http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=1f1346de-4580-400d-94ad-5c2affb51cb8&print=1© 2024 Российская академия наук
Создана физическая модель механизма кавитационного ядерного синтеза
Эксперименты Мартина Флейшмана и Стэнли Понса с тяжелой и обычной водой (1989 год), а затем Рузи Талеярхана в 2002 и 2004 годах с дейтерированным ацетоном создавали с помощью мощного ультразвукового импульса условия для массового образования кавитационных пузырьков, которые быстро схлопываются, выделяя нейтроны. По мнению экспериментаторов, внутри образующихся пузырьков создаются условия для термояда, подобного экспериментально открытому в 1952 году группой российских ученых под руководством академика И.В.Курчатова нейтронного излучения дейтериевой плазмы за счет неизвестного им механизма.
Недавно Специальная комиссия Института Пердью (США), где работает Р.Талеярхан, сняла с него бытовавшие ранее обвинения в фальсификации опытов, а их результаты засекретила. Однако о признании существования пузырькового термояда комиссией пока что заявлено не было.
Для такого признания, по-видимому, не хватает главного – раскрытия и обоснования механизма кавитационного ядерного синтеза, а также его возможного применения в современной энергетике.
Поиски модели механизма
Фундаментальные теоретические и прикладные исследования в этой новой области науки и техники осуществлены и впервые в 2002 году частично опубликованы российским ученым и изобретателем Станиславом Викторовичем Цивинским. В основе его теоретических исследований – выводы созданной им и опубликованной новой статистической физики.
Р.Талеярхан и его сотрудники объяснили появление нейтронов и трития в момент схлопывания пузырьков в конденсирующемся паре исследуемой жидкости (дейтерированного ацетона при 0 градусов Цельсия) возникновением внутри них световой вспышки и температуры в несколько миллионов градусов подобно тому, что должно иметь место при термоядерной реакции, развивающейся при взрыве водородной бомбы.
По мнению С.В.Цивинского, такое предположение вызывает большое сомнение: если бы это имело место в действительности, то возникающие в жидкости пузырьки никогда бы не схлопнулись. Многолетние исследования процесса кавитации, однако, такой температурный нагрев не подтверждают, а световую вспышку объясняют люминесценцией.
Расчет, сделанный С.В.Цивинским, показал, что при схлопывании пузырьков развивается температура, исчисляемая тысячами градусов, и ни о какой высокотемпературной ядерной реакции не может быть и речи. Необходимо было искать другой механизм появления нейтронов и трития в опытах Р.Талеярхана. Российский ученый предположил, что нейтроны в этих опытах образовались в результате известного в природе захвата своих электронов (е-захвата) ядрами атомов. Обратив на это внимание, С.В.Цивинский предложил свою модель механизма появления нейтронов в опытах Р.Талеярхана. Этот механизм не требует сверхвысоких температур. При схлопывании кавитационных пузырьков внутри них под действием давления и температуры становится вероятным е-захват электрона атомами водорода в парах жидкости. В результате образуются нейтроны, быстро присоединяющиеся к ядрам водорода и других атомов жидкости, и выделяется внутриядерная энергия, как это и происходит при взрыве водородной бомбы. Для обоснования предложенной модели ее автором была создана количественная теория вероятности е-захвата, на основе которой его вероятность может быть вычислена по выведенному из этой теории уравнению Цивинского–Больцмана.
Расчет показал, что е-захват в газе изотопов атомов водорода существенен уже при температуре порядка 10 000 градусов Кельвина. Образовавшиеся нейтроны будут присоединяться к ядрам изотопов водорода, образуя дейтерий и тритий с выделением внутриядерной энергии. Нечто подобное может происходить при схлопывании кавитационных пузырьков в водородсодержащих жидкостях, и прежде всего в обычной воде.
Применение е-захвата
По мнению С.В.Цивинского, созданные российскими инженерами новые, кавитационные (вихревые), сберегающие электроэнергию теплогенераторы для отопления зданий и сооружений используют также принцип е-захвата в образующихся в воде при температуре около 10 000 градусов Кельвина кавитационных пузырьках. Знание механизма е-захвата позволило С.В.Цивинскому разработать конструктивно значительно более простой и легко управляемый теплогенератор (на него получен патент) для отопления индивидуальных зданий. Развивая это направление, ученый разработал конструктивно простую и особо эффективную кавитационную термоядерную электростанцию. Расчеты показывают, что она будет вырабатывать энергии на порядок больше, чем затрачено на ее работу. Она не производит никаких радиоактивных отходов и невзрывоопасна, в отличие от существующих атомных электростанций. И поэтому может быть использована для автономного снабжения электроэнергией районов и городов в отдаленных, особенно северных областях.
Процесс е-захвата может происходить и при электрическом разряде в водороде. В ходе первых экспериментов по реализации ядерного синтеза основатели ядерной энергетики обнаружили, что при мощном электрическом разряде в газе дейтерия происходит массовое образование нейтронов, которые могут быть использованы для ядерного синтеза. Однако они тогда не поняли механизма образования нейтронов. Главный механизм здесь, по мнению С.В.Цивинского, е-захват электронов ядрами дейтерия, в результате которого из ядра дейтерия образуется два нейтрона, которые можно использовать для ядерного синтеза. И эта новая технология получения ядерной энергии не требует миллионов градусов: она эффективна уже при 10 000 градусов Кельвина. С.В.Цивинский предлагает вести поиски в другом направлении. Он разработал новый реактор для ядерного синтеза – гибрид между циклотроном и токомаком. В этом реакторе созданы условия для е-захвата электронов в дейтериевой или водородной плазме ядрами присутствующих в ней атомов, в результате чего образуется большое количество нейтронов, вступающих в ядерные реакции синтеза с выделением большой внутриядерной энергии.