Fuzijska fuzija. Uvjeti fuzije

Sve zvijezde, uključujući naše Sunce, proizvode energiju pomoću termonuklearne fuzije. Znanstveni svijet je u teškoćama. Znanstvenici ne znaju sve načine na koje se takva sinteza (termonuklearna) može dobiti. Fuzija lakih atomskih jezgri i njihova transformacija u teže označava da se ispostavilo da energija može biti kontrolirana ili eksplozivna. Potonje se koristi u termonuklearnim projektima. Kontrolirani termonuklearni proces razlikuje se od ostatka nuklearne industrije po tome što koristi reakciju raspada, kada se teške jezgre podijele na lakše, ali nuklearne reakcije pomoću deuterija ( ² N) i tritija ( ³ N) su fuzija, tj. Ona se kontrolira. fuzijska fuzija. U budućnosti će se koristiti helij-3 ( ³ He) i bor-11 ( ¹¹ V).

San

Ne treba brkati tradicionalnu i poznatu termonuklearnu fuziju s onim što je san današnjih fizičara, u čijem ostvarenju nitko ne vjeruje do sada. To se odnosi na nuklearnu reakciju na bilo kojoj, čak i sobnoj temperaturi. Također, ovaj nedostatak zračenja i hladne fuzije. Enciklopedije nam govore da je reakcija nuklearne fuzije u atomsko-molekularnim (kemijskim) sustavima proces koji ne zahtijeva značajno zagrijavanje tvari, ali čovječanstvo još ne izlučuje takvu energiju. To se događa unatoč činjenici da su apsolutno sve nuklearne reakcije u kojima se odvija sinteza u stanju plazme, a njezina je temperatura milijuni stupnjeva.

U ovom trenutku to nije ni san fizičara, nego znanstvena fantastika, ali razvoj se ipak provodi dugo i uporno. Termonuklearna fuzija bez sveprisutne opasnosti razine Černobila i Fukušime - nije li to veliki cilj za dobrobit čovječanstva? Inozemna znanstvena literatura ovom je fenomenu dala različita imena. Primjerice, LENR je oznaka za nuklearne reakcije niske energije (nuklearne reakcije niske energije) i CANR za kemijski inducirane (potpomognute) nuklearne reakcije. Uspješna provedba takvih eksperimenata bila je vrlo česta, što predstavlja ogromnu bazu podataka. Ali ili su mediji dali još jednu “patku”, ili su rezultati govorili o pogrešno postavljenim eksperimentima. Hladna termonuklearna fuzija još nije zaradila istinski uvjerljive dokaze o njezinu postojanju.

Element zvijezde

Najčešći element u prostoru je vodik. Oko pola Masa sunca i većina drugih zvijezda su mu odgovarale. Vodik nije samo u njihovom sastavu - ima ga mnogo iu međuzvjezdanom plinu iu plinskim maglinama. A u dubinama zvijezda, uključujući i Sunce, stvaraju se termonuklearni fuzijski uvjeti: jezgre vodikovih atoma transformiraju se u atome helija, čime se stvara ogromna energija. Vodik je njegov glavni izvor. Svako sekunde naše Sunce zrači u svemir energiju jednaku četiri milijuna tona materije.

To daje fuzija četiriju vodikovih jezgri u jednu jezgru helija. Kada jedan gram protona gori, energija termonuklearne fuzije se oslobađa dvadeset milijuna puta više nego kad se spali ista količina ugljena. U zemaljskim uvjetima, sila termonuklearne fuzije je nemoguća, jer takve temperature i pritiske kao što postoje u dubinama zvijezda čovjek još nije ovladao. Izračuni pokazuju: barem još trideset milijardi godina naše Sunce neće umrijeti i neće oslabiti zbog prisutnosti vodika. I na Zemlji, ljudi tek počinju shvaćati što je vodikova energija i što je fuzijska reakcija, jer je rad s ovim plinom vrlo rizičan, a izuzetno ga je teško pohraniti. Do sada, čovječanstvo može podijeliti atom. I ovaj princip je izgrađen na svakom reaktor (nuklearni).

Termonuklearna fuzija

Nuklearna energija je proizvod cijepanja atoma. Sinteza također prima energiju na drugačiji način - kombinirajući ih međusobno, kada se ne stvara smrtonosni radioaktivni otpad, a mala količina morske vode bi bila dovoljna za proizvodnju iste količine energije kakva se dobiva iz sagorijevanja dvije tone ugljena. Svjetski laboratoriji su već dokazali da je kontrolirana termonuklearna fuzija sasvim moguća. Međutim, elektrane koje bi koristile tu energiju još nisu izgrađene, čak ni njihova izgradnja nije predviđena. No, dvije stotine i pedeset milijuna dolara potrošili su samo Sjedinjene Države kako bi istražili fenomen kontrolirane termonuklearne fuzije.

Tada su ta istraživanja doslovno diskreditirana. Godine 1989. kemičari S. Pons (SAD) i M. Fleshman (Velika Britanija) izjavili su cijelom svijetu da su uspjeli postići pozitivan rezultat i pokrenuti termonuklearnu fuziju. Problemi su se sastojali u činjenici da su znanstvenici bili preuranjeni, bez da su svoje otkriće podvrgli pregledu iz znanstvenog svijeta. Mediji su odmah uhvatili tu senzaciju i podnijeli ovu prijavu kao otvaranje stoljeća. Test je proveden kasnije, a otkrivene su ne samo pogreške u eksperimentu - to je bio neuspjeh. A onda su ne samo novinari, već i mnogi ugledni fizičari svjetske veličine podlegli razočaranju. Čvrsti laboratoriji Sveučilište Princeton potrošeno na testiranje eksperimenta više od pedeset milijuna dolara. Dakle, hladna fuzija, načelo njezine proizvodnje proglašeno je pseudoznanstvom. Samo mala i nepovezana skupina entuzijasta nastavila su ovo istraživanje.

Suština

Sada se predlaže zamjena termina, a umjesto hladne nuklearne fuzije zvučat će sljedeća definicija: nuklearni proces induciran kristalnom rešetkom. Ovim fenomenom razumijemo anomalne niskotemperaturne procese, s gledišta nuklearnih sudara u vakuumu, jednostavno nemoguće - oslobađanje neutrona kroz nuklearnu fuziju. Ti procesi mogu postojati u neravnotežnim krutinama, potaknutim transformacijom elastične energije u kristalnoj rešetki tijekom mehaničkih učinaka, faznih prijelaza, sorpcije ili desorpcije deuterija (vodika). To je analogno već poznatoj vrućoj termonuklearnoj reakciji, kada se jezgre vodika spajaju i pretvaraju u jezgre helija, oslobađajući kolosalnu energiju, ali to se događa na sobnoj temperaturi.

Hladna termonuklearna fuzija točnije se definira kao fotonuklearne reakcije, kemijski inducirane. Direktna fuzijska fuzija nikada nije postignuta, ali pretraživanje je predložilo potpuno različite strategije. Termonuklearnu reakciju pokreće generacija neutrona. Mehanička stimulacija kemijskim reakcijama dovodi do ekscitacije dubokih elektronskih ljuski, što dovodi do gama ili rendgenskog zračenja, koje presječava jezgra. To jest, javlja se fotonuklearna reakcija. Jezgre propadaju i tako stvaraju neutrone i, vrlo vjerojatno, gama zrake. Što može pobuditi unutarnje elektrone? Vjerojatno udarni val. Od eksplozije konvencionalnih eksploziva.

reaktor

Više od četrdeset godina globalni termonuklearni lobi godišnje troši oko milijun dolara na istraživanje termonuklearne fuzije, koju bi trebalo dobiti uz pomoć TOKAMAK-a. Međutim, gotovo svi progresivni znanstvenici su protiv takvih studija, budući da je pozitivan rezultat najvjerojatnije nemoguć. Zapadna Europa i Sjedinjene Države su razočarano počele demontirati sve svoje TOKAMAKE. I samo u Rusiji još uvijek vjeruju u čudo. Iako mnogi znanstvenici ovu ideju smatraju idealnom kočnicom za alternative nuklearnoj fuziji. Što je TOKAMAK? To je jedan od dva projekta fuzionog reaktora, toroidne komore s magnetskim zavojnicama. Tu je i stellarator u kojem se plazma drži u magnetskom polju, ali zavojnice koje induciraju magnetsko polje su vanjske, za razliku od TOKAMAK-a.

To je vrlo složena konstrukcija. TOKAMAK je sasvim dostojan Velikog hadronskog sudarača: više od deset milijuna elemenata, a ukupni troškovi zajedno s izgradnjom i troškovima projekata daleko premašuju 20 milijardi eura. Collider košta mnogo manje, a održavanje ISS-a također ne košta više. Toroidni magneti zahtijevaju osamdeset tisuća kilometara supravodljivih vlakana, njihova ukupna težina prelazi četiri stotine tona, a cijeli reaktor teži oko dvadeset tri tisuće tona. Eiffelov toranj, na primjer, teži samo sedam tisuća i malo. Tokamak plazma je osamsto četrdeset kubnih metara. Visina - sedamdeset tri metra, njih šezdeset - pod zemljom. Za usporedbu: Spasskaya kula ima visinu od samo sedamdeset jedan metara. Područje platforme reaktora je četrdeset i dva hektara, poput šezdeset nogometnih igrališta. Temperatura plazme je sto pedeset milijuna stupnjeva Celzija. U središtu sunca je deset puta niže. I sve to radi kontrolirane termonuklearne fuzije (vruće).

Fizičari i kemičari

No vratimo se na "odbačeno" otkriće Flashmana i Ponsa. Svi njihovi kolege kažu da su i dalje uspjeli stvoriti uvjete u kojima se deuterijski atomi pokoravaju valnim efektima, nuklearna energija se oslobađa kao toplina u skladu s teorijom kvantnih polja. Potonje je, usput rečeno, lijepo dizajnirano, ali pakleno složeno i s opisom je teško primijeniti opis bilo koje fizikalne pojave. Zato ljudi vjerojatno to ne žele dokazati. Flashman demonstrira usjek na betonskom podu laboratorija od eksplozije koja, tvrdi on, iz hladne fuzije. Međutim, fizičari ne vjeruju kemičarima. Pitam se zašto?

Uostalom, koliko je prilika za čovječanstvo zatvoreno prestankom istraživanja u tom smjeru! Problemi su jednostavno globalni i mnogi od njih. I svi oni zahtijevaju rješenje. To je ekološki izvor energije kroz koji je moguće deaktivirati velike količine radioaktivnog otpada nuklearne elektrane, desalinizirati morsku vodu i još mnogo toga. Ako se treba ovladati proizvodnjom energije pretvaranjem nekih elemenata periodnog sustava u potpuno različite, bez upotrebe u tu svrhu neutronskih tokova koji stvaraju induciranu radioaktivnost. No znanost i dalje službeno smatra da je nemoguće pretvoriti bilo koje kemijske elemente u potpuno različite.

Rossi-Parkhomov

2009. godine izumitelj A. Rossi patentirao je uređaj nazvan Rossi energetski katalizator, koji provodi hladnu termonuklearnu fuziju. Ovaj je uređaj više puta javno prikazan, ali nije podvrgnut neovisnoj provjeri. Fizičar Mark Gibbs na stranicama časopisa moralno je uništio i autora i njegovo otkriće: bez objektivne analize, kažu, potvrđujući podudarnost dobivenih rezultata s navedenim, to ne može biti znanstvena vijest.

No, 2015. godine, Alexander Parkhomov je uspješno ponovio Rossijev eksperiment s niskim energetskim (hladnim) nuklearnim reaktorom (LENR) i dokazao da ova potonja ima velike izglede, iako ima upitan komercijalni značaj. Eksperimenti, čiji su rezultati predstavljeni na seminaru u All-Ruskom istraživačkom institutu nuklearnih elektrana, pokazuju da najprimitivnija kopija Rossijeve zamisli nuklearnog reaktora može proizvesti dva i pol puta više energije nego što troši.

"Energoniva"

Legendarni znanstvenik iz Magnitogorska A. Vachaev stvorio je instalaciju Energoniva, pomoću koje je otkrio određeni učinak transmutacije elemenata i proizvodnje električne energije u tom procesu. Vjeruje se teško. Pokušaji skretanja pozornosti temeljne znanosti na ovo otkriće bili su uzaludni. Kritika je odjekivala svuda. Vjerojatno autori nisu morali graditi vlastite teorijske izračune o promatranim fenomenima, ili su fizičari viših klasičnih škola trebali biti pozorniji na eksperimente s visokonaponskom elektrolizom.

No, s druge strane, zabilježen je takav međusobni odnos: nijedan detektor nije zabilježio niti jedno zračenje, ali bilo je nemoguće biti blizu operativne instalacije. U skupini istraživača radilo je šest osoba. Pet ih je ubrzo umrlo u dobi od četrdeset pet do pedeset pet, a šesti je dobio invaliditet. Iz sasvim različitih razloga, smrt se dogodila nakon nekog vremena (oko sedam do osam godina). Usprkos tome, sljedbenici treće generacije i učenici Vachayeva provodili su pokuse na instalaciji Energonive i pretpostavili da se nuklearna reakcija niske energije odvijala u pokusima pokojnog znanstvenika.

I. S. Filimonenko

Hladna termonuklearna fuzija proučavana je u SSSR-u krajem pedesetih godina prošlog stoljeća. Reaktor je dizajnirao Ivan Stepanovič Filimonenko. Međutim, načela rada ove jedinice, nitko nije bio u stanju razumjeti. Zato je naša zemlja umjesto pozicije neospornog lidera u području nuklearnih tehnologija zamijenila sirovinski dodatak, prodajući svoje prirodno bogatstvo, oduzimajući čitavim generacijama budućnosti. No, pilot-postrojenje je već stvoreno i proizvelo je reakciju tople sinteze. Autor najproblematičnijih energetskih konstrukcija koje potiskuju radijaciju bio je rodom iz Irkutske regije, koji je kroz čitav rat prošao kroz izviđač od šesnaest do dvadeset godina, prijevoznik naređenja, energičan i talentiran fizičar I. S. Filimonenko.

Termonuklearna fuzija hladnog tipa bila je više nego ikada zatvorena. Topla sinteza odvijala se na temperaturi od samo 1150 stupnjeva Celzija, a baza je bila teška voda. Filimonenku je odbijen patent: navodno je nuklearna reakcija nemoguća na tako niskoj temperaturi. Ali sinteza je išla! Teška voda razgradnjom elektrolizom do deuterija i kisika, deuterij se otopio u katodi paladija, gdje se odvijala reakcija nuklearne fuzije. Proizvodnja je bez otpada, odnosno bez zračenja, a neutronsko zračenje također ne postoji. Tek 1957. godine, uz potporu akademika Keldysha, Kurchatova i Koroleva, čiji je autor bio nesporan, Filimonenko je uspio premjestiti stvari iz slijepe ulice.

dezintegracija

Godine 1960., u vezi s tajnim dekretom Vijeća ministara SSSR-a i Središnjeg odbora CPSU-a, počelo se raditi na pronalasku Filimonenka pod kontrolom Ministarstva obrane. Tijekom eksperimenata istraživač je otkrio da se tijekom rada reaktora pojavljuje neka vrsta zračenja, koja vrlo brzo smanjuje poluživot izotopa. Da bismo razumjeli prirodu ovog zračenja, trebalo je pola stoljeća. Sada znamo što je to - neutronij s dineutronijem. A onda, 1968. godine, posao je praktički stao. Filimonenko je optužen za političku nelojalnost.

Godine 1989. znanstvenik je rehabilitiran. Njegove instalacije počele su se ponovno stvarati u NPO Luch. Ali stvari nisu išle dalje od eksperimenata - nisu imali vremena. Zemlja je umrla, a novi Rus nije bio spreman na temeljnu znanost. Jedan od najboljih inženjera dvadesetog stoljeća umro je 2013. godine i nije vidio sreću čovječanstva. Svijet će se sjećati Ivana Stepanovića Filimonenka. Hladna termonuklearna fuzija jednog dana prilagodit će njegove sljedbenike.