
Ei cred că în rețea cristalină metal, există (cu o probabilitate foarte mică) fuziunea nucleelor de deuteriu în nuclee de heliu, proces care este practic imposibil în timpul ciocnirii nucleelor „goale” din plasmă. O caracteristică specială a acestei reacții este absența neutronilor - un proces curat! (întrebarea mecanismului de transfer al energiei de excitație a nucleului de heliu în căldură rămâne deschisă).
Se pare că trebuie să verific!
Literatură citată.
1. D. V. Balin, V. A. Ganzha, S. M. Kozlov, E. M. Maev, G. E. Petrov, M. A. Soroka, G. N. Schapkin, G. G. Semenchuk, V. A. Trofimov, A. A. Vasiliev, A. A. Vorobyov, N. I. Voropaev, C. Petitjean, B. Gartnerc, B. Laussc, 1, J. Marton, J. Zmeskal, T. Case, K. M. Crowe, P. Kammel, F. J. Hartmann Faifman, Studiu de mare precizie al fuziunii catalizate de muoni în gazele D 2 și HD, fizică particule elementareși nucleu atomic, 2011, vol. 42, numărul 2.
2. Fleischmann, M., S. Pons și M. Hawkins, Fuziunea nucleară indusă electrochimic a deuteriumului. J. Electroanal. Chem., 1989. 261: p. 301 și errata în Vol. 263.
3. M. Fleischmann, S. Pons. M.W. Anderson. L.J. Li, M. Hawkins, J. Electroanal. Chim. 287 (1990) 293.
4. S. Pons, M. Fleischmann, J. Chim. Fiz. 93 (1996) 711.
5. W.M. Mueller, J.P. Blackledge și G.G. Libowitz, Hidruri metalice, Academic Press, New York, 1968; G. Bambakadis (Ed.), Metal Hydrides, Plenum Press, New York, 1981.
6. Jean-Paul Biberian, J. Condensed Matter Nucl. Sci. 2 (2009) 1–6
7. http://lenr-canr.org/acrobat/StormsEastudentsg.pdf
8. E.B. Aleksandrov „Miracle mixer or new coming of the perpetual motion machine”, colecția „În apărarea științei”, nr. 6, 2011.
9. http://www.lenr-canr.org/News.htm; http://mykola.ru/archives/2740;
http://www.atomic-energy.ru/smi/2011/11/09/28437
10. E.N.Tsyganov, „Fuzirea NUCLEARĂ LA RECE”, FIZICA NUCLEARĂ, 2012, volumul 75, nr.2, p. 174–180
11. A.I.Egorov, PNPI, comunicare privată.
12. Y. Arata și Y. Zhang, „The Establishment of Solid Nuclear Fusion Reactor”, J. High Temp. Soc. 34, p. 85-93 (2008). (Articol în japoneză, rezumat în engleză). O prezentare a acestor experimente în limba engleză este disponibilă la
http://newenergytimes.com/v2/news/2008/NET29-8dd54geg.shtml#...
Under the Hood: The Arata-Zhang Osaka University LENR Demonstration
De Steven B. Krivit
28 aprilie 2012
Simpozionul Internațional de Reacții Nucleare cu Energie Scăzută, ILENRS-12
Colegiul lui William și Mary, Centrul Sadler, Williamsburg, Virginia
1-3 iulie 2012
13. Publicație privind tehnologia de obținere a unei matrice de pulbere de lucru:
„Absorbția de hidrogen a particulelor de Pd la scară nanometrică încorporate în matricea ZrO2 preparată din aliaje amorfe Zr-Pd.”
Shin-ichi Yamaura, Ken-ichiro Sasamori, Hisamichi Kimura, Akihisa Inoue, Yue Chang Zhang, Yoshiaki Arata, J. Mater. Res., voi. 17, nr. 6, pp. 1329-1334, iunie 2002
Această explicație pare inițial insuportabilă: reacțiile de fuziune nucleară sunt exoterme numai cu condiția ca masa nucleului produsului final să rămână mai mică decât masa nucleului de fier. Fuziunea nucleelor mai grele necesită consum de energie. Nichelul este mai greu decât fierul. A.I.Egorov a sugerat că în instalația lui A. Rossi are loc o reacție pentru a sintetiza heliu din atomi de deuteriu, care sunt întotdeauna prezenți în hidrogen ca o mică impuritate, nichelul jucând rolul de catalizator, vezi mai jos.
Există un articol bun pe această temă în revista „Chimie și viață” (nr. 8, 2015)
ANDREEV S. N.
TRANSFORMĂRI INTERZISE DE ELEMENTE
Știința are subiectele ei interzise, tabuurile ei. Astăzi, puțini oameni de știință îndrăznesc să studieze biocâmpurile, dozele ultra-scăzute, structura apei... Zonele sunt complexe, tulburi și greu de înțeles. Este ușor să-ți pierzi reputația aici, fiind cunoscut ca un pseudo-om de știință și nu este nevoie să vorbim despre obținerea unui grant. În știință, este imposibil și periculos să depășești ideile general acceptate și să încalci dogmele. Dar eforturile temerarilor, gata să fie diferiți de toți ceilalți, sunt cele care pavează uneori noi drumuri în cunoaștere.
Am observat de mai multe ori cum, pe măsură ce știința se dezvoltă, dogmele încep să se clatine și dobândesc treptat statutul de cunoaștere incompletă, preliminară. Acest lucru s-a întâmplat de mai multe ori în biologie. Acesta a fost cazul în fizică. Vedem același lucru în chimie. În fața ochilor noștri, adevărul manual „compoziția și proprietățile unei substanțe nu depind de metodele de preparare a acesteia” s-a prăbușit sub atacul nanotehnologiei. S-a dovedit că o substanță în nanoformă își poate schimba radical proprietățile - de exemplu, aurul va înceta să mai fie un metal nobil.
Astăzi putem afirma că există un număr destul de mare de experimente, ale căror rezultate nu pot fi explicate din punctul de vedere al opiniilor general acceptate. Iar sarcina științei nu este să le dea deoparte, ci să sape și să încerce să ajungă la adevăr. Poziția „asta nu poate fi, pentru că nu poate fi niciodată” este convenabilă, desigur, dar nu poate explica nimic. Mai mult, experimentele de neînțeles, inexplicabile pot deveni vestigii de descoperiri în știință, așa cum sa întâmplat deja. Unul dintre aceste subiecte fierbinți, la propriu și la figurat, este așa-numitele reacții nucleare de joasă energie, care astăzi sunt numite LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.
L-am întrebat pe doctorul în științe fizice și matematice pe Stepan Nikolaevich Andreev de la Institutul de Fizică Generală care poartă numele. A. M. Prokhorov RAS pentru a ne familiariza cu esența problemei și cu unele experimente științifice efectuate în laboratoarele rusești și occidentale și publicate în reviste științifice. Experimente ale căror rezultate nu le putem explica încă.
REACTOR „E-CAT” ANDREA ROSSI
La mijlocul lunii octombrie 2014, comunitatea științifică mondială a fost încântată de vești - un raport a fost publicat de Giuseppe Levi, profesor de fizică la Universitatea din Bologna, și co-autori privind rezultatele testării reactorului E-Cat, creat de inventatorul italian Andrea Rossi.
Să ne amintim că în 2011 A. Rossi a prezentat publicului instalația la care lucra de mulți ani în colaborare cu fizicianul Sergio Focardi. Reactorul, numit „E-Cat” (prescurtare de la Energy Catalyzer), a produs o cantitate anormală de energie. În ultimii patru ani, E-Cat a fost testat grupuri diferite cercetători pentru că comunitatea științifică a insistat asupra revizuirii independente.
Reactorul era un tub ceramic de 20 cm lungime și 2 cm în diametru, în interiorul reactorului era o încărcătură de combustibil, elemente de incalzireși un termocuplu, semnalul de la care a fost furnizat unității de control al încălzirii. Reactorul a fost alimentat de la reteaua electrica cu o tensiune de 380 Volți prin trei fire rezistente la căldură, care au fost încălzite la roșu în timpul funcționării reactorului. Combustibilul a constat în principal din pulbere de nichel (90%) și hidrură de litiu aluminiu LiAlH4 (10%). Când este încălzită, hidrura de litiu-aluminiu s-a descompus și a eliberat hidrogen, care ar putea fi absorbit de nichel și poate intra într-o reacție exotermă cu acesta.
Inventatorul nu dezvăluie modul în care este proiectat reactorul. Cu toate acestea, se știe că în interiorul tubului ceramic se află o încărcătură de combustibil, elemente de încălzire și un termocuplu. Suprafața tubului este striată pentru o mai bună disipare a căldurii
Raportul spunea că cantitatea totală de căldură generată de dispozitiv în 32 de zile de funcționare continuă a fost de aproximativ 6 GJ. Estimările elementare arată că conținutul de energie al pulberii este de peste o mie de ori mai mare decât conținutul de energie, de exemplu, al benzinei!
Ca urmare a analizelor atente ale compoziției elementare și izotopice, experții au stabilit în mod fiabil că în combustibilul uzat au apărut modificări ale raporturilor dintre izotopii de litiu și nichel. Dacă în combustibilul original conținutul de izotopi de litiu a coincis cu cei naturali: 6Li - 7,5%, 7Li - 92,5%, atunci în combustibilul uzat conținutul de 6Li a crescut la 92%, iar conținutul de 7Li a scăzut la 8%. Distorsiunile în compoziția izotopică pentru nichel au fost la fel de puternice. De exemplu, conținutul de izotop de nichel 62Ni din „cenusa” a fost de 99%, deși a fost de doar 4% în combustibilul original. Modificările detectate în compoziția izotopică și eliberarea de căldură anormal de mare au indicat că procesele nucleare ar fi putut avea loc în reactor. Cu toate acestea, nu au fost înregistrate semne de creștere a radioactivității caracteristice reacțiilor nucleare nici în timpul funcționării dispozitivului, nici după oprirea acestuia.
Procesele care au loc în reactor nu puteau fi reacții de fisiune nucleară, deoarece combustibilul era compus din substanțe stabile. Reacțiile de fuziune nucleară sunt, de asemenea, excluse, deoarece din punctul de vedere al fizicii nucleare moderne, o temperatură de 1400°C este neglijabilă pentru a depăși forțele de respingere coulombiană a nucleelor. De aceea, utilizarea termenului senzațional „termonuclear rece” pentru acest tip de proces este o greșeală care induce în eroare.
Probabil, aici ne confruntăm cu manifestări ale unui nou tip de reacții în care au loc transformări colective de energie scăzută ale nucleelor de elemente care alcătuiesc combustibilul. O estimare a energiilor unor astfel de reacții oferă o valoare de ordinul a 1-10 keV pe nucleon, adică ocupă o poziție intermediară între reacțiile nucleare „obișnuite” de înaltă energie (energii mai mari de 1 MeV per nucleon) și reacții chimice (energii de ordinul a 1 eV pe atom).
Până acum, nimeni nu poate explica în mod satisfăcător fenomenul descris, iar ipotezele înaintate de mulți autori nu rezistă criticilor. Pentru a stabili mecanismele fizice ale noului fenomen, este necesar să se studieze cu atenție posibilele manifestări ale unor astfel de reacții nucleare cu energie scăzută în diferite cadre experimentale și să se generalizeze datele obținute. Mai mult, un număr semnificativ de astfel de fapte inexplicabile s-au acumulat de-a lungul multor ani. Iată doar câteva dintre ele.
EXPLOZIE ELECTRICĂ A SÂRMULUI DE TUNGSTEN – ÎNCEPUTUL SECOLULUI XX
În 1922, Clarence Irion și Gerald Wendt, angajați ai laboratorului de chimie al Universității din Chicago, au publicat o lucrare dedicată studiului exploziei electrice a unui fir de wolfram în vid (G.L. Wendt, C.E. Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungsten). la temperaturi ridicate.„Journal of the American Chemical Society”, 1922, 44, 1887-1894).
Nu este nimic exotic la o explozie electrică. Acest fenomen a fost descoperit nu mai puțin la sfârșitul secolului al XVIII-lea, iar în viața de zi cu zi îl observăm în mod constant când, scurt circuit becurile se ard (becuri cu incandescență, desigur). Ce se întâmplă în timpul unei explozii electrice? Dacă curentul care curge printr-un fir metalic este mare, metalul începe să se topească și să se evapore. Plasma se formează lângă suprafața firului. Încălzirea are loc neuniform: „punctele fierbinți” apar în locuri aleatorii de pe fir, unde se eliberează mai multă căldură, temperatura atinge valorile de vârf și are loc distrugerea explozivă a materialului.
Cel mai frapant lucru din această poveste este că oamenii de știință se așteptau inițial să detecteze experimental descompunerea wolframului în elemente chimice mai ușoare. În intenția lor, Irion și Wendt s-au bazat pe următoarele fapte deja cunoscute la acel moment.
În primul rând, în spectrul vizibil al radiațiilor de la Soare și alte stele nu există linii optice caracteristice care aparțin elementelor chimice grele. În al doilea rând, temperatura de pe suprafața Soarelui este de aproximativ 6000°C. În consecință, au motivat ei, atomii de elemente grele nu pot exista la astfel de temperaturi. În al treilea rând, atunci când o baterie de condensator este descărcată pe un fir metalic, temperatura plasmei formate în timpul unei explozii electrice poate ajunge la 20.000°C.
Pe baza acestui fapt, oamenii de știință americani au sugerat că, dacă un curent electric puternic este trecut printr-un fir subțire format dintr-un element chimic greu, de exemplu wolfram, și încălzit la temperaturi comparabile cu temperatura Soarelui, atunci nucleele de tungsten vor fi în o stare instabila si se va descompune in elemente mai usoare . Au pregătit cu grijă și au desfășurat cu brio experimentul, folosind mijloace foarte simple.
Explozia electrică a unui fir de wolfram a fost efectuată într-un balon sferic de sticlă (Fig. 2), prin conectarea la acesta a unui condensator cu o capacitate de 0,1 microfarad, încărcat la o tensiune de 35 kilovolți. Sârma a fost amplasată între doi electrozi de tungsten de fixare, lipiți în balon pe două părți opuse. În plus, balonul avea un electrod „spectral” suplimentar, care servea la aprinderea unei descărcări de plasmă în gazul format după explozia electrică.
Este demn de remarcat unele importante detalii tehnice experiment. În timpul preparării sale, balonul a fost introdus într-un cuptor, unde a fost încălzit continuu la 300°C timp de 15 ore și în tot acest timp gazul a fost pompat din el. Odată cu încălzirea balonului, un curent electric a fost trecut prin firul de wolfram, încălzindu-l la o temperatură de 2000°C. După degazare, conducta de sticlă care leagă balonul la pompa de mercur a fost topită folosind un arzător și etanșată. Autorii lucrării au susținut că măsurile luate au făcut posibilă menținerea unei presiuni extrem de scăzute a gazelor reziduale în balon timp de 12 ore. Prin urmare, atunci când a fost aplicată o tensiune de înaltă tensiune de 50 kilovolți între electrozii „spectrali” și de fixare, nu a existat nicio defecțiune.
Irion și Wendt au efectuat douăzeci și unu de experimente cu explozii electrice. Ca rezultat al fiecărui experiment, în balon s-au format aproximativ 10^19 particule dintr-un gaz necunoscut. Analiza spectrală a arătat că conține linia caracteristică a heliului-4. Autorii au sugerat că heliul se formează ca urmare a dezintegrarii alfa a wolframului indusă de o explozie electrică. Să ne amintim că particulele alfa care apar în procesul de dezintegrare alfa sunt nucleele atomului 4He.
Publicarea lui Irion și Wendt a provocat o mare vâlvă în comunitatea științifică din acea vreme. Rutherford însuși a observat această lucrare. El și-a exprimat îndoiala profundă că tensiunea folosită în experiment (35 kV) a fost suficient de mare pentru ca electronii să inducă reacții nucleare în metal. Dorind să verifice rezultatele oamenilor de știință americani, Rutherford și-a efectuat experimentul - a iradiat o țintă de wolfram cu un fascicul de electroni cu o energie de 100 de kiloelectronvolți. Rutherford nu a găsit nicio urmă de reacții nucleare în wolfram, despre care a făcut un scurt raport în revista Nature într-o formă destul de dură. Comunitatea științifică a luat partea lui Rutherford, munca lui Irion și Wendt a fost recunoscută ca fiind eronată și uitată de mulți ani.
EXPLOZIE ELECTRICĂ A SÂRMULUI DE TUNGSTEN: 90 DE ANI MAI TARZIE
Doar 90 de ani mai târziu, o echipă științifică rusă sub conducerea doctorului în științe fizice și matematice Leonid Irbekovici Urutskoev a început să repete experimentele lui Airion și Wendt. Experimentele, echipate cu echipamente experimentale și de diagnosticare moderne, au fost efectuate la legendarul Institut de Fizică și Tehnologie Sukhumi din Abhazia. Fizicienii și-au numit instalația „HELIOS” în onoarea ideii călăuzitoare a lui Airion și Wendt (Fig. 3). Camera de explozie de cuarț este situată în partea de sus a instalației și este conectată la un sistem de vid - o pompă turbomoleculară (vopsită în albastru). Patru cabluri negre merg la camera de explozie de la un descărcator de bancă de condensatoare cu o capacitate de 0,1 microfarad, care se află în stânga instalației. Pentru o explozie electrică, bateria a fost încărcată la 35-40 kilovolți. Echipamentul de diagnosticare utilizat în experimente (neprezentat în figură) a făcut posibilă studierea compoziției spectrale a strălucirii plasmei care s-a format în timpul exploziei electrice a firului, precum și compoziția chimică și elementară a produselor. a decăderii sale.
Orez. 3. Așa arată instalația HELIOS, în care grupul lui L. I. Urutskoev a studiat explozia unui fir de wolfram în vid (experiment 2012)
Experimentele grupului lui Urutskoev au confirmat concluzia principală a lucrării în urmă cu nouăzeci de ani. Într-adevăr, în urma exploziei electrice a wolframului, s-a format o cantitate în exces de heliu-4 atomi (aproximativ 10^16 particule). Dacă firul de wolfram a fost înlocuit cu unul de fier, atunci nu s-a format heliu. Rețineți că în experimentele de la instalația HELIOS, cercetătorii au înregistrat de o mie de ori mai puțini atomi de heliu decât în experimentele lui Airion și Wendt, deși „aportul de energie” în fir a fost aproximativ același. Ce cauzează această diferență rămâne de văzut.
În timpul unei explozii electrice, materialul de sârmă a fost pulverizat suprafata interioara camera de explozie. Analiza spectrometrică de masă a arătat că aceste reziduuri solide erau deficitare în izotopul tungsten-180, deși concentrația acestuia în firul original corespundea cu cea naturală. Acest fapt poate indica, de asemenea, posibila dezintegrare alfa a wolframului sau a unui alt proces nuclear în timpul exploziei electrice a unui fir (L. I. Urutskoev, A. A. Rukhadze, D. V. Filippov, A. O. Biryukov etc. Studiul compoziției spectrale a radiației optice în timpul unei explozii electrice de un fir de wolfram”. Mesaje scurte despre fizică FIAN”, 2012, 7, 13-18).
Accelerarea dezintegrarii alfa cu un laser
Reacțiile nucleare de joasă energie includ și unele procese care accelerează transformările nucleare spontane ale elementelor radioactive. Rezultate interesante în acest domeniu au fost obținute la Institutul de Fizică Generală. A. M. Prokhorov RAS în laboratorul condus de doctorul în științe fizice și matematice Georgy Airatovich Shafeev. Oamenii de știință au descoperit un efect uimitor: dezintegrarea alfa a uraniului-238 a fost accelerată sub influența radiației laser cu o intensitate de vârf relativ scăzută de 10^12-10^13 W/cm2 (A.V. Simakin, G.A. Shafeev, Effect of laser iradiation of nanoparticule în soluții apoase de sare de uraniu asupra activității nuclizilor.„Quantum Electronics”, 2011, 41, 7, 614-618).
Așa arăta experimentul. O țintă de aur a fost plasată într-o cuvă cu o soluție apoasă de sare de uraniu UO2Cl2 cu o concentrație de 5-35 mg/ml, care a fost iradiată cu impulsuri laser cu o lungime de undă de 532 nanometri, o durată de 150 de picosecunde și o rată de repetiție. de 1 kilohertz timp de o oră. În astfel de condiții, suprafața țintei se topește parțial, iar lichidul în contact cu ea fierbe instantaneu. Presiunea vaporilor pulverizează picături de aur nanodimensionate de la suprafața țintă în lichidul din jur, unde se răcesc și se transformă în nanoparticule solide cu o dimensiune caracteristică de 10 nanometri. Acest proces se numește ablație cu laser în lichid și este utilizat pe scară largă atunci când este necesar să se pregătească soluții coloidale de nanoparticule de diferite metale.
În experimentele lui Shafeev, într-o oră de iradiere a unei ținte de aur, s-au format 10^15 nanoparticule de aur în 1 cm3 de soluție. Proprietățile optice ale unor astfel de nanoparticule sunt radical diferite de proprietățile unei plăci masive de aur: ele nu reflectă lumina, ci o absorb, iar câmpul electromagnetic al unei unde luminoase în apropierea nanoparticulelor poate fi amplificat de 100-10.000 de ori și poate ajunge intra-atomic. valori!
Nucleele de uraniu și produșii săi de descompunere (toriu, protactiniu), care s-au găsit în apropierea acestor nanoparticule, au fost expuse la câmpuri electromagnetice laser intensificate. Ca urmare, radioactivitatea lor s-a schimbat semnificativ. În special, activitatea gama a toriu-234 sa dublat. (Activitatea gamma a probelor înainte și după iradierea laser a fost măsurată cu un spectrometru gamma semiconductor.) Deoarece toriu-234 provine din dezintegrarea alfa a uraniului-238, o creștere a activității sale gamma indică o accelerare a dezintegrarii alfa a acestuia. izotop de uraniu. Rețineți că activitatea gama a uraniului-235 nu a crescut.
Oamenii de știință de la Institutul de Fizică Generală al Academiei Ruse de Științe au descoperit că radiațiile laser pot accelera nu numai dezintegrarea alfa, ci și dezintegrarea beta a izotopului radioactiv 137Cs - una dintre principalele componente ale emisiilor și deșeurilor radioactive. În experimentele lor, ei au folosit un laser cu vapori de cupru verde care funcționează într-un mod periodic pulsat, cu o durată a impulsului de 15 nanosecunde, o rată de repetare a pulsului de 15 kiloherți și o intensitate maximă de 109 W/cm2. Radiația laser a afectat o țintă de aur plasată într-o cuvă cu o soluție apoasă de sare 137Cs, al cărei conținut într-o soluție de 2 ml era de aproximativ 20 de picograme.
După două ore de iradiere a țintei, cercetătorii au înregistrat că în cuvă s-a format o soluție coloidală cu nanoparticule de aur cu dimensiunea de 30 nm (Fig. 4) și activitatea gamma a cesiului-137 (și, în consecință, concentrația acesteia în soluție). ) a scăzut cu 75%. Timpul de înjumătățire al cesiului-137 este de aproximativ 30 de ani. Aceasta înseamnă că o astfel de scădere a activității, care a fost obținută într-un experiment de două ore, ar trebui să aibă loc în condiții naturale în aproximativ 60 de ani. Împărțind 60 de ani la două ore, constatăm că în timpul expunerii la laser rata de dezintegrare a crescut de aproximativ 260.000 de ori. O astfel de creștere gigantică a ratei de dezintegrare beta ar trebui să transforme o cuvă cu o soluție de cesiu într-o sursă puternică de radiații gamma care însoțește degradarea beta obișnuită a cesiului-137. Cu toate acestea, în realitate acest lucru nu se întâmplă. Măsurătorile radiațiilor au arătat că activitatea gama a soluției de sare nu crește (E.V. Barmina, A.V. Simakin, G.A. Shafeev, Laser-induced caesium-137 decay. „Quantum Electronics”, 2014, 44, 8, 791-792).
Acest fapt sugerează că sub iradiere cu laser degradarea cesiului-137 nu se desfășoară conform celor mai probabile (94,6%). conditii normale scenariu cu radiația unui quantum gamma cu o energie de 662 keV, iar în celălalt - neradiativ. Aceasta este probabil dezintegrarea beta directă cu formarea unui nucleu al izotopului stabil 137Ba, care în condiții normale apare doar în 5,4% din cazuri.
De ce apare o astfel de redistribuire a probabilităților în reacția de dezintegrare a cesiului beta este încă neclar. Cu toate acestea, există și alte studii independente care confirmă că decontaminarea accelerată a cesiului-137 este posibilă chiar și în sistemele vii.
Reacții nucleare cu energie scăzută în sistemele vii
Căutarea reacțiilor nucleare de joasă energie în obiectele biologice a fost efectuată de mai bine de douăzeci de ani de doctorul în științe fizice și matematice Alla Aleksandrovna Kornilova la Facultatea de Fizică din Moscova. universitate de stat lor. M. V. Lomonosov. Obiectele primelor experimente au fost culturi bacteriene de Bacillus subtilis, Escherichia coli și Deinococcus radiodurans. Au fost plasate într-un mediu nutritiv sărac în fier, dar care conținea sare de mangan MnSO4 și apă grea D2O. Experimentele au arătat că acest sistem a produs un izotop deficitar de fier - 57Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Descoperirea experimentală a fenomenului de transmutare nucleară cu energie joasă a izotopilor (Mn55 la Fe57) în culturi biologice în creștere, „prologice” of 6th International Conference on Cold Fusion”, 1996, Japonia, 2, 687-693).
Potrivit autorilor studiului, izotopul 57Fe a apărut în celulele bacteriene în creștere ca urmare a reacției 55Mn+ d = 57Fe (d este nucleul unui atom de deuteriu, format dintr-un proton și un neutron). Un argument cert în favoarea ipotezei propuse este faptul că dacă apa grea este înlocuită cu apă ușoară sau sarea de mangan este exclusă din mediul nutritiv, atunci bacteriile nu produc izotopul 57Fe.
Asigurându-se că transformările nucleare ale elementelor chimice stabile sunt posibile în culturile microbiologice, A. A. Kornilova și-a aplicat metoda la dezactivarea izotopilor radioactivi cu viață lungă (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Transmutarea izotopilor stabili și dezactivarea deșeurilor radioactive în sistemele biologice în creștere. „Analele energiei nucleare”, 2013, 62, 626-633). De data aceasta, Kornilova a lucrat nu cu monoculturi de bacterii, ci cu o super-asociere de microorganisme. tipuri variate pentru a le spori supravieţuirea în medii ostile. Fiecare grup al acestei comunități este adaptat la maximum la activități comune de viață, asistență reciprocă colectivă și apărare reciprocă. Ca rezultat, superasociația se adaptează bine la o mare varietate de condiții de mediu, inclusiv radiații crescute. Doza maximă tipică pe care o pot suporta culturile microbiologice convenționale este de 30 de kiloradi, dar superasociațiile pot rezista cu mai multe ordine de mărime, iar activitatea lor metabolică este aproape neafectată.
În cuve de sticlă au fost introduse cantități egale de biomasă concentrată a microorganismelor menționate mai sus și 10 ml dintr-o soluție de sare de cesiu-137 în apă distilată. Activitatea gamma inițială a soluției a fost de 20.000 de becquereli. În unele cuve s-au adăugat suplimentar săruri ale microelementelor vitale Ca, K și Na. Cuvele închise au fost ținute la 20°C și activitatea lor gamma a fost măsurată la fiecare șapte zile folosind un detector de înaltă precizie.
Peste o sută de zile de experiment în cuva de control fără microorganisme, activitatea cesiului-137 a scăzut cu 0,6%. Într-o cuvă care conține în plus sare de potasiu - cu 1%. Activitatea a scăzut cel mai rapid în cuva care conținea suplimentar o sare de calciu. Aici, activitatea gamma a scăzut cu 24%, ceea ce echivalează cu reducerea timpului de înjumătățire al cesiului de 12 ori!
Autorii au emis ipoteza că, ca urmare a activității vitale a microorganismelor, 137Cs este transformat în 138Ba, un analog biochimic al potasiului. Dacă în mediul nutritiv există puțin potasiu, atunci transformarea cesiului în bariu are loc rapid; dacă există mult, procesul de transformare este blocat. Cât despre rolul calciului, este simplu. Datorită prezenței sale în mediul nutritiv, populația de microorganisme crește rapid și, prin urmare, consumă mai mult potasiu sau analogul său biochimic - bariu, adică împinge transformarea cesiului în bariu.
Dar reproductibilitate?
Problema reproductibilității experimentelor descrise mai sus necesită unele clarificări. Reactorul E-Cat, captivant prin simplitatea sa, este reprodus de sute, dacă nu mii de inventatori entuziaști din întreaga lume. Există chiar forumuri speciale pe Internet unde „replicatorii” fac schimb de experiență și își demonstrează realizările (http://www.lenr-forum.com/). Inventatorul rus Alexander Georgievich Parkhomov a obținut un oarecare succes în această direcție. El a reușit să proiecteze un generator de căldură care funcționează pe un amestec de pudră de nichel și hidrură de litiu și aluminiu, care furnizează o cantitate în exces de energie (A.G. Parkhomov, Rezultatele testului unei noi versiuni a unui analog al unui generator de căldură la temperatură înaltă în Rusia. " Journal of Emerging Directions of Science”, 2015, 8, 34-39). Cu toate acestea, spre deosebire de experimentele lui Rossi, nu au putut fi detectate distorsiuni ale compoziției izotopice a combustibilului uzat.
Experimentele privind explozia electrică a firelor de wolfram, precum și accelerarea cu laser a dezintegrarii elementelor radioactive sunt mult mai complexe cu punct tehnic viziune și nu poate fi reprodusă decât în laboratoare științifice serioase. În acest sens, problema reproductibilității experimentului este înlocuită cu problema repetabilității acestuia. Pentru experimentele pe reacții nucleare de energie scăzută, o situație tipică este atunci când, în condiții experimentale identice, efectul este fie prezent, fie nu. Faptul este că nu este posibil să se controleze toți parametrii procesului, inclusiv, aparent, pe cel principal - care nu a fost încă identificat. Căutarea modurilor necesare este aproape oarbă și durează multe luni și chiar ani. Experimentatorii au fost nevoiți să se schimbe de mai multe ori diagramă schematică setări în procesul de căutare a unui parametru de control - acel „buton” care trebuie „răsucit” pentru a obține o repetabilitate satisfăcătoare. În prezent, repetabilitatea în experimentele descrise mai sus este de aproximativ 30%, adică se obține un rezultat pozitiv la fiecare al treilea experiment. Dacă este mult sau puțin, cititorul trebuie să judece. Un lucru este clar: fără a crea un model teoretic adecvat al fenomenelor studiate, este puțin probabil să se poată îmbunătăți radical acest parametru.
O încercare de interpretare
În ciuda rezultatelor experimentale convingătoare care confirmă posibilitatea transformărilor nucleare ale elementelor chimice stabile, precum și accelerarea dezintegrarii substanțelor radioactive, mecanismele fizice ale acestor procese sunt încă necunoscute.
Principalul mister al reacțiilor nucleare cu energie scăzută este modul în care nucleele încărcate pozitiv, atunci când se apropie unul de celălalt, înving forțele de respingere, așa-numita barieră Coulomb. Acest lucru necesită de obicei temperaturi de milioane de grade Celsius. Este evident că în experimentele luate în considerare nu se ating astfel de temperaturi. Cu toate acestea, există o probabilitate diferită de zero ca o particulă care nu are suficientă energie cinetică pentru a depăși forțele de respingere să ajungă totuși aproape de nucleu și să intre într-o reacție nucleară cu acesta.
Acest efect, numit efect de tunel, are un efect pur natura cuanticăși este strâns legat de principiul incertitudinii lui Heisenberg. Conform acestui principiu, o particulă cuantică (de exemplu, un nucleu atomic) nu poate avea coordonate și impuls precis specificate în același timp. Produsul incertitudinilor (abateri aleatoare iremediabile de la valoarea exactă) coordonatei și impulsului este limitat de jos de o valoare proporțională cu constanta lui Planck h. Același produs determină probabilitatea tunelului printr-o barieră potențială: cu cât produsul incertitudinilor poziției și impulsului particulei este mai mare, cu atât este mai mare această probabilitate.
Lucrările doctorului în științe fizice și matematice, profesorul Vladimir Ivanovici Manko și coautorii arată că în anumite stări ale unei particule cuantice (așa-numitele stări corelate coerente), produsul incertitudinilor poate depăși constanta lui Planck cu mai multe ordine de mărime. . În consecință, pentru particulele cuantice în astfel de stări probabilitatea depășirii barierei Coulomb va crește (V.V. Dodonov, V.I. Manko, Invariants and evolution of non-stationary quantum systems. „Proceedings of the Lebedev Physical Institute. Moscova: Nauka, 1987, v. 183, p. 286)".
Dacă mai multe nuclee de elemente chimice diferite se găsesc simultan într-o stare corelată coerentă, atunci în acest caz poate apărea un proces colectiv, care să conducă la redistribuirea protonilor și neutronilor între ei. Probabilitatea unui astfel de proces va fi mai mare, cu atât mai mică este diferența de energii între stările inițiale și finale ale ansamblului de nuclee. Această circumstanță este cea care aparent determină poziția intermediară a reacțiilor nucleare cu energie scăzută între reacțiile chimice și cele nucleare „obișnuite”.
Cum se formează stările corelate coerente? Ce determină nucleele să se unească în ansambluri și să schimbe nucleoni? Ce nuclee pot și nu pot participa la acest proces? Nu există încă răspunsuri la aceste și multe alte întrebări. Teoreticienii fac doar primii pași spre rezolvarea acestei probleme interesante.
Prin urmare, în această etapă, rolul principal în cercetarea reacțiilor nucleare cu energie scăzută ar trebui să aparțină experimentatorilor și inventatorilor. Sunt necesare studii experimentale și teoretice sistematice ale acestui fenomen uimitor, o analiză cuprinzătoare a datelor obținute și o discuție amplă a experților.
Înțelegerea și stăpânirea mecanismelor reacțiilor nucleare cu energie scăzută ne va ajuta să rezolvăm o varietate de probleme aplicate - creând autonomie ieftine. centrale electrice, tehnologii foarte eficiente pentru decontaminarea deșeurilor nucleare și transformarea elementelor chimice.
