В Университете Осаки состоялся необычный публичный эксперимент. В присутствии 60 гостей, среди которых были журналисты шести японских газет и двух ведущих телеканалов, группа японских физиков под руководством профессора Ёсиаки Араты продемонстрировали реакцию холодного термоядерного синтеза.

Эксперимент был не из простых и мало чем напоминал сенсационную работу физиков Мартина Флейшмана и Стенли Понса 1989 года, в результате которой они с помощью почти обычного электролиза умудрились, по их заявлению, соединить атомы водорода и дейтерия (изотоп водорода с атомным числом 2) в один атом трития. Правду они сказали тогда или ошиблись, теперь уже выяснить невозможно, но многочисленные попытки получить холодный термояд таким же образом в других лабораториях не увенчались успехом, и эксперимент был дезавуирован.

Так началась в чем-то драматическая, а в чем-то и трагикомическая жизнь холодного термояда. С самого начала над ней дамокловым мечом висело одно из самых серьезных обвинений в науке – неповторяемость эксперимента. Это направление называли маргинальной наукой, даже «патологической», но, несмотря ни на что, оно не умирало. Все это время с риском для собственной научной карьеры холодный термояд пытались получить не только «маргиналы» – изобретатели вечных двигателей и прочие восторженные невежды, но и вполне серьезные ученые. Но – неповторяемость! Вот что-то там такое пошло, датчики зафиксировали эффект, но его никому не предъявишь, потому что уже в следующем эксперименте никакого эффекта нет. А даже если и есть, то в другой лаборатории он, в точности повторенный, не воспроизводится.

Скепсис научного сообщества сами колдфьюзионисты (производное от cold fusion – холодный синтез) объясняли, в частности, непониманием. Один из них рассказывал корреспонденту «НГ»: «Каждый ученый хорошо разбирается только в своей узкой области. Он следит за всеми публикациями по теме, знает цену каждому коллеге по направлению, а если он хочет определить свое отношение к тому, что находится за пределами этого направления, то идет к признанному эксперту и, не особо вникая, принимает его мнение за истину в последней инстанции. Ему ведь некогда разбираться в деталях, у него есть собственная работа. А сегодняшние признанные эксперты к холодному термояду относятся отрицательно».

Так это или не так, но факт оставался фактом – холодный термояд проявлял поразительную капризность и упорно продолжал мучить своих исследователей неповторяемостью экспериментов. Многие уставали и уходили, на их место приходили немногие – ни денег, ни славы, а взамен – перспектива стать отверженным, получить клеймо «маргинального ученого».

Потом, несколько лет спустя, кажется, поняли, в чем дело – в неустойчивости свойств образца палладия, применяемого в экспериментах. Одни образцы давали эффект, другие категорически отказывались, а те, что давали, в любой момент могли передумать.

Похоже, сейчас, после майского публичного эксперимента в Университете Осаки, период неповторяемости заканчивается. Японцы утверждают, что им удалось с этой напастью справиться.

«Они создали особые структуры, наночастицы, – объяснил корреспонденту «НГ» Андрей Липсон, ведущий научный сотрудник Институт химии и электрохимии РАН, – специально подготовленные кластеры, состоящие из нескольких сотен атомов палладия. Главная особенность этих нанокластеров состоит в том, что они имеют внутри пустоты, в которые можно закачивать атомы дейтерия до очень высокой концентрации. И когда эта концентрация превысит определенный предел, дейтоны сближаются друг с другом настолько, что могут сливаться, и начинается термоядерная реакция. Там совсем другая физика, чем, скажем, в ТОКАМАКах. Термоядерная реакция идет там сразу по нескольким каналам, основной из них – слияние двух дейтонов в атом лития-4 с выделением тепла».

Когда Ёсиака Арата стал добавлять дейтериевый газ к смеси, содержащей упомянутые наночастицы, ее температура поднялась до 70 градусов по Цельсию. После того как газ был отключен, температура в ячейке оставалась повышенной больше 50 часов, причем выделяемая энергия превысила затраченную. По мнению Араты, это можно объяснить только ядерным синтезом.

Конечно, с первой фазой жизни холодного термояда – неповторяемостью – эксперимент Араты далеко не покончил. Для того чтобы его результаты были признаны научным сообществом, необходимо, чтобы он с тем же успехом был повторен сразу в нескольких лабораториях. А поскольку тема очень специфическая, с намеком на маргинальность, похоже, что и этого будет мало. Возможно, что и после этого холодному термояду (если он все-таки существует) долго придется ждать полного признания, как это, например, происходит с историей вокруг так называемого пузырькового термояда, полученного Рузи Талейарханом из Окриджской национальной лаборатории.

«НГ-наука» уже рассказывала об этом скандале. Талейархан утверждал, что получил термояд, пропуская звуковые волны через сосуд с тяжелым ацетоном. При этом в жидкости образовывались и взрывались пузырьки, выделяя энергию, достаточную для осуществления термоядерного синтеза. Поначалу эксперимент независимо повторить не удалось, Талейархана обвинили в фальсификации. Он в ответ напал на оппонентов, обвиняя их в том, что у них плохие приборы. Но в конце концов в феврале прошлого года эксперимент, проведенный независимо в Университете Пердью, подтвердил результаты Талейархана и восстановил репутацию физика. С тех пор – полное молчание. Ни признаний, ни обвинений.

Холодным термоядом эффект Талейархана можно назвать только с очень большой натяжкой. «На самом деле это горячий термояд, – подчеркивает Андрей Липсон. – Там работают энергии в тысячи электронвольт, а в экспериментах с холодным термоядом эти энергии оцениваются долями электронвольта». Но, думается, эта энергетическая разница не очень-то повлияет на отношение научного сообщества, и даже если японский эксперимент будет успешно повторен в других лабораториях, колдфьюзионистам еще очень долго придется ожидать полного признания.

Впрочем, многие из тех, кто занимается холодным термоядом несмотря ни на что, полны оптимизма. Еще в 2003 году Митчелл Шварц, физик из Массачусетского технологического института, заявил на одной из конференций: «Мы занимаемся этими экспериментами так долго, что вопрос стоит уже не в том, можем ли мы получить с помощью холодного термояда дополнительное тепло, а в том, можем ли мы получать его киловаттами».

Действительно, киловаттами пока не получается, и конкуренции мощным термоядерным проектам, в частности многомиллиардному проекту международного реактора ИТЕР, холодный термояд пока даже в перспективе не представляет. По оценкам американцев, их исследователям понадобится от 50 до 100 млн. долл. и 20 лет на проверку жизнеспособности эффекта и возможностей его коммерческого использования.

В России о подобных суммах на такие исследования даже и мечтать не приходится. Да и мечтать-то, похоже, почти некому.

«Здесь никто этим не занимается, – говорит Липсон. – Для этих экспериментов требуется специальная аппаратура, специальное финансирование. Но официальных грантов мы на такие эксперименты не получаем, а если и занимаемся ими, то факультативно, параллельно с основной работой, за которую мы получаем зарплату. Так что в России идет только «повторение задов».

Условием для обычной термоядерной реакции являются очень высокаятемпература и давление. В прошлом столетии было высказано желание осуществлять холодную термоядерную реакцию при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. Но всё же, несмотря на многочисленные исследования в данной отрасли, в реальности осуществить подобную реакцию до сих пор не получалось. Более того, многие учёные и эксперты саму идею признали ошибочной. Методику осуществления так называемой реакции холодного термоядерного синтеза удалось разработать американским учёным. Об это говорится в немецком авторитетном журнале Naturwissenschaften, где была опубликована статья, в которой описывается способ осуществления ядерной реакции низкой энергии. Исследования проводились под руководством Памелы Мосер-Босс и Александра Шпака из Центра космических и морских военных систем в штате Сан-Диего. В ходе исследовний воздействию магнитных и электрических полей подвергался тонкий провод, покрытый тонким слоем палладия. Для обнаружения заряжённых частиц, появлявшихся в результате подобного опыта, использовались детекторы из пластиковой плёнки. В ближайшее время результаты исследований американских специалистов должны быть проверены независимыми экспертами.

Есть хорошая статья на эту тему в журнале "Химия и Жизнь" (№8, 2015)

АНДРЕЕВ С. Н.
ЗАПРЕТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

В науке есть свои запретные темы, свои табу. Сегодня мало кто из ученых осмелится заниматься исследованием биополей, сверхмалых доз, структуры воды… Области сложные, мутные, трудно поддающиеся. Здесь легко потерять репутацию, прослыв лжеученым, а уж о получении гранта говорить не приходится. В науке нельзя и опасно выходить за рамки общепринятых представлений, покушаться на догмы. Но именно усилия смельчаков, готовых быть не такими, как все, порой прокладывают новые дороги в познании.
Мы не раз наблюдали, как по мере развития науки догмы начинают пошатываться и постепенно приобретают статус неполного, предварительного знания. Так, и не раз, было в биологии. Так было в физике. То же самое мы наблюдаем в химии. На наших глазах истина из учебника «состав и свойства вещества не зависят от способов его получения» рухнула под натиском нанотехнологий. Оказалось, что вещество в наноформе может кардинально изменить свойства - например, золото перестанет быть благородным металлом.
Сегодня мы можем констатировать, что есть изрядное число экспериментов, результаты которых невозможно объяснить с позиций общепринятых воззрений. И задача науки - не отмахи-ваться от них, а копать и пытаться добраться до истины. Позиция «этого не может быть, потому что не может быть никогда» удобная, конечно, но она ничего не может объяснить. Более того, непонятные, необъяснимые эксперименты могут стать предвестниками открытий в науке, как это уже случалось. Одна из таких горячих в прямом и переносном смысле тем - так называемые низкоэнергетические ядерные реакции, которые сегодня именуют LENR - Low-Energy Nuclear Reaction.
Мы попросили доктора физико-математических наук Степана Николаевича Андреева из Инсти-тута общей физики им. А. М. Прохорова РАН познакомить нас с существом проблемы и с неко-торыми научными экспериментами, выполненными в российских и западных лабораториях и опубликованными в научных журналах. Экспериментами, результаты которых мы пока объяснить не можем.

РЕАКТОР «E-СAT» АНДРЕА РОССИ

В середине октября 2014 года мировое научное сообщество было взбудоражено новостью - вышел отчет Джузеппе Леви, профессора физики Болонского университета, и соавторов о результатах тестирования реактора «E-Сat», созданного итальянским изобретателем Андреа Росси.
Напомним, что в 2011 году А. Росси представил на суд общественности установку, над которой он работал многие годы в сотрудничестве с физиком Серджо Фокарди. Реактор, названный «E-Сat» (сокращенно от английского Energy Catalizer), производил аномальное количество энергии. В течение последних четырех лет «E-Сat» тестировали разные группы исследователей, поскольку научное сообщество настаивало на независимой экспертизе.
Реактор представлял собой керамическую трубочку длиной 20 см и диаметром 2 см. Внутри реактора были расположены топливный заряд, нагревательные элементы и термопара, сигнал с которой подавался на блок управления нагревом. Питание к реактору подводили от электрической сети с напряжением 380 Вольт по трем жаропрочным проводам, которые разогревались докрасна во время работы реактора. Топливо состояло в основном из порошка никеля (90%) и алюмогидрида лития LiAlH4 (10%). При нагревании алюмогидрид лития разлагался и выделял водород, который мог поглощаться никелем и вступать с ним в экзотермическую реакцию.
Изобретатель не раскрывает, как устроен реактор. Однако известно, что внутри керамической трубки размещены топливный заряд, нагревательные элементы и термопара. Поверхность трубки ребристая, чтобы лучше отводилось тепло

В отчете сообщалось, что общее количество тепла, выделенное устройством за 32 дня непрерывной работы, составило около 6 ГДж. Элементарные оценки показывают, что энергоемкость порошка более чем в тысячу раз превышает энергоемкость, например, бензина!
В результате тщательных анализов элементного и изотопного состава эксперты надежно установили, что в отработанном топливе появились изменения в соотношениях изотопов лития и ни-келя. Если в исходном топливе содержание изотопов лития совпадало с природным: 6Li - 7,5%, 7Li - 92,5%, то в отработанном топливе содержание 6Li увеличилось до 92%, а содержание 7Li уменьшилось до 8%. Столь же сильными были искажения изотопного состава для никеля. Например, содержание изотопа никеля 62Ni в «золе» составило 99%, хотя в исходном топливе его было всего 4%. Обнаруженные изменения изотопного состава и аномально высокое тепло-выделение указывали на то, что в реакторе, возможно, протекали ядерные процессы. Однако никаких признаков повышенной радиоактивности, характерной для ядерных реакций, не было зафиксировано ни во время работы устройства, ни после его остановки.
Процессы, протекающие в реакторе, не могли быть ядерными реакциями деления, поскольку топливо состояло из стабильных веществ. Реакции синтеза ядер также исключаются, ведь с точ-ки зрения современной ядерной физики температура 1400оС ничтожно мала для преодоления сил кулоновского отталкивания ядер. Именно поэтому использование нашумевшего термина «холодный термояд» для подобного рода процессов - ошибка, которая вводит в заблуждение.
Вероятно, здесь мы сталкиваемся с проявлениями нового типа реакций, в которых происходят коллективные низкоэнергетические превращения ядер элементов, входящих в состав топлива. Оценка энергий таких реакций дает величину порядка 1-10 кэВ на нуклон, то есть они занимают промежуточное положение между «обычными» высокоэнергетическими ядерными реакциями (энергии более 1 МэВ на нуклон) и химическими реакциями (энергии порядка 1 эВ на атом).
Пока что никто не может удовлетворительно объяснить описанный феномен, а гипотезы, выдвигаемые множеством авторов, не выдерживают критики. Чтобы установить физические механизмы нового явления, необходимо тщательно изучить возможные проявления подобных низко-энергетических ядерных реакций в различных экспериментальных постановках и обобщить по-лученные данные. Тем более что подобных необъясненных фактов за многие годы накопилось весомое количество. Вот лишь некоторые из них.

ЭЛЕКТРОВЗРЫВ ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОЧКИ – НАЧАЛО ХХ ВЕКА

В 1922 году сотрудники химической лаборатории Чикагского университета Кларенс Айрион и Джеральд Вендт опубликовали работу, посвященную исследованию электровзрыва вольфрамовой проволочки в вакууме (G.L.Wendt, C.E.Irion, Experimental Attempts to Decompose Tungsten at High Temperatures. «Journal of the American Chemical Society», 1922, 44, 1887-1894).
В электровзрыве нет ничего экзотического. Это явление было открыто ни много ни мало в конце XVIII века, а в быту мы его постоянно наблюдаем, когда при коротком замыкании перегорают электролампочки (лампочки накаливания, разумеется). Что же происходит при электровзрыве? Если сила тока, протекающего через металлическую проволоку, велика, то металл начинает плавиться и испаряться. Вблизи поверхности проволоки образуется плазма. Нагрев происходит неравномерно: в случайных местах проволоки появляются «горячие точки», в которых выделяется больше тепла, температура достигает пиковых значений, и происходит взрывное разрушение материала.
Самое поразительное в этой истории то, что ученые изначально рассчитывали эксперименталь-но обнаружить разложение вольфрама на более легкие химические элементы. В своем наме-рении Айрион и Вендт опирались на следующие уже известные в то время факты.
Во-первых, в видимом спектре излучения Солнца и других звезд отсутствуют характерные оптические линии, принадлежащие тяжелым химическим элементам. Во-вторых, температура по-верхности Солнца составляет около 6000оС. Следовательно, рассудили они, атомы тяжелых элементов не могут существовать при таких температурах. В-третьих, при разряде конденсатор-ной батареи на металлическую проволочку температура плазмы, образующейся при электро-взрыве, может достигать 20 000оС.
Исходя из этого, американские ученые предположили, что если через тонкую проволоку из тяжелого химического элемента, например, вольфрама, пропустить сильный электрический ток и нагреть ее до температур, сопоставимых с температурой Солнца, то ядра вольфрама окажутся в нестабильном состоянии и разложатся на более легкие элементы. Они тщательно подготовили и блестяще провели эксперимент, пользуясь при этом весьма простыми средствами.
Электровзрыв вольфрамовой проволочки проводили в стеклянной сферической колбе (рис. 2), замыкая на нее конденсатор емкостью 0,1 микрофарад, заряженный до напряжения 35 кило-вольт. Проволочка располагалась между двумя крепежными вольфрамовыми электродами, впаянными в колбу с двух противоположных сторон. Кроме того, в колбе имелся дополнительный «спектральный» электрод, который служил для зажигания плазменного разряда в газе, образовавшемся после электровзрыва.
Следует отметить некоторые важные технические детали эксперимента. При его подготовке колбу помещали в печь, где она непрерывно прогревалась при 300оС в течение 15 часов и все это время из нее откачивали газ. Вместе с прогревом колбы по вольфрамовой проволочке про-пускали электрический ток, нагревавший ее до температуры 2000оС. После дегазации стеклян-ный патрубок, соединяющий колбу с ртутным насосом, расплавляли с помощью горелки и запаивали. Авторы работы утверждали, что предпринятые меры позволяли сохранить чрезвычайно низкое давление остаточных газов в колбе в течение 12 часов. Поэтому при подаче высоковольтного напряжения 50 киловольт между «спектральным» и крепежным электродами пробоя не было.
Айрион и Вендт выполнили двадцать один эксперимент с электровзрывом. В результате каждого опыта в колбе образовывалось порядка 10^19 частиц неизвестного газа. Спектральный анализ показывал, что в нем присутствовала характерная линия гелия-4. Авторы предположили, что гелий образуется в результате альфа-распада вольфрама, индуцированного электровзрывом. Напомним, что альфа-частицы, появляющиеся в процессе альфа-распада, представляют собой ядра атома 4He.
Публикация Айриона и Вендта вызвала большой резонанс в научном сообществе того времени. Сам Резерфорд обратил внимание на эту работу. Он выразил глубокое сомнение в том, что использовавшееся в эксперименте напряжение (35 кВ) достаточно велико, чтобы электроны могли индуцировать ядерные реакции в металле. Желая проверить результаты американских ученых, Резерфорд выполнил свой эксперимент - облучил вольфрамовую мишень пучком электронов с энергией 100 килоэлектронвольт. Резерфорд не обнаружил никаких следов ядерных реакций в вольфраме, о чем в достаточно резкой форме сделал короткое сообщение в журнале «Nature». Научное сообщество приняло сторону Резерфорда, работу Айриона и Вендта признали ошибочной и забыли на долгие годы.

ЭЛЕКТРОВЗРЫВ ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОЧКИ: 90 ЛЕТ СПУСТЯ
Только спустя 90 лет за повторение опытов Айриона и Вендта взялся российский научный коллектив под руководством доктора физико-математических наук Леонида Ирбековича Уруцкоева. Эксперименты, оснащенные современной экспериментальной и диагностической аппаратурой, проводили в легендарном Сухумском физико-техническом институте в Абхазии. Свою уста-новку физики назвали «ГЕЛИОС» в честь путеводной идеи Айриона и Вендта (рис. 3). Кварцевая взрывная камера расположена в верхней части установки и подключена к вакуумной системе - турбомолекулярному насосу (окрашен в голубой цвет). Четыре черных кабеля тянутся к взрыв-ной камере от разрядника конденсаторной батареи емкостью 0,1 микрофарад, которая стоит слева от установки. Для электровзрыва батарею заряжали до 35-40 киловольт. Диагностическая аппаратура, используемая в экспериментах (не показана на рисунке), позволяла исследовать спектральный состав свечения плазмы, которая образовывалась при электровзрыве проволочки, а также химический и элементный состав продуктов ее распада.

Рис. 3. Так выглядит установка «ГЕЛИОС», в которой группа Л. И. Уруцкоева исследовала взрыв вольфрамовой проволочки в вакууме (эксперимент 2012 года)
Эксперименты группы Уруцкоева подтвердили основной вывод работы девяностолетней давности. Действительно, в результате электровзрыва вольфрама образовывалось избыточное количество атомов гелия-4 (порядка 10^16 частиц). Если же вольфрамовую проволочку заменяли на железную, то гелий не образовывался. Заметим, что в экспериментах на установке «ГЕЛИОС» исследователи зафиксировали в тысячу раз меньше атомов гелия, чем в экспериментах Айриона и Вендта, хотя «энерговклад» в проволочку был приблизительно одинаков. С чем связано такое отличие - еще предстоит выяснить.
Во время электровзрыва материал проволочки распылялся на внутреннюю поверхность взрыв-ной камеры. Масс-спектрометрический анализ показал, что в этих твердых остатках наблюдался дефицит изотопа вольфрама-180, хотя в исходной проволочке его концентрация соответствовала природной. Этот факт также может свидетельствовать о возможном альфа-распаде вольфрама или другого ядерного процесса при электровзрыве проволочки (Л. И. Уруцкоев, А. А. Рухадзе, Д. В. Филиппов, А. О. Бирюков и др. Исследование спектрального состава оптического излучения при электрическом взрыве вольфрамовой проволочки. «Краткие сообщения по физике ФИАН», 2012, 7, 13-18).

Ускорение альфа-распада с помощью лазера
К низкоэнергетическим ядерным реакциям можно отнести и некоторые процессы, ускоряющие спонтанные ядерные превращения радиоактивных элементов. Интересные результаты в этой области получили в Институте общей физики им. А. М. Прохорова РАН в лаборатории, возглавляемой доктором физико-математических наук Георгием Айратовичем Шафеевым. Ученые открыли удивительный эффект: альфа-распад урана-238 ускорялся под действием лазерного излучения с относительно небольшой пиковой интенсивностью 10^12-10^13 Вт/см2 (А.В.Симакин, Г.А.Шафеев, Влияние лазерного облучения наночастиц в водных растворах соли урана на активность нуклидов. «Квантовая электроника», 2011, 41, 7, 614-618).
Вот как выглядел эксперимент. В кювету с водным раствором соли урана UO2Cl2 с концентрацией 5-35 мг/мл помещали мишень из золота, которую облучали лазерными импульсами с длиной волны 532 нанометра, длительностью 150 пикосекунд, частотой повторения 1 килогерц в течение одного часа. При таких условиях поверхность мишени частично расплавляется, а жид-кость, контактирующая с ней, мгновенно вскипает. Давление паров разбрызгивает наноразмерные капельки золота с поверхности мишени в окружающую жидкость, где они охлаждаются и превращаются в твердые наночастицы с характерным размером 10 нанометров. Такой процесс называют лазерной абляцией в жидкости и широко используют, когда требуется приготовить коллоидные растворы наночастиц различных металлов.
В экспериментах Шафеева за один час облучения золотой мишени образовывалось 10^15 нано-частиц золота в 1 см3 раствора. Оптические свойства таких наночастиц радикально отличаются от свойств массивной золотой пластинки: они не отражают свет, а поглощают его, причем электромагнитное поле световой волны вблизи наночастиц может усиливаться в 100-10 000 раз и достигать внутриатомных величин!
Ядра урана и продуктов его распада (торий, протактиний), оказавшиеся вблизи этих наночастиц, подвергались воздействию многократно усиленных лазерных электромагнитных полей. В ре-зультате заметно изменилась их радиоактивность. В частности, гамма-активность тория-234 увеличилась в два раза. (Гамма-активность образцов до и после лазерного облучения измеряли полупроводниковым гамма-спектрометром.) Поскольку торий-234 возникает в результате альфа-распада урана-238, увеличение его гамма-активности свидетельствует об ускорении альфа-распада этого изотопа урана. Отметим, что гамма-активность урана-235 не возросла.
Ученые из ИОФ РАН обнаружили, что лазерное излучение может ускорять не только альфа-распад, но и бета-распад радиоактивного изотопа 137Cs - одного из главных компонентов радиоактивных выбросов и отходов. В своих экспериментах они использовали зеленый лазер на парах меди, работающий в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульса 15 наносекунд, частотой повторения импульсов 15 килогерц и пиковой интенсивностью 109 Вт/см2. Лазерное излучение воздействовало на золотую мишень, помещенную в кювету с водным раствором соли 137Cs, содержание которого в растворе объемом 2 мл составляло примерно 20 пикограмм.
Через два часа облучения мишени исследователи зафиксировали, что в кювете образовался коллоидный раствор с наночастицами золота размером 30 нм (рис. 4), а гамма-активность цезия-137 (и, следовательно, его концентрация в растворе) уменьшилась на 75%. Период полураспада цезия-137 составляет около 30 лет. Значит, такое уменьшение активности, какое было получено в двухчасовом эксперименте, должно происходить в естественных условиях примерно за 60 лет. Поделив 60 лет на два часа, получим, что в течение лазерного воздействия скорость распада увеличилась примерно в 260 000 раз. Такое гигантское возрастание скорости бета-распада должно было бы превратить кювету с раствором цезия в мощнейший источник гамма-излучения, сопровождающего обычный бета-распад цезия-137. Однако в действительности этого не происходит. Радиационные измерения показали, что гамма-активность раствора соли не увеличивается (E.V.Barmina, A. V. Simakin, G. A. Shafeev, Laser-induced caesium-137 decay. «Quantum Electronics», 2014, 44 , 8, 791-792).
Этот факт говорит о том, что при лазерном воздействии распад цезия-137 идет не по наиболее вероятному (94,6 %) в нормальных условиях сценарию с излучением гамма-кванта с энергией 662 кэВ, а по другому - безызлучательному. Это, предположительно, прямой бета-распад с образованием ядра стабильного изотопа 137Ва, который в нормальных условиях реализуется только в 5,4% случаев.
Почему происходит такое перераспределение вероятностей в реакции бета-распада цезия - пока неясно. Тем не менее имеются другие независимые исследования, подтверждающие, что ускоренная дезактивация цезия-137 возможна даже в живых системах.

Низкоэнергетические ядерные реакции в живых системах

Поиском низкоэнергетических ядерных реакций в биологических объектах уже более двадцати лет занимается доктор физико-математических наук Алла Александровна Корнилова на Физиче-ском факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Объектами первых опытов стали культуры бактерий Bacillus subtilis, Escherichia coli, Deinococcus radiodurans. Их помещали в питательную среду, обедненную железом, но содержащую соль марганца MnSO4 и тяжелую воду D2O. Эксперименты показали, что в этой системе вырабатывался дефицитный изотоп железа - 57Fe (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Samoylenko I. I., Experimental discovery of the phenomenon of low-energy nuclear transmutation of isotopes (Mn55 to Fe57) in growing bio-logical cultures, «Proceedings of 6th International Conference on Cold Fusion», 1996, Japan, 2, 687-693).
По мнению авторов исследования, изотоп 57Fe появлялся в растущих клетках бактерий в резуль-тате реакции 55Mn+ d = 57Fe (d - ядро атома дейтерия, состоящее из протона и нейтрона). Определенным аргументом в пользу предлагаемой гипотезы служит тот факт, что если тяжелую воду заменить на легкую или исключить соль марганца из состава питательной среды, то изотоп 57Fe бактерии не нарабатывали.
Убедившись, что ядерные превращения стабильных химических элементов возможны в микро-биологических культурах, А. А. Корнилова применила свой метод к дезактивации долгоживущих радиоактивных изотопов (Vysotskii V. I., Kornilova A. A., Transmutation of stable isotopes and deactivation of radioactive waste in growing biological systems. «Annals of Nuclear Energy», 2013, 62, 626-633). На сей раз Корнилова работала не с монокультурами бактерий, а со сверхассоциацией микроорганизмов различных типов, чтобы повысить их выживаемость в агрессивных средах. Каждая группа этого сообщества максимально адаптирована к совместной жизнедеятельности, коллективной взаимопомощи и взаимозащите. В результате сверхассоциация хорошо приспо-сабливается к самым разным условиям внешней среды, в том числе и к повышенной радиации. Типичная максимальная доза, которую выдерживают обычные микробиологические культуры, соответствует 30 килорад, а сверхассоциации выдерживают на несколько порядков больше, причем их метаболическая активность почти не ослабляется.
В стеклянные кюветы помещали равные количества концентрированной биомассы вышеупомя-нутых микроорганизмов и 10 мл раствора соли цезия-137 в дистиллированной воде. Начальная гамма-активность раствора была равна 20 000 беккерелей. В некоторые кюветы дополнительно добавляли соли жизненно важных микроэлементов Ca, K и Na. Закрытые кюветы выдерживали при 20оС и каждые семь дней измеряли их гамма-активность при помощи высокоточного детек-тора.
За сто дней эксперимента в контрольной кювете, не содержащей микроорганизмы, активность цезия-137 уменьшилась на 0,6%. В кювете, дополнительно содержащей соль калия, - на 1%. Быстрее всего активность падала в кювете, дополнительно содержащей соль кальция. Здесь гамма-активность уменьшилась на 24%, что эквивалентно сокращению периода полураспада цезия в 12 раз!
Авторы выдвинули гипотезу, что в результате жизнедеятельности микроорганизмов 137Cs пре-образуется в 138Ba - биохимический аналог калия. Если калия в питательной среде мало, то трансформация цезия в барий происходит ускоренно, если много, то процесс трансформации блокируется. Что касается роли кальция, то она проста. Благодаря его присутствию в питатель-ной среде популяция микроорганизмов быстро растет и, следовательно, потребляет больше калия или его биохимического аналога - бария, то есть подталкивает трансформацию цезия в барий.
А что с воспроизводимостью?
Вопрос о воспроизводимости описанных выше экспериментов требует некоторых пояснений. Реактор «E-Cat», подкупающий своей простотой, пытаются воспроизвести сотни, если не тысячи изобретателей-энтузиастов по всему миру. Существуют даже специальные форумы в Интернете, на которых «репликаторы» обмениваются опытом и демонстрируют свои достижения (http://www.lenr-forum.com/). Определенных успехов в этом направлении добился российский изобретатель Александр Георгиевич Пархомов. Ему удалось сконструировать теплогенератор, работающий на смеси порошка никеля и алюмогидрида лития, который дает избыточное количество энергии (А.Г. Пархомов, Результаты испытаний нового варианта аналога высокотемпера-турного теплогенератора Росси. «Журнал формирующихся направлений науки», 2015, 8, 34-39). Однако в отличие от экспериментов Росси искажений изотопного состава в отработанном топливе обнаружить не удалось.
Эксперименты по электровзрыву вольфрамовых проволочек, как и по лазерному ускорению распада радиоактивных элементов, гораздо более сложны с технической точки зрения и могут быть воспроизведены только в серьезных научных лабораториях. В связи с этим на место вопроса о воспроизводимости эксперимента приходит вопрос о его повторяемости. Для экспериментов по низкоэнергетическим ядерным реакциям типична ситуация, когда в идентичных условиях проведения эксперимента эффект то присутствует, то нет. Дело в том, что не удается контролировать все параметры процесса, включая, по-видимому, и основной - пока не выявленный. Поиск нужных режимов идет практически вслепую и занимает многие месяцы и даже годы. Экспе-риментаторам не раз приходилось менять принципиальную схему установки в процессе поиска управляющего параметра - той «ручки», которую нужно «крутить», чтобы добиться удовлетворительной повторяемости. На данный момент повторяемость в описанных выше экспериментах составляет примерно 30%, то есть положительный результат получается в каждом третьем опыте. Много это или мало, судить читателю. Ясно одно: без создания адекватной теоретической модели исследуемых явлений вряд ли удастся кардинально улучшить этот параметр.

Попытка интерпретации

Несмотря на убедительные экспериментальные результаты, подтверждающие возможность ядерных превращений стабильных химических элементов, а также ускорения распада радиоак-тивных веществ, физические механизмы этих процессов пока неизвестны.
Основная загадка низкоэнергетических ядерных реакций - как положительно заряженные ядра при сближении преодолевают силы отталкивания, так называемый кулоновский барьер. Обычно для этого требуются температуры в миллионы градусов Цельсия. Очевидно, что в рассмотренных экспериментах такие температуры не достигаются. Тем не менее есть ненулевая вероятность того, что частица, не обладающая достаточной кинетической энергией для преодоления сил отталкивания, все же окажется вблизи ядра и вступит с ним в ядерную реакцию.
Этот эффект, получивший название туннельного, имеет чисто квантовую природу и тесно связан с принципом неопределенности Гейзенберга. Согласно этому принципу, квантовая частица (например, ядро атома) не может иметь точно заданные значения координаты и импульса одновременно. Произведение неопределенностей (неустранимых случайных отклонений от точ-ного значения) координаты и импульса ограничено снизу величиной, пропорциональной постоянной Планка h. Это же произведение определяет вероятность туннелирования через потенциальный барьер: чем больше произведение неопределенностей координаты и импульса частицы, тем выше эта вероятность.
В работах доктора физико-математических наук, профессора Владимира Ивановича Манько и соавторов показано, что в определенных состояниях квантовой частицы (так называемых когерентных коррелированных состояниях) произведение неопределенностей может на несколько порядков превышать постоянную Планка. Следовательно, для квантовых частиц в таких состояниях вероятность преодоления кулоновского барьера будет возрастать (В.В.Додонов, В.И.Манько, Инварианты и эволюция нестационарных квантовых систем. «Труды ФИАН. Москва: Наука, 1987, т. 183, с. 286)».
Если в когерентном коррелированном состоянии окажутся одновременно несколько ядер раз-личных химических элементов, то в этом случае может протекать некий коллективный процесс, приводящий к перераспределению протонов и нейтронов между ними. Вероятность такого процесса будет тем больше, чем меньше разница энергий начального и конечного состояний ансамбля ядер. Именно это обстоятельство, по-видимому, и определяет промежуточное положение низкоэнергетических ядерных реакций между химическими и «обычными» ядерными реакциями.
Как формируются когерентные коррелированные состояния? Что заставляет ядра объединяться в ансамбли и обмениваться нуклонами? Какие ядра могут, а какие не могут участвовать в этом процессе? На эти и на многие другие вопросы пока нет ответов. Теоретики делают только первые шаги на пути решения этой интереснейшей задачи.
Поэтому на данном этапе основная роль в исследованиях низкоэнергетических ядерных реакций должна принадлежать экспериментаторам и изобретателям. Необходимы системные экс-периментальные и теоретические исследования этого удивительного феномена, всесторонний анализ полученных данных, широкое экспертное обсуждение.
Понимание и освоение механизмов низкоэнергетических ядерных реакций помогут нам в решении самых разных прикладных задач - создании дешевых автономных энергетических установок, высокоэффективных технологий дезактивации ядерных отходов и преобразовании химических элементов.

July 24th, 2016

23 марта 1989 года Университет Юты сообщил в пресс-релизе, что «двое ученых запустили самоподдерживающуюся реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре». Президент университета Чейз Петерсон заявил, что это эпохальное достижение сравнимо лишь с овладением огнем, открытием электричества и окультуриванием растений. Законодатели штата срочно выделили $5 млн на учреждение Национального института холодного синтеза, а университет запросил у Конгресса США еще 25 млн. Так начался один из самых громких научных скандалов XX века. Печать и телевидение мгновенно разнесли новость по миру.

Ученые, сделавшие сенсационное заявление, вроде бы имели солидную репутацию и вполне заслуживали доверия. Переселившийся в США из Великобритании член Королевского общества и экс-президент Международного общества электрохимиков Мартин Флейшман обладал международной известностью, заработанной участием в открытии поверхностно-усиленного рамановского рассеяния света. Соавтор открытия Стэнли Понс возглавлял химический факультет Университета Юты.

Так что же это все таки, миф или реальность?

Источник дешевой энергии

Флейшман и Понс утверждали, что они заставили ядра дейтерия сливаться друг с другом при обычных температурах и давлениях. Их «реактор холодного синтеза» представлял собой калориметр с водным раствором соли, через который пропускали электрический ток. Правда, вода была не простой, а тяжелой, D2O, катод был сделан из палладия, а в состав растворенной соли входили литий и дейтерий. Через раствор месяцами безостановочно пропускали постоянный ток, так что на аноде выделялся кислород, а на катоде — тяжелый водород. Флейшман и Понс якобы обнаружили, что температура электролита периодически возрастала на десятки градусов, а иногда и больше, хотя источник питания давал стабильную мощность. Они объяснили это поступлением внутриядерной энергии, выделяющейся при слиянии ядер дейтерия.

Палладий обладает уникальной способностью к поглощению водорода. Флейшман и Понс уверовали, что внутри кристаллической решетки этого металла атомы дейтерия столь сильно сближаются, что их ядра сливаются в ядра основного изотопа гелия. Этот процесс идет с выделением энергии, которая, согласно их гипотезе, нагревала электролит. Объяснение подкупало простотой и вполне убеждало политиков, журналистов и даже химиков.

Физики вносят ясность

Однако физики-ядерщики и специалисты по физике плазмы не спешили бить в литавры. Они-то прекрасно знали, что два дейтрона в принципе могут дать начало ядру гелия-4 и высокоэнергичному гамма-кванту, но шансы подобного исхода крайне малы. Даже если дейтроны вступают в ядерную реакцию, она почти наверняка завершается рождением ядра трития и протона или же возникновением нейтрона и ядра гелия-3, причем вероятности этих превращений примерно одинаковы. Если внутри палладия действительно идет ядерный синтез, то он должен порождать большое число нейтронов вполне определенной энергии (около 2,45 МэВ). Их нетрудно обнаружить либо непосредственно (с помощью нейтронных детекторов), либо косвенно (поскольку при столкновении такого нейтрона с ядром тяжелого водорода должен возникнуть гамма-квант с энергией 2,22 МэВ, который опять-таки поддается регистрации). В общем, гипотезу Флейшмана и Понса можно было бы подтвердить с помощью стандартной радиометрической аппаратуры.

Однако из этого ничего не вышло. Флейшман использовал связи на родине и убедил сотрудников британского ядерного центра в Харуэлле проверить его «реактор» на предмет генерации нейтронов. Харуэлл располагал сверхчувствительными детекторами этих частиц, но они не показали ничего! Поиск гамма-лучей соответствующей энергии тоже обернулся неудачей. К такому же заключению пришли и физики из Университета Юты. Сотрудники Массачусетского технологического института попытались воспроизвести эксперименты Флейшмана и Понса, но опять же безрезультатно. Поэтому не стоит удивляться, что заявка на великое открытие подверглась сокрушительному разгрому на конференции Американского физического общества (АФО), которая состоялась в Балтиморе 1 мая того же года.

Sic transit gloria mundi

От этого удара Понс и Флейшман уже не оправились. В газете New York Times появилась разгромная статья, а к концу мая научное сообщество пришло к выводу, что претензии химиков из Юты — либо проявление крайней некомпетентности, либо элементарное жульничество.

Но имелись и диссиденты, даже среди научной элиты. Эксцентричный нобелевский лауреат Джулиан Швингер, один из создателей квантовой электродинамики, настолько уверовал в открытие химиков из Солт-Лейк-Сити, что в знак протеста аннулировал свое членство в АФО.

Тем не менее академическая карьера Флейшмана и Понса завершилась — быстро и бесславно. В 1992 году они ушли из Университета Юты и на японские деньги продолжали свои работы во Франции, пока не лишились и этого финансирования. Флейшман возвратился в Англию, где живет на пенсии. Понс отказался от американского гражданства и поселился во Франции.

Пироэлектрический холодный синтез

Холодный ядерный синтез на настольных аппаратах не только возможен, но и осуществлен, причем в нескольких версиях. Так, в 2005 году исследователям из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось запустить подобную реакцию в контейнере с дейтерием, внутри которого было создано электростатическое поле. Его источником служила вольфрамовая игла, подсоединенная к пироэлектрическому кристаллу танталата лития, при охлаждении и последующем нагревании которого создавалась разность потенциалов 100−120 кВ. Поле напряженностью порядка 25 ГВ/м полностью ионизировало атомы дейтерия и так разгоняло его ядра, что при столкновении с мишенью из дейтерида эрбия они давали начало ядрам гелия-3 и нейтронам. Пиковый нейтронный поток составил порядка 900 нейтронов в секунду (в несколько сотен раз выше типичного фонового значения). Хотя такая система имеет перспективы в качестве генератора нейтронов, говорить о ней как об источнике энергии нельзя. Подобные устройства потребляют намного больше энергии, чем генерируют: в экспериментах калифорнийских ученых в одном цикле охлаждения-нагревания длительностью несколько минут выделялось примерно 10-8 Дж (на 11 порядков меньше, чем нужно для нагрева стакана воды на 1°С).

На этом история не заканчивается.

В начале 2011 года в мире науки вновь вспыхнул интерес к холодному термоядерному синтезу, или, как его называют отечественные физики, холодному термояду. Поводом для этого ажиотажа послужила демонстрация итальянскими учеными Серджио Фокарди и Андреа Росси из Университета Болоньи необычной установки, в которой, по словам ее разработчиков, этот синтез осуществляется достаточно легко.

В общих чертах работает этот аппарат так. В металлическую трубку с электрическим подогревателем помещаются нанопорошок никеля и обычный изотоп водорода. Далее нагнетается давление около 80 атмосфер. При первоначальном нагреве до высокой температуры (сотни градусов), как говорят ученые, часть молекул H2 разделяется на атомарный водород, далее тот вступает в ядерную реакцию с никелем.

В результате этой реакции порождается изотоп меди, а также большое количество тепловой энергии. Андреа Росси объяснил, что при первых испытаниях прибора они получали от него около 10-12 киловатт на выходе, в то время как на входе система требовала в среднем 600-700 ватт (имеется в виду электроэнергия, поступающая в прибор при включении его в розетку). По всему получалось, что производство энергии в данном случае было многократно выше затрат, а ведь именно этого эффекта в свое время ждали от холодного термояда.

Тем не менее, по сообщению разработчиков, в данном приборе пока вступает в реакцию далеко не весь водород и никель, а очень малая их доля. Однако ученые уверены, что то, что происходит внутри, представляет собой именно ядерные реакции. Доказательством этого они считают: появление меди в большем количестве, чем могла бы составлять примесь в исходном "топливе" (то есть никеле); отсутствие большого (то есть измеримого) расхода водорода (поскольку он ведь мог бы выступать как топливо в химической реакции); выделяемое тепловое излучение; ну и, конечно, сам энергетический баланс.

Итак, неужели итальянским физикам все-таки удалось добиться термоядерного синтеза при низких температурах (сотни градусов Цельсия — это ничто для подобных реакций, которые обычно идут при миллионах градусах Кельвина!)? Сложно сказать, поскольку до сих пор все рецензируемые научные журналы даже отклонили статьи ее авторов. Скептицизм многих ученых вполне понятен — уже много лет слова "холодный синтез" вызывают у физиков усмешку и ассоциации с вечным двигателем. Кроме того, сами авторы устройства честно признают, что тонкие детали его работы пока остаются вне их понимания.

Что же это за такой неуловимый холодный термояд, доказать возможность протекания которого многие ученые пытаются уже не один десяток лет? Для того чтобы понять сущность данной реакции, а также перспективность подобных исследований, давайте сначала поговорим о том, что такое вообще термоядерный синтез. Под этим термином понимают процесс, при котором происходит синтез более тяжелых атомных ядер из более легких. При этом выделяется огромное количество энергии, куда больше, чем при ядерных реакциях распада радиоактивных элементов.

Подобные процессы постоянно происходят на Солнце и других звездах, из-за чего они могут выделять и свет, и тепло. Так, например, каждую секунду наше Солнце излучает в космическое пространство энергию, эквивалентную четырем миллионам тонн массы. Эта энергия рождается в ходе слияния четырех ядер водорода (проще говоря, протонов) в ядро гелия. При этом на выходе в результате превращения одного грамма протонов выделяется в 20 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании грамма каменного угля. Согласитесь, подобное весьма впечатляет.

Но неужели люди не могут создать реактор, подобный Солнцу, для того чтобы производить большое количество энергии для своих нужд? Теоретически, конечно, могут, поскольку прямой запрет на такое устройство не устанавливает ни один из законов физики. Тем не менее, сделать это достаточно сложно, и вот почему: данный синтез требует очень высокой температуры и такого же нереально высокого давления. Поэтому создание классического термоядерного реактора получается экономически невыгодным — на то, чтобы запустить его, нужно будет затратить куда больше энергии, чем он сможет выработать за последующие несколько лет работы.

Возвращаясь к итальянским первооткрывателям приходится признать, что и сами «ученые» не внушают особого доверия, ни своими прошлыми достижениями, ни своим нынешним положением. Имя Серджио Фокарди до сих пор было мало кому известно, но зато благодаря своему ученому званию профессора, можно хотя бы не сомневаться в его причастности к науке. А вот в отношении коллеги по открытию, Андреа Росси, такого уже не скажешь. На данный момент Андреа является сотрудником некой американской корпорации Leonardo Corp, и в свое время отличился лишь привлечением к суду за уклонение от уплаты налогов и контрабанду серебра из Швейцарии. Но и на этом «плохие» новости для сторонников холодного термоядерного синтеза не закончились. Выяснилось, что научный журнал Journal of Nuclear Physics, в котором были опубликованы статьи итальянцев о своем открытие, на самом деле представляет собой скорее блог, а неполноценный журнал. И, вдобавок, его владельцами оказались ни кто иные, как уже знакомые итальянцы Серджио Фокарди и Андреа Росси. А ведь публикация в серьезных научных изданиях служит подтверждением «правдоподобности» открытия.

Не остановившись на достигнутом, и капнув еще глубже, журналисты также выяснили, что идея представленного проекта принадлежит совершенного другому человеку — итальянскому ученому Франческо Пьянтелли. Похоже, именно на этом, бесславно и закончилась очередная сенсация, и мир в очередной раз лишился «вечного двигателя». Но как, не без иронии, утешают себя итальянцы, если это всего лишь выдумка, то, по-крайней мере, она не лишена остроумия, ведь одно дело разыграть знакомых и совсем другое, попытаться обвести вокруг пальца целый мир.

В настоящее время все права на данное устройство принадлежат американской компании Industrial Heat, где Росси возглавляет всю научно-исследовательскую и конструкторскую деятельность в отношении реактора.

Существуют низкотемпературная (E-Cat) и высокотемпературная (Hot Cat) версии реактора. Первая для температур примерно 100-200 °C, вторая для температур порядка 800-1400 °C. В настоящее время компания продала низкотемпературный реактор на 1МВт неназванному заказчику для коммерческого использования и, в частности, на этом реакторе Industrial Heat проводит тестирование и отладку для того, чтобы начать полномасштабное промышленное производство подобных энергетических блоков. Как заявляет Андреа Росси, реактор работает главным образом за счет реакции между никелем и водородом, в ходе которой происходит трансмутация изотопов никеля с выделением большого количества тепла. Т.е. одни изотопы никеля переходят в другие изотопы. Тем не менее был проведен ряд независимых испытаний, наиболее информативным из которых было испытание высокотемпературной версии реактора в швейцарском городе Лугано. Об этом испытании уже писали .

Еще в 2012 году сообщалось, что продана первая установка холодного синтеза Росси.

27 декабря на сайте E-Cat World была опубликована статья о независимом воспроизведении реактора Росси в России . В этой же статье содержится ссылка на доклад «Исследование аналога высокотемпературного теплогенератора Росси» физика Пархомова Александра Георгиевича . Доклад подготовлен для всероссийского физического семинара «Холодный ядерный синтез и шаровая молния», который прошел 25 сентября 2014 года в Российском университете дружбы народов.

В докладе автор представил свою версию реактора Росси, данные по его внутреннему устройству и проведенным испытаниям. Главным вывод: реактор действительно выделяет больше энергии, чем потребляет. Отношение выделенного тепла к потребленной энергии составило 2.58. Более того, около 8 минут реактор проработал вообще без подачи входной мощности, после того, как питающий провод перегорел, производя при этом около киловата тепловой мощности на выходе.

В 2015 году А.Г. Пархомову удалось сделать длительно работающий реактор с замером давления. С 23:30 16 марта температура держится до сих пор. Фото реактора.

Наконец, удалось сделать длительно работающий реактор. Температура 1200оС достигнута в 23:30 16 марта после 12- часового постепенного нагрева и держится до сих пор. Мощность нагревателя 300 Вт, COP=3.
Впервые успешно удалось вмонтировать в установку манометр. При медленном нагреве максимальное давление 5 бар было достигнуто при 200оС, потом давление снижалось и при температуре около 1000оС стало отрицательным. Наиболее сильный вакуум около 0,5 бар был при температуре 1150оС.

При длительной непрерывной работе нет возможности круглосуточно подливать воду. Поэтому пришлось отказаться от использованной в предыдущих экспериментах калориметрии, основанной на измерении массы испарившейся воды. Определение теплового коэффициента в этом эксперименте проводится путем сравнения потребляемой электронагревателем мощности при наличии и отсутствии топливной смеси. Без топлива температура 1200оС достигается при мощности около 1070 Вт. При наличии топлива (630 мг никеля +60 мг алюмогидрида лития) такая температура достигается при мощности около 330 Вт. Таким образом, реактор вырабатывает около 700 Вт избыточной мощности (COP ~ 3,2). (Объяснение А.Г. Пархомова, более точное значение СОР требует более детального расчета)

источники

в Избранное в Избранном из Избранного 0

Величайшее изобретение в новейшей истории человечества запущено в производство - при полном молчании средств массовой дезинформации .

Продана первая установка холодного термоядерного синтеза

Продана первая установка холодного термоядерного синтезаПервая сделка по продаже энергопроизводящей установки на основе реактора холодного термоядерного синтеза E-Cat выходной мощностью 1 мегаватт состоялась 28 октября 2011 года, после демонстрации покупателю успешных испытаний системы. Сейчас автор и производитель Андреа Росси принимает заказы на сборку от компетентных, серьезно настроенных, платежеспособных покупателей.Если вы читаете эту статью, скорее всего вас интересуют новейшие технологи производства энергии. В таком случае, как вам перспектива обладания одномегаватным реактором холодного термоядерного синтеза, который производит огромное количество постоянной тепловой энергии, используя мизерное количество никеля и водорода в качестве топлива, и работает в автономном режиме практически не потребляя электричество на входе?Речь идет о системе, описание которой балансирует на грани научной фантастики. Кроме того, реальное создание таковой может разом обесценить все ныне существующие методы генерации энергии вместе взятые. Идея о существовании такого неординарного, эффективного источника энергии, который, к тому же, должен иметь относительно невысокую стоимость, звучит восхитительно, не так ли?

Что ж, в свете последних событий в области разработки альтернативных высокотехнологичных источников энергии, есть одна реальная будоражащая сознание новость.

Андреа Росси принимает заказы на изготовление систем реакторов холодного термоядерного синтеза E-Cat (от англ. energy catalyzer – катализатор энергии) мощностью один мегаватт. И в виду имеется не эфемерное творение фантазии очередного «алхимика от науки», а действительно существующее, функционирующее и готовое для того, чтобы быть проданным в реальный момент времени, устройство. Более того, первые две установки уже обрели владельцев: одна даже доставлена покупателю, а воторая находится на стадии сборки. Прочитать об испытаниях и продаже первой можно здесь.

Эти воистину ломающие современную энергетическую парадигму системы могут быть сконфигурированы на производство до одного мегаватта энергии на выходе каждая. Установка включает в себя от 52 до 100 и более отдельных «модулей» E-Cat, каждый из которых состоит из 3 маленьких внутренних реакторов холодного термоядерного синтеза. Все модули собраны внутри обычного стального контейнера (размером 5м х 2,6м х 2,6м), который может быть установлен где угодно. Возможна доставка сухопутным, морским или воздушным транспортом. Важно, что в отличие от широко используемых ядерных реакторов деления, реактор холодного синтеза E-Cat не потребляет радиоактивные вещества, не выделяет радиоактивных излучений в окружающую среду, не вырабатывает ядерных отходов и не несет в себе потенциальных опасностей расплавления оболочки или ядра реактора – самой фатальной и, к сожалению, уже вполне обычной, аварии на традиционных ядерных установках. Худший сценарий для E-Cat: ядро реактора перегревается, он ломается и просто перестает работать. И все.

Как заявлено производителями, полные испытания установки проводятся под наблюдением гипотетического владельца до оформления финальной части сделки. Одновременно происходит обучение инженеров и технических работников, которые в дальнейшем будут обслуживать установку на территории покупателя. Если клиент чем-либо неудовлетворен, сделка отменяется. Следует заметить, что покупатель (или его представитель) полностью контролирует все аспекты испытаний: как проводятся тесты, какое измерительное оборудование используется, сколько длятся все процессы, режим тестирования – стандартный (на постоянной энергии) или автономный (с фактическим нулем на входе).

По утверждению Андреа Росси, технология работает вне всяких сомнений, и он настолько уверен в своем продукте, что предоставляет потенциальным покупателям все имеющиеся возможности самостоятельно убедиться в этом:

если они захотят провести контрольный запуск без водорода в ядрах реакторов (чтобы сравнить результаты) – это можно осуществить!
если хотят посмотреть на работу агрегата а постоянном автономном режиме в течение продолжительного периода времени, нужно просто заявить об этом!
если желают привезти любые собственные высокотехнологичные осциллографы и прочее измерительное оборудование, чтобы замерить каждый микроватт энергии, полученный в процессе работы – отлично!

На данный момент, подобная установка может быть продана только подходящему компетентному покупателю. Это означает, что клиент должен быть не просто индивидуальным заинтересованым лицом, но представителем бизнес-организации, компании, института или агентства. Однако, планируется создание установок меньшего размера для индивидуального домашнего использования. Примерный срок окончания разработки и запуска производства – год. Но тут могут возникнуть проблемы с сертификацией. Пока у Росси есть европейский сертификационный знак только для его промышленных установок.

Стоимость одномегаватной установки составляет 2.000 $ за киловатт. Итоговая цена (2.000.000 $) только кажется заоблачной. На самом деле, с учетом невероятной экономии на топливе, она вполне справедлива. Если сравнить себестоимость и количество топлива системы Росси, необходимого для выработки определенного количества энергии, с теми же показателями по топливу для прочих ныне доступных систем, величины окажутся попросту несопоставимы. Например, Росси утверждает, что доза водорода и никелевого порошка, необходимая для работы мегаватной установки в течение как минимум полугода, стоит не более пары сотен евро. Все потому, что нескольких грамм никеля, изначально помещаемых в ядро каждого реактора, хватает минимум на 6 месяцев, расход водорода в системе вцелом также очень низок. Фактически, при испытании первой проданной установки, менее 2 грамм водорода поддерживали работу всей системы в течение всего времени эксперимента (т.е. порядка 7 часов). Получается, необходимо действительно мизерное количество ресурсов.

Вот некоторые другие преимущества технологии E-Cat: компактные размеры или высокая «плотность энергии», бесшумный режим работы (50 децибел звука на расстоянии 5 метров от установки), отсутствие зависимости от погодных условий (в отличие от солнечных батарей или ветровых установок), и модульная конструкция устройства – если один из элементов системы по каким-либо причинам выйдет из строя, его можно быстро заменить.

Росси намеревается выпустить от 30 до 100 одномегаватных установок в течении первого года производства. Гипотетический покупатель может связаться с его компанией Leonardo Corporation и зарезервировать одно из планируемых к выпуску устройств.

Конечно, есть скептики, утверждающие, что такого попросту не может быть, что производители темнят, не допуская к испытаниям наблюдателей из основных энергоконтролирующих организаций, а также что, будь изобретение Росси действительно эффективным, воротилы существующей системы распределения энергетических (читайте финансовых) ресурсов не допустили бы выхода информации о нем в свет.
Кто-то находится в сомнениях. Как пример можно привести любопытную и весьма обстоятельную статью, появившуюся на сайте журнала Forbes.
Однако, по мнению некоторых обозревателей, 28 октября 2011 года был дан официальный фактический старт перехода человечества в новую эру холодного термоядерного синтеза: эру чистой, безопасной, дешевой и доступной энергии.

О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель…

А.С.Пушкин

Я не ученый ядерщик.Но осветил одно из величайших изобретений наших дней, по крайней мере я сам так считаю. Сначало написал об открытии холодного ядерного синтеза ХЯС итальянскими учеными Серджио Фокарди (Sergio Focardi) и Андреа Росси (Andrea A. Rossi) из университета Болоньи (Università di Bologna) в Декабре-2010. Потом написал тут текст об испытании этими учеными намного мощной установки 28-Октября-2011 для потенциального заказщика-производителя. И этот эксперимент закончился успешно. Господин Росси заключил с одним американским крупным производителем оборудования контракт.И теперь любой желающий, после подписания соот контрактов и соблюдения условий что не станут копировать установку, может заказать установку мощьностью до 1 Мегаватт с доставкой до клиента, установка, обучение персонала в течении 4 месяца.

Признавался раньше и сейчас скажу, я не физик,не ядерщик. Эта установка настолько значима для всего человечества, она может перевернуть обычный наш мир, сильно повлияет на геополитическом уровне - только по этой причине я пишу о ней.
Но я смог раскопать кое какую информацию для вас.
Например, я разузнал что установка России работает на основе именно ХЯС. Если коротко примерно так: атом Водород теряет свою усточивость под воздействием температуры, Никеля и какогото секретного катализатора примерно на на 10\-18 секунды.И это ядро Водорода взаимодействует с ядром Никеля преодолев Кулоновскую силу атомов.Еще в процессе есть связь с волнами Бройля, советую прочесть стстью тем кто кумекает в физике.
В результате происходит именно ХЯС - холодный ядерный синтез - рабочая температура установку только несколько сотен градусов Цельсия, образуется некоторое количество неустойчивого изотопа меди - (Cu 59 - 64).Расход Никеля и Водорода очень малы, то есть Водород не горит и не дает простую химическую энергию.

Patent 1. (WO2009125444) METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT NICKEL AND HYDROGEN EXOTHERMAL REACTIONS

Весь рынок Северной Америки и Южной Америки на эти установки взяла в руки компания AmpEnergo . Эта новая компания и она тесно сотрудничает с другой компанией Leonardo Corporation , которая серьезно работает в энергетике и оборонном секторе.Она же принимает заказы на установки.

Thermal Output Power 1 MW
Electrical Input Power Peak 200 kW
Electrical input Power Average 167 kW
COP 6
Power Ranges 20 kW-1 MW
Modules 52
Power per Module 20kW
Water Pump brand Various
Water Pump Pressure 4 Bar
Water Pump Capacity 1500 kg/hr
Water Pump Ranges 30-1500 kg/hr
Water Input Temperature 4-85 C
Water Output Temperature 85-120 C
Control Box Brand National Instruments
Controlling Software National Instruments
Operation and Maintenance Cost $1/MWhr
Fuel Cost $1/MWhr
Recharge Cost Included in O&M
Recharge Frequency 2/year
Warranty 2 years
Estimated Lifespan 30 years
Price $2M
Dimension 2.4×2.6x6m

Это схема экспериментальной 1Мгвт установки которую сделали для эксперимента 28-10-2011.

Вот здесь Технические параметры установки мощностью 1 Мегаватт.
Стоимость одной установки 2 млн долларов.

Интересные моменты:
- очень дешевая стоимость вырабатываемой энергии.
- раз в 2 года надо заполнять изнашиваемые элементы - водород, никель, катализатор.
- срок службы установки 30 лет.
- малый размер
- экологическая чистота установка.
- безопасность, при любой аварии процесс ХЯС само как бы гаснет.
- нет никаких опасных элементов которые могли бы использоваться как грязная бомба

На данный момент установка вырабатывает горячий пар и может использоваться для отопления зданий. Еще не включены в состав установки турбина и электрогенератор для выработки электрической энергии.Но в процессе.

У вас может возникнуть вопросы: А не подорожает ли Никель при широком использовании таких установок?
Какие вообще запасы Никеля на нашей планете?
Не начнутся ли войны изза Никеля?

Никеля навалом.
Я дам несколько цифр для наглядности.
Если предположим что установками Росси заменят все энергоустановки которые сжигают нефть то всех запасов Никеля на Земле хватит примерно на 16 667 лет! То есть на ближайшие 16 тысяч лет у нас есть энергия.
В день на Земле мы сжигаем примерно 13 млн тонн нефти.Чтоб заменить эту дневную дозу нефти на установках Росси нужно будет всего лишь примерно 25 тонны Никеля! Примерно сегодняшние цены 10 000 долларов за тонну Никеля. 25 тонн будет стоить 250 000 долларов! То есть, четвертушки лимона баксов хватит чтоб заменить всю нефть за день на всей планете никельным ХЯС!
Я читал, господина Росси и Фокарди выдвигают на Нобелевскую премию 2012 года, сейчас оформляют документы. Думаю что они определенно заслуживают и Нобелевки, и других наград.Можно создать и дать им обоим звание - Почетные Граждане Планеты Земля.

Эта установка очень важна особенно и для России.Потому что огромная территория РФ находится в зоне холода, без энергоподачи, суровые условия жизни… А никеля в РФ завались.) Может быть мы или наши дети увидят целые города закрытые сверху колпаком-пленкой из прозрачного и прочного материала.Внутри этого колпака будет держатся микроклимат с теплым воздухом.С электромобилями, парниками где выращивают все небходимые овощи и фрукты, и т.д.

А в геополитике будут такие грандиозные изменения, которые коснутся все страны и народы. Даже финансовый мир, торговля, транспорт, миграцию людей, их социальное обеспечение и вообще жизненный уклад изменятся значительно. Любые грандиозные изменения, даже если они и в хорошую сторону, чреваты потрясениями, бунтами, может даже и войнами. Потому что это открытие принеся пользу огромному количеству людей, в то же время принесет убытки, потерю богатства, политической, финансовой силы определенным странам и группам. Ессно эти группы могут протестовать и делать все чтоб тормозить процесс. Но я надеюсь что заинтересованных в прогрессе будет гораздо больше и сильнее.
Может поэтому пока центральные СМИ не особо сильно пишут об установке Росси? Может поэтому не спешат широко афишировать это открытие века? Пусть пока эти группировки договорятся между собой по мирному?

Вот 5 киловатный блок. Можно поставить в квартире.

http://www.leonardo-ecat.com/fp/Products/5kW_Heater/index.html

• Перевод

Эта область называется теперь низкоэнергетическими ядерными реакциями, и в ней могут быть достигнуты настоящие результаты – или же она может оказаться упрямой мусорной наукой

Доктор Мартин Флейшман (справа), электрохимик, и Стэнли Понс, председатель химического отдела Университета Юты, отвечают на вопросы комитета по науке и технологиям по поводу их спорной работы в области холодного синтеза, 26 апреля 1989 года.

Говард Дж. Уилк – химик, специалист по синтетической органике, уже долгое время не работает по специальности и живёт в Филадельфии. Как и многие другие исследователи, работавшие в фармацевтической области, он стал жертвой сокращения НИОКР в лекарственной индустрии, происходящего в последние годы, и сейчас занимается подработками, не связанными с наукой. Обладая свободным временем, Уилк отслеживает прогресс компании из Нью-Джерси, Brilliant Light Power (BLP).

Это одна из тех компаний, что разрабатывают процессы, которые можно в общем обозначить как новые технологии добычи энергии. Это движение, по большей части, является воскрешением холодного синтеза – недолго существовавшего в 1980-х явления, связанного с получением ядерного синтеза в простом настольном электролитическом устройстве, которое учёные быстро отмели.

В 1991 году основатель BLP, Рэнделл Л. Миллс , объявил на пресс-конференции в Ланкастере (Пенсильвания) о разработке теории, по которой электрон в водороде может переходить из обычного, основного энергетического состояния, в ранее неизвестные, более устойчивые состояния с более низкой энергией, с высвобождением огромного количества энергии. Миллс назвал этот странный новый тип сжавшегося водорода, "гидрино " , и с тех пор работает над разработкой коммерческого устройства, собирающего эту энергию.

Уилк изучил теорию Миллса, прочёл работы и патенты, и провёл свои собственные вычисления для гидрино. Уилк даже посетил демонстрацию на территории BLP в Крэнбюри, Нью-Джерси, где обсудил гидрино с Миллсом. После этого Уилк всё ещё не может решить, является ли Миллс нереальным гением, бредящим учёным, или чем-то средним.

История началась в 1989 году, когда электрохимики Мартин Флейшман и Стэнли Понс сделали удивительное заявление на пресс-конференции Университета Юты о том, что они приручили энергию ядерного синтеза в электролитической ячейке.

Когда исследователи подавали электрический ток на ячейку, по их мнению, атомы дейтерия из тяжёлой воды, проникшие в палладиевый катод, вступали в реакцию синтеза и порождали атомы гелия. Избыточная энергия процесса превращалась в тепло. Флейшман и Понс утверждали, что этот процесс не может быть результатом ни одной известной химической реакции, и присовокупили к нему термин «холодный синтез».

После многих месяцев расследования их загадочных наблюдений, однако, научное сообщество пришло к соглашению о том, что эффект был нестабильным, или вообще отсутствовал, и что в эксперименте были допущены ошибки. Исследование забраковали, а холодный синтез стал синонимом мусорной науки.

Холодный синтез и производство гидрино – это святой Грааль для добычи бесконечной, дешёвой и экологически чистой энергии. Учёных холодный синтез разочаровал. Они хотели в него поверить, но их коллективный разум решил, что это было ошибкой. Частью проблемы было отсутствие общепринятой теории для объяснения предложенного явления – как говорят физики, нельзя верить эксперименту, пока он не подтверждён теорией.

У Миллса есть своя теория, но многие учёные не верят ей и считают гидрино маловероятным. Сообщество отвергло холодный синтез и игнорировало Миллса и его работу. Миллс поступал так же, стараясь не попадать в тень холодного синтеза.

А в это время область холодного синтеза поменяла имя на низкоэнергетические ядерные реакции (НЭЯР) , и существует дальше. Некоторые учёные продолжают попытки объяснить эффект Флейшмана-Понса. Другие отвергли ядерный синтез, но исследуют другие возможные процессы, способные объяснить избыточное тепло. Как и Миллс, их привлекли потенциальные возможности коммерческого применения. В основном их интересует добыча энергии для индустриальных нужд, домашних хозяйств и транспорта.

У небольшого числа компаний, созданных в попытках вывести новые энергетические технологии на рынок, бизнес-модели похожи на модели любого технологического стартапа: определить новую технологию, попытаться запатентовать идею, вызвать интерес инвесторов, получить финансирование, построить прототипы, провести демонстрацию, объявить даты поступления рабочих устройств в продажу. Но в новом энергетическом мире нарушение сроков – это норма. Никто пока ещё не совершил последнего шага с демонстрацией рабочего устройства.

Новая теория

Миллс вырос на ферме в Пенсильвании, получил диплом химика в колледже Франклина и Маршала, учёную степень по медицине в Гарвардском университете, и изучал электротехнику в Массачусетском технологическом институте. Будучи студентом, он начал разрабатывать теорию, которую он назвал "Большой объединённой теорией классической физики ", которая, по его словам, основана на классической физике и предлагает новую модель атомов и молекул, отходящую от основ квантовой физики.

Принято считать, что единственный электрон водорода шныряет вокруг его ядра, находясь на наиболее приемлемой орбите основного состояния. Просто невозможно придвинуть электрон водорода ближе к ядру. Но Миллс утверждает, что это возможно.

Сейчас он работает исследователем в Airbus Defence & Space, и говорит, что не отслеживал деятельность Миллса с 2007 года, поскольку в экспериментах не наблюдалось однозначных признаков избыточной энергии. «Сомневаюсь, что какие-либо более поздние эксперименты прошли научный отбор», сказал Ратке.

«Думаю, что в целом признано, что теория доктора Миллса, выдвинутая им в качестве основы его заявлений, противоречива и не способна выдавать предсказания,- продолжает Ратке. – Можно было бы спросить, "Могли ли мы так удачно наткнуться на источник энергии, который просто работает, следуя неверному теоретическому подходу?" ».

В 1990-х несколько исследователей, включая команду из Исследовательского центра Льюиса, независимо друг от друга сообщили о воспроизведении подхода Миллса и получении избыточного тепла. Команда НАСА в отчёте написала, что «результаты далеки от убедительных», и ничего не говорила про гидрино.

Исследователи предлагали возможные электрохимические процессы для объяснения тепла, включая неравномерность электрохимической ячейки, неизвестные экзотермические химические реакции, рекомбинацию разделённых атомов водорода и кислорода в воде. Те же аргументы приводили и критики экспериментов Флейшмана-Понса. Но команда из НАСА уточнила, что исследователи не должны отбрасывать это явление, просто на случай, если Миллс на что-то наткнулся.

Миллс очень быстро говорит, и способен вечно рассказывать о технических деталях. Кроме предсказания гидрино, Миллс утверждает, что его теория может идеально предсказать местоположение любого электрона в молекуле, используя специальный софт для моделирования молекул, и даже в таких сложных молекулах, как ДНК. С использованием стандартной квантовой теории учёным тяжело предсказать точное поведение чего-либо более сложного, чем атом водорода. Также Миллс утверждает, что его теория объясняет явление расширения Вселенной с ускорением, которое космологи ещё не до конца раскусили.

Кроме того, Миллс говорит, что гидрино появляются при сжигании водорода в звёздах, таких, как наше Солнце, и что их можно обнаружить в спектре звёздного света. Водород считается самым распространённым элементом во вселенной, но Миллс утверждает, что гидрино – это и есть тёмная материя, которую не могут найти во Вселенной. Астрофизики с удивлением воспринимают такие предположения: «Я никогда не слышал о гидрино», говорит Эдвард Колб [Edward W. (Rocky) Kolb ] из Чикагского университета, эксперт по тёмной вселенной .

Миллс сообщил об успешной изоляции и описании гидрино при помощи стандартных спектроскопических методов, таких, как инфракрасный, рамановский, и спектроскопия ядерно-магнитного резонанса. Кроме того, по его словам, гидрино могут вступать в реакции, приводящие к появлению новых типов материалов с «удивительными свойствами». Сюда входят проводники, которые, по словам Миллса, произведут революцию в мире электронных устройств и аккумуляторов.

И хотя его заявления противоречат общественному мнению, идеи Миллса кажутся не такими экзотическими по сравнению с другими необычными компонентами Вселенной. К примеру, мюоний – известная короткоживущая экзотическая сущность, состоящая из антимюона (положительно заряженной частицы, похожей на электрон) и электрона. Химически мюоний ведёт себя как изотоп водорода, но при этом в девять раз его легче.

SunCell, гидриновая топливная ячейка

Вне зависимости от того, в каком месте шкалы правдоподобности располагаются гидрино, Миллс уже десять лет назад рассказывал, что BLP уже продвинулась за пределы научного подтверждения, и её интересует лишь коммерческая сторона вопроса. С годами BLP собрала более $110 млн инвестиций.

Подход BLP к созданию гидрино проявлялся по-разному. В ранних прототипах Миллс с командой использовали вольфрам или никелевые электроды с электролитическим раствором лития или калия. Подводимый ток расщеплял воду на водород и кислород, и при нужных условиях литий или калий играли роль катализатора для поглощения энергии и коллапса электронной орбиты водорода. Энергия, возникающая при переходе из основного атомного состояния в состояние с более низкой энергией, выделялась в виде яркой высокотемпературной плазмы. Связанное с ней тепло затем использовалось для создания пара и питания электрогенератора.

Сейчас в BLP тестируют устройство SunCell , в котором водород (из воды) и оксид-катализатор подаются в сферический углеродный реактор с двумя потоками расплавленного серебра. Электрический ток, подаваемый на серебро, запускает плазменную реакцию с формированием гидрино. Энергия реактора улавливается углеродом, работающим в качестве «радиатора чёрного тела». Когда он раскаляется до тысяч градусов, то испускает энергию в виде видимого света, улавливаемого фотовольтаическими ячейками, преобразующими свет в электричество.

Касательно коммерческих разработок Миллс иногда выглядит, как параноик, а иногда – как практичный бизнесмен. Он зарегистрировал торговую марку «Hydrino». И поскольку его патенты заявляют об изобретении гидрино, BLP заявляют об интеллектуальной собственности на исследования гидрино. В связи с этим BLP запрещает другим экспериментаторам проводить даже базовые исследования гидрино, которые могут подтвердить или опровергнуть их существование, без предварительного подписания соглашения об интеллектуальной собственности. «Мы приглашаем исследователей, мы хотим, чтобы другие занимались этим,- говорит Миллс. – Но нам необходимо защищать нашу технологию».

Вместо этого Миллс назначил уполномоченных валидаторов, утверждающих, что могут подтвердить работоспособность изобретений BLP. Один из них – электротехник из Бакнеллского университета, профессор Питер М. Дженсон [Peter M. Jansson ], которому платят за оценку технологии BLP через его консалтинговую компанию Integrated Systems. Дженсон утверждает, что компенсация его времени «никаким образом не влияет на мои выводы как независимого исследователя научных открытий». Он добавляет, что «опроверг большую часть открытий», которые он изучал.

«Учёные из BLP занимаются настоящей наукой, и пока я не нашёл никаких ошибок в их методах и подходах,- говорит Дженсон. – С годами я видел много устройств в BLP, явно способных производить избыточную энергию в осмысленных количествах. Думаю, что научной общественности понадобится некоторое время для того, чтобы принять и переварить возможность существования низкоэнергетических состояний водорода. По моему мнению, работа доктора Миллса неоспорима». Дженсон добавляет, что BLP сталкивается со сложностями в коммерческом применении технологии, но препятствия носят деловой, а не научный характер.

А пока BLP провела несколько демонстраций своих новых прототипов для инвесторов с 2014 года, и опубликовала видеоролики на своём сайте. Но эти события не дают чётких доказательств того, что SunCell действительно работает.

В июле, после одной из демонстраций, компания объявила, что оценочная стоимость энергии из SunCell настолько мала – от 1% до 10% любой другой известной формы энергии – что компания «собирается предоставить автономные индивидуальные источники питания практически для всех стационарных и мобильных приложений, не привязанных к энергосети или топливным источникам энергии». Иначе говоря, компания планирует построить и выдавать в лизинг SunCells или другие устройства потребителям, взимая ежедневную плату, и позволяя им отвязываться от энергосетей и перестать покупать бензин или соляру, при этом расходуя в разы меньше денег.

«Это конец эры огня, двигателя внутреннего сгорания и централизованных систем подачи энергии,- говорит Миллс. – Наша технология сделает все остальные виды энергетических технологий устаревшими. Проблемы изменения климата будут решены». Он добавляет, что, судя по всему, BLP может начать выпуск продукции, для начала станций мощностью в МВт, к концу 2017 года.

Что в имени?

Несмотря на неопределённость, окружающую Миллса и BLP, их история – лишь часть общей саги о новой энергии. Когда после первоначального заявления Флейшмана-Понса улеглась пыль, два исследователя занялись изучением того, что правильно, а что нет. К ним присоединились десятки соавторов и независимых исследователей.

Многие из этих учёных и инженеров, часто работавших на собственные средства, интересовались не столько коммерческими возможностями, сколько наукой: электрохимией, металлургией, калориметрией, масс-спектрометрией, и ядерной диагностикой. Они продолжали ставить эксперименты, выдававшие избыточное тепло, определяемое как количество энергии, выдаваемое системой, по отношению к энергии, необходимой для её работы. В некоторых случаях сообщалось о ядерных аномалиях, таких, как появлении нейтрино, α-частиц (ядер гелия), изотопах атомов и трансмутациях одних элементов в другие.

Но в конечном итоге большинство исследователей ищут объяснение происходящему, и были бы счастливы, даже если бы скромное количество тепла оказалось бы полезным.

«НЭЯР находятся в экспериментальной фазе, и теоретически пока не поняты», говорит Дэвид Нагель [David J. Nagel ], профессор по электротехнике и информатике в Университете им. Джорджа Вашингтона, и бывший менеджер по исследованиям в Исследовательской лаборатории морфлота. «Некоторые результаты просто необъяснимы. Назовите это холодным синтезом, низкоэнергетическими ядерными реакциями, или как-то ещё – имён достаточно – мы всё равно ничего не знаем об этом. Но нет сомнений, что ядерные реакции можно запускать при помощи химической энергии».

Нагель предпочитает называть явление НЭЯР «решёточными ядерными реакциями», поскольку явление происходит в кристаллических решётках электрода. Изначальное ответвление этой области концентрируется на внедрении дейтерия в палладиевый электрод при помощи подачи большой энергии, поясняет Нагель. Исследователи сообщали, что такие электрохимические системы могут выдавать вплоть до 25 раз больше энергии, чем потребляют.

Другое основное ответвление области использует сочетания никеля и водорода, которое выдаёт до 400 раз больше энергии, чем потребляет. Нагель любит сравнивать эти НЭЯР-технологии с экспериментальным международным термоядерным реактором , основанным на хорошо известной физике – слиянии дейтерия и трития – который строят на юге Франции. Стоимость этого 20-летнего проекта составляет $20 млрд, и его цель в производстве энергии, превышающей потребляемую в 10 раз.

Нагель говорит, что область НЭЯР повсеместно растёт, и главные препятствия – это недостаток финансирования и нестабильные результаты. К примеру, некоторые исследователи сообщают, что для запуска реакции необходимо достичь некоего порогового значения. Она может потребовать минимального количества дейтерия или водорода для запуска, или же электроды необходимо подготовить, придав им кристаллографическую ориентацию и поверхностную морфологию. Последнее требование – обычное для гетерогенных катализаторов, используемых при очистке бензина и на нефтехимических производствах.

Нагель признаёт, что у коммерческой стороны НЭЯР тоже есть проблемы. Разрабатываемые прототипы, по его словам, «довольно грубые», и пока ещё не появилось компании, продемонстрировавшей работающий прототип или заработавшей на этом деньги.

E-Cat от Росси

Одна из ярких попыток поставить НЭЯР на коммерческие рельсы была сделана инженером Андреа Росси из компании Leonardo Corp , находящейся в Майами. В 2011 году Росси с коллегами объявили на пресс-конференции в Италии о постройке настольного реактора «Энергетический катализатор» , или E-Cat, производящего избыточную энергию в процессе, где катализатором служит никель. Для обоснования изобретения Росси демонстрировал E-Cat потенциальным инвесторам и СМИ, и назначал независимые проверки .

Росси утверждает, что в его E-Cat происходит самоподдерживающийся процесс, в котором входящий электрический ток запускает синтез водорода и лития в присутствии порошковой смеси никеля, лития и алюмогидрида лития, в результате которого появляется изотоп бериллия. Короткоживущий бериллий распадается на две α-частицы, а избыточная энергия выделяется в виде тепла. Часть никеля превращается в медь. Росси говорит об отсутствии как отходов так и излучения вне аппарата.

Анонс Росси вызвал у учёных то же неприятное чувство, что и холодный синтез. Росси вызывает у многих людей недоверие из-за своего спорного прошлого. В Италии его обвинили в мошенничестве из-за его предыдущих деловых махинаций. Росси говорит, что эти обвинения остались в прошлом и не хочет обсуждать их. Также у него однажды был контракт на создание тепловых установок для ВС США, но поставленные им устройства не работали по спецификациям.

В 2012 году Росси объявил о создании системы мощностью в 1 МВт, пригодной для отопления больших зданий. Также он предполагал, что к 2013 году у него уже будет фабрика, ежегодно производящая миллион установок мощностью в 10 кВт и размером с ноутбук, предназначенных для домашнего использования. Но ни фабрики, ни этих устройств так и не случилось.

В 2014 году Росси продал технологию по лицензии компании Industrial Heat, открытой инвестиционной конторой Cherokee , занимающейся покупкой недвижимости и очищающей старые промзоны для новой застройки. В 2015 году генеральный директор Cherokee, Том Дарден , по образованию юрист и специалист по окружающей среде, назвал Industrial Heat «источником финансирования для изобретателей НЭЯР».

Дарден говорит, что Cherokee запустила Industrial Heat, поскольку в инвестиционной компании верят, что технология НЭЯР достойна исследований. «Мы были готовы ошибаться, мы готовы были вложить время и ресурсы, чтобы узнать, может ли эта область оказаться полезной в нашей миссии по предотвращению загрязнения [окружающей среды]», говорит он.

А в это время Industrial Heat и Leonardo поругались, и теперь судятся друг с другом по поводу нарушений соглашения. Росси получил бы $100 млн, если бы годовой тест его системы мощностью в 1 МВт оказался успешным. Росси говорит, что тест закончен, но в Industrial Heat так не считают, и опасаются, что устройство не работает.

Нагель говорит, что E-Cat привнёс в область НЭЯР энтузиазм и надежду. В 2012 году он утверждал, что, по его мнению, Росси не был мошенником, «но мне не нравятся некоторые его подходы к тестированию». Нагель считал, что Росси должен был действовать более аккуратно и прозрачно. Но в то время Нагель сам считал, что устройства на принципе НЭЯР появятся в продаже к 2013 году.

Росси продолжает исследования и объявил о разработках других прототипов. Но он мало что рассказывает о своей работе. Он говорит, что устройства мощностью в 1 МВт уже находятся в производстве, и он получил «необходимые сертификаты» для их продажи. Домашние устройства, по его словам, пока ещё ожидают сертификации.

Нагель говорит, что после спада радостного настроения, связанного с объявлениями Росси, к НЭЯР вернулся статус-кво. Доступность коммерческих генераторов НЭЯР отодвинулась на несколько лет. И даже если устройство выдержит проблемы воспроизводимости и будет полезным, его разработчикам предстоит жестокая битва с регуляторами и принятием его пользователями.

Но он сохраняет оптимизм. «НЭЯР могут стать коммерчески доступными ещё до их полного понимания, как было с рентгеном», говорит он. Он уже оборудовал лабораторию в Университете им. Джорджа Вашингтона для новых экспериментов с никелем и водородом.

Научные наследия

Многие исследователи, продолжающие работать над НЭЯР – это уже состоявшиеся учёные на пенсии. Для них это непросто, поскольку годами их работы возвращали непросмотренными из мейнстримовых журналов, а их предложения о докладах на научных конференциях не принимали. Они всё сильнее волнуются по поводу статуса этой области исследований, поскольку их время истекает. Им хочется либо зафиксировать своё наследие в научной истории НЭЯР, либо хотя бы успокоиться тем, что их инстинкты их не подвели.

«Очень неудачно вышло, когда холодный синтез впервые был опубликован в 1989 году как новый источник энергии синтеза, а не просто как некая новая научная диковина», говорит электрохимик Мелвин Майлс . «Возможно, исследования могли бы идти как обычно, с более аккуратным и точным изучением».

Бывший исследователь в Центре воздушно-морских исследований на базе Чайна Лейк, Майлс иногда работал с Флейшманом, умершим в 2012 году. Майлс считает, что Флейшман и Понс были правы. Но и сегодня он не знает, как можно сделать коммерческий источник энергии для системы из палладия и дейтерия, несмотря на множество экспериментов, в ходе которых было получено избыточное тепло, коррелирующее с получением гелия.

«Зачем кто-то будет продолжать исследования или интересоваться темой, которую 27 лет назад объявили ошибкой? – спрашивает Майлс. – Я убеждён, что холодный синтез когда-нибудь признают ещё одним важным открытием, которое долго принимали, и появится теоретическая платформа, объясняющая результаты экспериментов».

Ядерный физик Людвик Ковальский, почётный профессор из Монтклэрского государственного университета соглашается, что холодный синтез стал жертвой неудачного старта. «Я достаточно стар, чтобы помнить эффект, произведённый первым объявлением на научное сообщество и на общественность», говорит Ковальский. Временами он сотрудничал с исследователями НЭЯР, «но мои три попытки подтвердить сенсационные заявления были неудачными».

Ковальский считает, что первый позор, заработанный исследованием, вылился в бОльшую проблему, неподобающую для научного метода . Справедливы или нет исследователи НЭЯР, Ковальский всё ещё считает, что стоит докопаться до чёткого вердикта «да» или «нет». Но его не найти до тех пор, пока исследователей холодного синтеза считают «эксцентричными псевдоучёными», говорит Ковальский. «Прогресс невозможен, и никто не выигрывает от того, что результаты честных исследований не публикуются, и никто не проверяет их независимо в других лабораториях».

Время покажет

Даже если Ковальский получит однозначный ответ на свой вопрос и заявления исследователей НЭЯР подтвердятся, дорога к коммерциализации технологии будет полна препятствий. Многие стартапы, даже с надёжной технологией, проваливаются по причинам, не связанным с наукой: капитализация, движение ликвидности, стоимость, производство, страховка, неконкурентноспособные цены, и т.п.

Возьмём, к примеру, Sun Catalytix. Компания вышла из MIT при поддержке твёрдой науки, но пала жертвой коммерческих атак до того, как вышла на рынок. Она была создана для коммерциализации искусственного фотосинтеза, разработанного химиком Дэниелом Носерой [Daniel G. Nocera ], работающим ныне в Гарварде, для эффективного преобразования воды в водородное топливо при помощи солнечного света и недорогого катализатора.

Носера мечтал , что полученный таким образом водород сможет питать простые топливные ячейки и давать энергию домам и деревням в отсталых регионах мира, не имеющих доступа к энергосетям, и давая им возможность наслаждаться современными удобствами, улучшающими уровень жизни. Но на разработку потребовалось гораздо больше денег и времени, чем казалось сначала. Через четыре года Sun Catalytix бросила попытки коммерциализации технологии, занялась изготовлением потоковых батарей , и потом в 2014 году её купила Lockheed Martin.

Неизвестно, тормозят ли развитие компаний, занимающихся НЭЯР, такие же препятствия. К примеру, Уилк, органический химик, следивший за прогрессом Миллса, озабочен желанием понять, основаны ли попытки коммерциализации BLP на чем-то реальном. Ему просто нужно знать, существует ли гидрино.

В 2014 Уилк спросил Миллса, изолировал ли тот гидрино, и хотя Миллс уже писал в работах и патентах, что ему это удалось, он ответил, что такого ещё не было, и что это было бы «очень большой задачей». Но Уилку кажется иное. Если процесс создаёт литры гидринного газа, это должно быть очевидным. «Покажите нам гидрино!», требует Уилк.

Уилк говорит, что мир Миллса, и вместе с ним мир других людей, занимающихся НЭЯР, напоминает ему один из парадоксов Зенона, который говорит об иллюзорности движения. «Каждый год они преодолевают половину расстояния до коммерциализации, но доберутся ли они до неё когда-нибудь?». Уилк придумал четыре объяснения для BLP: расчёты Миллса верны; это мошенничество; это плохая наука; это патологическая наука, как называл её нобелевский лауреат по физике Ирвинг Ленгмюр.

Ленгмюр изобрёл этот термин более 50 лет назад для описания психологического процесса, в котором учёный подсознательно отдаляется от научного метода и так погружается в своё занятие, что вырабатывает невозможность объективно смотреть на вещи и видеть, что реально, а что нет. Патологическая наука – это «наука о вещах, не таких, какими они кажутся», говорил Ленгмюр. В некоторых случаях она развивается в таких областях, как холодный синтез/НЭЯР, и никак не сдаётся, несмотря на то, что признаётся ложной большинством учёных.

«Надеюсь, что они правы», говорит Уилк про Миллса и BLP. «В самом деле. Я не хочу их опровергать, я просто ищу истину». Но если бы «свиньи умели летать», как говорит Уилкс, он бы принял их данные, теорию и другие предсказания, следующие из неё. Но он никогда не был верующим. «Думаю, если бы гидрино существовали, их бы обнаружили в других лабораториях или в природе много лет назад».

Все обсуждения холодного синтеза и НЭЯР заканчиваются именно так: они всегда приходят к тому, что никто не выпустил на рынок работающего устройства, и ни один из прототипов в ближайшем будущем нельзя будет поставить на коммерческие рельсы. Так что время будет последним судьёй.

Теги:

Добавить метки