https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/14527287/

 

Холодный синтез - от запретов к реальности

Spacer Публикация  23 окт, 2017 at 2:10 AM  (https://amfora.livejournal.com/585109.html)

 

Холодный ядерный синтез - одно из самых спорных, противоречивых и даже запретных направлений в современной науке.

Идея получения огромной, практически неисчерпаемой энергии из воды, воздуха и другого вещества, окружающего всех нас - слишком хороша, чтобы быть правдой. Особенно, когда это предлагается осуществлять не в каких-то гигантских установках, в которых вещество разогревается до звездных температур, а в комнатных условиях, буквально на рабочем столе.

Нет, этого не может быть, потому что не может быть никогда!

Идеи холодного синтеза противоречат как бытовым представлениям о том, что нельзя получить энергию из негорючих и нерадиоактивных веществ, да еще и "на коленке", так и ядерной физике, в которой постулируется, что для преодоления кулоновского барьера ядра атомов надо разогнать до больших скоростей (энергий), а большая энергия - суть большая температура.


И здравый смысл подсказывает, что если сотни и тысячи ученых с научными степенями пытаются запустить ядерный синтез в разогретой до многомиллионных температур плазме, в токамаках, на строительство которых тратятся миллиарды, то именно это и есть правильный путь, а всякие выскочки, которые заявляют, что осуществили то же самое в "стакане воды" - просто аферисты или в лучшем случае чудаки, которые просто выдают желаемое за действительное.

Однако в истории уже не раз бывало, что новые идеи долгое время отвергались, их сторонники высмеивались, факты оспаривались, а потом... оказывалось, что на самом деле то, что много раз подвергалось сомнениям - чистая правда.

Достаточно вспомнить, с каким трудом общество принимало идею о том, что Земля круглая и вращается вокруг Солнца. Эта идея в свое время считалась дикой, бредовой, даже кощунственной - ведь всякому было ясно, что земля плоская - это казалось вполне очевидным. Даже в рассказах о Шерлоке Холмсе (а это начало 20-го века) отражено сомнение в том, что земля вращается вокруг солнца - великий сыщик, вполне образованный и очень неглупый человек, сообщает доктору Ватсону, что на его взгляд скорее Солнце вращается вокруг Земли, нежели наоборот.

Другой хороший пример - один из первых проектов телефона в США был отвергнут с заключением "передача голоса по проводам невозможна, а если бы даже была возможна, то это никому не нужно".

Таблица Менделеева тоже не сразу была принята научным сообществом, а государственную премию Дмитрий Иванович получил вовсе не за свою таблицу, а за определение оптимального содержания спирта в водке.

Яркий пример непосредственно из ядерной физики - в 1937 году Эрнест Резерфорд на вопрос "Как вы думаете, когда открытая вами ядерная энергия найдет практическое применение?" ответил: "Никогда!". Это был 37-й год - до испытаний первой атомной бомбы оставалось менее десяти лет. И это был сам Резерфорд, отец ядерной физики!

Кстати, планетарная модель строения атома, предложенная Резерфордом - сама по себе является примером чудовищных заблуждений, растиражированных во всех учебниках и на рисунках. Нет на самом деле внутри атома никаких орбит, по которым вращаются электроны - это абсолютно надуманная схема, которая лишь препятствует правильному пониманию ядерной физики. Однако эта схема применяется до сих пор.

Стоит ли удивляться распространенному в научном сообществе скепсису относительно холодного ядерного синтеза, учитывая, что начало гонениям на низкоэнергетические ядерные реакции положил... все тот же Резерфорд, заявивший в свое время, что ядерная энергия не найдет практического применения и считавший, будто электроны в атоме вращаются по орбитам.

Опыт Айриона и Вендта.

В 1922 году сотрудники химической лаборатории Чикагского университета Кларенс Айрион и Джеральд Вендт поставили эксперимент по электровзрыву вольфрамовой проволочки в вакууме. В ходе эксперимента они рассчитывали добиться разложения вольфрама на более легкие элементы. Опыт, повторенный 21 раз, показал, что в результате электровзрыва вольфрамовой проволоки в колбе образуются частицы гелия-4.

Данным экспериментом заинтересовался Резерфорд, который усомнился в результатах и решил опровергнуть их, облучив вольфрамовую мишень пучком электронов. Эксперимент, поставленный Резерфордом, принципиально отличался от эксперимента Айриона и Вендта (облучение пучком электронов и электровзрыв - два существенно отличающихся процесса), таким образом Резерфорд грубо нарушил научную методологию и проявил крайнюю нечистоплотность, опровергая результаты одного эксперимента совершенно другим.

В своем эксперименте Резерфорд не обнаружил ядерных реакций и в резкой форме раскритиковал работу Айриона и Вендта. Этого оказалось достаточно, чтобы ядерные реакции в электроразряде были отнесены к категории невозможных и данное направление исследований закрылось на долгие годы.

Авторитет Резерфорда в научном сообществе оказался столь высок (как же - отец ядерной физики!), что никто не обратил внимание на его методологическую ошибку, а может быть даже умышленную подтасовку с целью отстоять свою точку зрения.

Лишь спустя 90 лет (!) опыт Айриона и Вендта был повторен исследовательской группой д-м.н. Уруцкоева. На экспериментальной установке, названной Гелиос, группа Уруцкоева воспроизвела эксперимент по электроразрыву вольфрама и полностью подтвердила результаты с применением современных приборов. Кроме избыточного количества гелия-4, масс-спектрометрический анализ показал дефицит изотопа вольфрама-180 в сравнении с первоначальным, что свидетельствует о протекании ядерного процесса.

Правда относить этот опыт к холодному синтезу не совсем верно. Дело в том, что при электроразрыве возникает электрическая дуга, которую никак нельзя назвать холодной. Часть вещества в процессе электроразрыва превращается в короткоживущую плазму, в которой могут протекать вполне "законные" ядерные процессы. Процесс электроразрыва - это по сути переходный процесс в электроцепи, а при переходных процессах ток в цепи изменяется за короткое время, при этом пиковые значения силы тока, напряжения и магнитного поля могут достигать очень больших величин. Поэтому нет ничего невозможного в том, что отдельным ионам плазмы, оказавшимся на границе процесса, придается энергия, достаточная для протекания ядерных реакций.

Опыты Адаменко.

Независимо от группы Уруцкоева результаты по синтезу (трансмутации) элементов при электроразряде были получены Станиславом Адаменко на установке Протон-21 в лаборатории Интитута ядерных исследований НАН Украины (Киев). В исследованиях принимал участие профессор Киевского университета В.Высоцкий - в дальнейшем он будет принимать участие в исследованиях совместно с Корниловой (МГУ).

В отличие от Уруцкоева, Адаменко не ставил своей целью повторить опыт Айриона и Вендта. Лаборатория, в которой работал Адаменко, занималась проблематикой дезактивации ядерных отходов и загрязнений - тема, особенно актуальная для Украины ввиду последствий чернобыльской катастрофы. Исследуя поведение материалов под воздействием мощного электроразряда, Адаменко получил неожиданный эффект - трансмутацию элементов, то есть превращение одних элементов в другие, что свидетельствует о протекании ядерных реакций.

Эксперименты Адаменко показали, что под воздействием мощного электроразряда не только нестабильные (радиоактивные) изотопы превращаются (трансмутируют) в стабильные, но и вполне стабильные элементы соединяются, образуя новые.

Наиболее устойчивым и воспроизводимым опытом Адаменко стал опыт с электровзрывом медного электрода, в результате которого на месте разрыва образуется цинк и ряд других элементов.

В период с 2000 года (начало экспериментов) по 2005 год было проведено несколько тысяч опытов с разными материалами, в период с 2005 по 2010 год получены патенты на изобретение в России, Украине, Канаде, Австралии, Южной Корее, КНР, а также Европатент.

Опыты Адаменко повторялись независимыми исследователями, полученные на установке Протон-21 образцы изучались в различных лабораториях.

Другие опыты по синтезу в электрических разрядах.

В 90-е годы интересные результаты были получены в Курчатовском институте в ходе экспериментов по воздействию мощных электроразрядов на строительные материалы. Никакого ядерного синтеза получить в ходе исследований не планировали, цель экспериментов была совершенно иной. Однако на месте разрушения материалов электрическим разрядом стабильно обрануживались тонкие нити изотопов, которые отсутствовали в исходном материале. К сожалению, данный эффект не стали изучать дальше, отнесли к необъяснимым и эксперименты свернули.

В 1956 году, задолго до работ Адаменко и Уруцкоева, о протекании "запрещенных" реакций при прохождении больших токов через водород докладывал не кто-нибудь, а сам академик Курчатов на конференции в английском атомном центре в Харуэлле.

Вот фрагмент из его лекции:

"Жесткое рентгеновское излучение возникает при прохождении больших токов через водород, дейтерий и гелий. Излучение при разрядах в дейтерии всегда состоит из коротких импульсов. Импульсы, вызываемые нейтронами и рентгеновскими квантами, могут быть точно сфазированы на осциллограммах. При этом оказывается, что они возникают одновременно. Энергия рентгеновских квантов, появляющихся при импульсных электрических процессах в водороде и дейтерии, достигает 300 - 400 кэВ. Следует отметить, что в тот момент, когда возникают кванты с такой большой энергией, напряжение, приложенное к разрядной трубке, составляет всего лишь 10 кВ".

Аналогичные данные при электрическом разряде в гелии двумя годами раньше получил Капица, о чем упомянул даже в ходе своей Нобелевской лекции.

Получается, что Резерфорд был неправ, гневно отвергая возможность ядерных реакций при электрическом разряде. Неправы и те, кто до сих пор твердят, что этого не может быть, потому что не может быть никогда. Просто низкоэнергетический синтез не вписывается в их "резерфордовскую" картиру мира, в которой вокруг атомного ядра летают по эллиптическим орбитам электроны, прямо как на популярных картинках.

В реальности ни по каким орбитам электроны в атомах не летают - Резерфорд в свое время предложил модель, которая не имеет ничего общего с реальностью, отсюда и масса заблуждений, отсюда и "чудеса", которые не имеют объяснения с позиций той физики, в которой электроны летают по орбитам.

Электрон внутри атома - это не летающая по орбите частица, а вероятнее всего стоячая электромагнитная волна, у которой нет орбиты и координаты, а есть форма колебаний и частота, что гораздо лучше объясняет наблюдаемые явления.

Впрочем, не будем углубляться в теорию и спорить о строении атома, это отдельный разговор. Вернемся к теме холодного ядерного синтеза.

Упомянутые выше эксперименты - это, строго говоря, не холодный синтез, а синтез в электроразряде - некая альтернатива синтезу в высокотемпературной плазме. Но самое главное - перечисленные эксперименты не давали выхода энергии, который можно использовать, поэтому с точки зрения энергетики практического смысла они не имеют.

Получение новых элементов (в том числе редкоземельных), равно как и дезактивация (трансмутация радиоактивных изотопов в стабильные) - это, конечно, тоже очень важные и нужные темы, однако хотелось бы наряду с новыми элементами получить и положительный выход энергии, который в теории обещают реакции синтеза. Поэтому обратимся к экспериментам, в ходе которых наряду с трансмутацией этот самый выход энергии был получен.

Энергетическая установка Филимоненко.

Первую энергетическую установку, работающую на принципах ядерного синтеза, создал советский физик И.С.Филимоненко, внимание - еще в 1957 году!

Филимоненко экспериментально установил, что при разложении тяжелой воды методом электролиза идут реакции ядерного синтеза в палладиевом катоде, в котором растворяется образующийся дейтерий. После этого была создана гидролизная энергетическая установка. Реакции синтеза протекали в катоде при температуре 1150 градусов и получили название "теплого синтеза".

Энергетическая установка Филимоненко создавалась с целью использования в советской космической программе, однако в конечном итоге предпочтение было отдано другой, "более традиционной" энергетической установке.

В 1962 году Филимоненко подал заявку на изобретение, но получил отказ с формкулировкой "термоядерные реакции не могут идти при столь низкой температуре". На этом работы по данной теме в СССР были закрыты и впоследствии не возобновлялись. Предпочтение руководства было отдано "токамакам" - большим, мощным, воплощающим простую и понятную для начальства идею "зажечь рукотворное солнце" - как есть, в виде сгустка высокотемпературной плазмы, сжатой магнитным полем внутри большого бублика. Токамаки - вот воплощение научного и инженерного могущества, не то что какая-то жалкая баночка с электролитом - мелко, несерьезно и противоречит картинке на обложке учебника, на которой вокруг атомного ядра по вытянутым орбитам летают электроны.

Опыт Флейшмана и Понса.

В 1989 году исследователи Флейшман и Понс поставили опыт, подобный эксперименту Филимоненко. Они выполняли электролиз в тяжелой воде и насыщали палладиевый катод дейтерием. В ходе эксперимента наблюдалось выделение избыточного тепла, рождение нейтронов и образование трития.

Опыт Флейшмана и Понса вызвал большой резонанс, однако повторить эксперимент никому не удалось и первоначальный восторг от открытия холодного синтеза быстро сменился разочарованием, авторы подверглись резкой критике, на них посыпались обвинения в подтасовках и неверной интерпретации результатов.

Проблема была в том, что Флейшман и Понс, в отличие от Филимоненко, проводили эксперимент при комнатной температуре, не разогревая катод, поэтому реакция шла крайне слабо и выход энергии был весьма небольшим, что и позволило скептикам объяснить полученные результаты погрешностью измерений и химическими реакциями.

Повторить эксперимент Флейшмана и Понса никому не удалось по той причине, что сами авторы не понимали происходящего процесса и неточно описали свою установку и условия эксперимента, поэтому независимые исследователи не смогли повторить условия эксперимента с необходимой точностью.

Неудача с попытками воспроизвести эксперимент Флейшмана и Понса, а также слабость их собственных результатов, надолго загнала тему холодного синтеза в категорию шарлатанства, заблуждений и экспериментальных ошибок. Многие исследователи потеряли веру в перспективы данного направления и свернули свои эксперименты, опасаясь повторить судьбу Флейшмана и Понса, которые подверглись публичной порке. Однако фиаско Флейшмана и Понса не остановило прогресс.