Fusion fusion. Условия на синтеза

Всички звезди, включително нашето Слънце, произвеждат енергия чрез термоядрен синтез. Научният свят е в затруднение. Учените не знаят всички начини, по които може да се получи такъв синтез (термоядрен). Сливането на леки атомни ядра и превръщането им в по-тежки показва, че енергията се е оказала контролирана или експлозивна. Последният се използва в термоядрени взривни конструкции. Контролираният термоядрен процес се различава от останалата част от ядрената енергетика по това, че използва реакция на разпад, когато тежките ядра се разделят на по-леки, но ядрените реакции с помощта на деутерий ( ² N) и тритий ( ³ N) се сливат. термоядрен синтез. В бъдеще се планира използването на хелий-3 ( ³ He) и бор-11 ( ¹¹ V).

Сън

Човек не трябва да бърка традиционния и добре познат термоядрен синтез с онова, което е мечтата на днешните физици, в чието въплъщение никой не вярва досега. Това се отнася до ядрената реакция при всякаква, дори стайна температура. Също така, тази липса на радиация и студена синтез. Енциклопедиите ни казват, че реакцията на ядрен синтез в атомно-молекулярни (химични) системи е процес, при който не се изисква значително нагряване на веществото, но човечеството все още не извлича такава енергия. Това е въпреки факта, че абсолютно всички ядрени реакции, в които се осъществява синтез, са в състояние на плазма, а температурата му е милиони градуса.

В момента това не е дори мечта на физици, а научна фантастика, но въпреки това, развитието е извършено дълго време и упорито. Термоядрен синтез без постоянната опасност от нивото на Чернобил и Фукушима - не е ли това голяма цел за доброто на човечеството? Чуждестранната научна литература е дала различни имена на това явление. Например LENR - обозначаването на ниско енергийни ядрени реакции (ниско енергийни ядрени реакции) и CANR - химически индуцирани (подпомагани) ядрени реакции. Успешното провеждане на такива експерименти беше обявено доста често, представлявайки огромната база данни. Но или медиите издадоха друга „патица“, или резултатите говориха за неправилно поставени експерименти. Студеният термоядрен синтез все още не е спечелил наистина убедителни доказателства за неговото съществуване.

Звезден елемент

Най-често срещаният елемент в пространството е водородът. Около половината Слънчеви маси и повечето от другите звезди му се струваха. Водородът е не само в техния състав - има много и в междузвезден газ, и в газови мъглявини. И в дълбините на звездите, включително и в Слънцето, се създават условия на термоядрен синтез: ядрата на водородните атоми се трансформират в хелиеви атоми, при което се получава огромна енергия. Водородът е основният му източник. Всяка секунда Слънцето излъчва в космоса енергия, еквивалентна на четири милиона тона материя.

Това дава сливането на четири водородни ядра в едно хелиево ядро. Когато един грам протони гори, енергията на термоядрения синтез се освобождава двадесет милиона пъти повече, отколкото когато се изгори същото количество въглища. В земни условия силата на термоядрения синтез е невъзможна, защото такива температури и налягания, каквито съществуват в дълбините на звездите, все още не са овладени от човека. Изчисленията показват: поне още тридесет милиарда години нашето Слънце няма да умре и няма да отслаби поради наличието на водород. И на Земята хората просто започват да разбират какво е водородната енергия и какво е реакцията на синтез, тъй като работата с този газ е много рискована и е изключително трудно да се съхранява. Досега човечеството може само да раздели атома. И този принцип е изграден върху всеки реактор (ядрен).

Термоядрен синтез

Ядрената енергия е продукт на разделянето на атомите. Синтезът също получава енергия по различен начин - като ги комбинира един с друг, когато не се образуват смъртоносни радиоактивни отпадъци, а малко количество морска вода би било достатъчно, за да произведе същото количество енергия, каквото се получава от изгарянето на два тона въглища. Лабораториите по света вече са доказали, че контролираният термоядрен синтез е напълно възможен. Въпреки това, електроцентралите, които ще използват тази енергия, все още не са построени, дори тяхното строителство не е предвидено. Но двеста и петдесет милиона долара бяха изразходвани само от Съединените щати за разследване на явлението контролиран термоядрен синтез.

Тогава тези проучвания бяха буквално дискредитирани. През 1989 г. химиците С.Понс (САЩ) и М. Флешман (Великобритания) обявиха на целия свят, че са успели да постигнат положителен резултат и да започнат термоядрен синтез. Проблемите се състоят в това, че учените са твърде прибързани, без да подлагат откритието си на преглед от научния свят. Медиите моментално сграбчиха сензацията и подадоха това заявление като начало на века. Тестът беше направен по-късно и не бяха открити само грешки в експеримента - това беше провал. И тогава не само журналисти, но и много уважавани физици от световната величина се поддадоха на разочарование. Твърди лаборатории Университетът в Принстън похарчени за тестване на експеримента повече от петдесет милиона долара. Така, студеното сливане, принципът на неговото производство са обявени за псевдонаука. Само малки и несвързани групи ентусиасти продължиха това изследване.

Същността

Сега се предлага терминът да бъде заменен и вместо студения ядрен синтез ще звучи следната дефиниция: ядрен процес, предизвикан от кристална решетка. Чрез това явление ние разбираме аномалните нискотемпературни процеси, от гледна точка на ядрените сблъсъци във вакуум, просто невъзможно - освобождаването на неутрони чрез ядрен синтез. Тези процеси могат да съществуват в неравновесни твърди вещества, стимулирани от преобразуването на еластичната енергия в кристалната решетка по време на механичните ефекти, фазовите преходи, сорбцията или десорбцията на деутерий (водород). Това е аналог на вече известната гореща термоядрена реакция, когато водородните ядра се сливат и се превръщат в хелиеви ядра, освобождавайки колосална енергия, но това се случва при стайна температура.

Студеното термоядрено сливане е по-точно определено като фотоядрени реакции, химически индуцирани. Директното сливане на синтез никога не е постигнато, но търсенето предлага съвсем различни стратегии. Термоядрената реакция се задейства от генерирането на неутрони. Механичното стимулиране чрез химични реакции води до възбуждане на дълбоки електронни черупки, пораждащи гама или рентгеново лъчение, което се пресича от ядрата. Това означава, че се случва фотоядрена реакция. Ядрата се разлагат и по този начин генерират неутрони и, може би, гама лъчи. Какво може да възбуди вътрешните електрони? Вероятно ударна вълна. От експлозията на конвенционални експлозиви.

реактор

В продължение на повече от четиридесет години глобалното термоядрено лоби изразходва около един милион долара годишно за изследване на термоядрения синтез, което се очаква да бъде получено с помощта на ТОКАМАК. Въпреки това, почти всички прогресивни учени са против такива проучвания, тъй като положителният резултат най-вероятно е невъзможен. Западна Европа и Съединените щати разочаровано започнаха да разрушават всичките си TOKAMAKs. И само в Русия все още вярват в едно чудо. Въпреки че много учени смятат тази идея за идеална спирачка за алтернативи на ядрения синтез. Какво представлява TOKAMAK? Това е един от двата проекта на термоядрен реактор, който е тороидална камера с магнитни намотки. Има и стеларатор, в който плазмата се държи в магнитно поле, но намотките, които предизвикват магнитно поле, са външни, за разлика от ТОКАМАК.

Това е много сложна конструкция. ТОКАМАК е доста достоен за Големия адронен ускорител: повече от десет милиона елемента, а общите разходи заедно със строителството и цената на проектите надхвърлят двадесет милиарда евро. Колайдерът струва много по-малко, а поддръжката на МКС също не струва повече. Тороидалните магнити изискват осемдесет хиляди километра свръхпроводящи нишки, общото им тегло надвишава четиристотин тона и целият реактор тежи приблизително двадесет и три хиляди тона. Айфеловата кула например тежи само седем хиляди и малко. Плазма Tokamak е осемстотин и четиридесет кубични метра. Височина - седемдесет и три метра, шестдесет от тях - под земята. За сравнение: Спаската кула има височина само седемдесет и един метра. Площта на площадката на реактора е четиридесет и две хектара, като шестдесет футболни игрища. Плазмената температура е сто и петдесет милиона градуса по Целзий. В центъра на слънцето е десет пъти по-ниско. И всичко това в името на контролирания термоядрен синтез (горещо).

Физици и химици

Но нека се върнем към "отхвърленото" откритие на Флешман и Понс. Всички техни колеги казват, че все още успяват да създадат условия, в които атомите на деутерия се подчиняват на вълновите ефекти, а атомната енергия се отделя като топлина в съответствие с теорията на квантовите полета. Последният, между другото, е красиво проектиран, но адски сложен и с описание е трудно да се приложи към описанието на някакви специфични физични явления. Ето защо, вероятно, хората не искат да го доказват. Флашман демонстрира една стъпка в бетонния под на лабораторията от експлозия, която, твърди той, от студен синтез. Въпреки това, физиците не вярват химиците. Чудя се защо?

В края на краищата, колко възможности за човечеството са затворени с прекратяването на изследванията в тази посока! Проблемите са просто глобални и много от тях. И всички те изискват решение. Това е екологично чист източник на енергия, чрез който би било възможно да се дезактивират огромни количества радиоактивни отпадъци след това атомни електроцентрали, обезсоляват морската вода и много други. Ако трябва да се овладее производството на енергия чрез превръщане на някои елементи от периодичната таблица в напълно различни, без да се използват за тази цел неутронни потоци, които създават индуцирана радиоактивност. Но науката официално все още счита, че е невъзможно да се превърнат всички химически елементи в напълно различни.

Роси-Parkhomov

През 2009 г. изобретателят А. Роси е патентовал устройство, наречено енергийния катализатор на Rossi, който осъществява студен термоядрен синтез. Това устройство е многократно демонстрирано публично, но не е било подложено на независима проверка. Физикът Марк Гибс на страниците на списанието морално унищожи и автора, и неговото откритие: без обективен анализ, казват те, потвърждавайки съвпадението на получените резултати с посочените, това не може да бъде научна новина.

Но през 2015 г. Александър Пархомов успешно повтори експеримента на Роси със своя ниско енергиен (студен) ядрен реактор (LENR) и доказа, че последният има големи перспективи, въпреки че има съмнително търговско значение. Експериментите, резултатите от които бяха представени на семинар в Всеруския научноизследователски институт за атомни електроцентрали, показват, че най-примитивното копие на творчеството на Роси на неговия ядрен реактор може да произведе два и половина пъти повече енергия, отколкото консумира.

"Energoniva"

Легендарният учен от Магнитогорск А.Вачаев създава инсталацията Енергонива, с помощта на която открива определен ефект на трансмутация на елементи и генериране на електроенергия в този процес. Вярваше се трудно. Опитите да се привлече вниманието на фундаменталната наука към това откритие са напразни. Критиката отекваше отвсякъде. Вероятно авторите не е трябвало да изградят свои собствени теоретични изчисления за наблюдаваните явления, или физиците на висшите класически училища трябва да са били по-внимателни към експерименти с високоволтна електролиза.

Но от друга страна, подобна връзка е отбелязана: нито един детектор не е регистрирал нито една радиация, но е невъзможно да бъде близо до операционната инсталация. В групата на изследователите работили шестима души. Пет от тях скоро загинаха на възраст от четиридесет и пет до петдесет и пет, а шестият получил увреждане. По съвсем различни причини смъртта настъпва след известно време (около седем до осем години). Независимо от това, последователите на трето поколение и ученик на Вачаев извършиха експерименти по инсталирането на Енергонива и направиха предположението, че ниско енергийната ядрена реакция се е случила в експериментите на починалия учен.

И. С. Филимоненко

Студният термоядрен синтез е изследван в СССР в края на 50-те години на миналия век. Реакторът е проектиран от Иван Степанович Филимоненко. Въпреки това, принципите на работа на тази единица, никой не е в състояние да разбере. Ето защо, вместо позицията на безспорен лидер в областта на ядрените енергийни технологии, страната ни зае мястото на суровинен придатък, продавайки собственото си природно богатство, лишавайки цели поколения от бъдещето. Но пилотната инсталация вече е създадена и произвежда реакция на топъл синтез. Авторът на най-пробивните енергийни конструкции, които потискат радиацията, е родом от Иркутска област, който през целия период на войната преминава през скаута от шестнадесет до двадесет години, носител на заповед, енергичен и талантлив физик И. С. Филимоненко.

Термоядрен синтез на студения тип беше повече от всякога затворен. Топлият синтез се проведе при температура само 1150 градуса по Целзий, а основата беше тежка вода. Филимоненко не получи патент: твърди се, че ядрена реакция е невъзможна при такава ниска температура. Но синтезът вървеше! Тежка вода Разлага се чрез електролиза до деутерий и кислород, деутерият се разтваря в паладиевия катод, където се осъществява реакцията на синтез. Производството е без отпадъци, т.е. без радиация, и липсва и неутронно лъчение. Едва през 1957 г., с подкрепата на академиците Келдиш, Курчатов и Королев, чийто автор е безспорен, Филимоненко успява да премести нещата от задънената улица.

дезинтеграция

През 1960 г. във връзка с тайния указ на Съвета на министрите на СССР и ЦК КПСС започна работата по изобретяването на Филимоненко под контрола на Министерството на отбраната. В хода на експериментите изследователят открива, че по време на експлоатацията на реактора се появява някаква радиация, която намалява времето на полуразпад на изотопите много бързо. За да се разбере природата на тази радиация, отне половин век. Сега знаем какво е - неутроний с динеутроний. И тогава, през 1968 г., работата на практика спря. Филимоненко бе обвинен в политическа нелоялност.

През 1989 г. ученият е рехабилитиран. Инсталациите му започват да се пресъздават в НПО Луч. Но нещата не надхвърлиха експериментите - те нямаха време. Страната умира, а новият руснак не е стигнал до фундаменталната наука. Един от най-добрите инженери на ХХ век умира през 2013 г. и не вижда щастието на човечеството. Светът ще помни Иван Степанович Филимоненко. Един ден студеният термоядрен синтез ще коригира последователите му.