В начале 1989 года американские химики Стенли Понс и Мартин Флейшман представили миру холодный ядерный синтез (ХЯС). За этим явлением стоит очень простой подход: не обязательно преодолевать силу кулоновского отталкивания между ядрами атомов с помощью безумных температур и давлений, если существуют такие замечательные явления, как, например, квантовое туннелирование.
Понс и Флейшман грубо нарушили принятый в науке протокол: организовали публичную демонстрацию своих опытов до выхода журнальных публикаций, которые в случае ядерной физики обязательно должны быть одобрены американскими трёхбуквенными агентствами. Поскольку тема исследования была связана с ядерным синтезом (читай: водородной бомбой), учёные налетели на военный трибунал. Дабы дискредитировать открытие и пустить научное сообщество по ложному пути, спецслужбы сделали всё возможное, включая публичный разгром теории горе-исследователей на конференции Американского физического общества и публикацию ряда фальшивых разоблачительных статей в СМИ, в том числе в газете «Нью-Йорк Таймс».
Ядерный конденсат
Сигнал о снятии табу с перспективного направления прозвучал только через тридцать лет. Двадцать седьмого мая 2019 года престижный научный журнал Nature опубликовал о ХЯС подробную исследовательскую статью, написанную учёными из Массачусетского технологического института, Университета Мэриленда, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, Университета Британской Колумбии, Канадского института перспективных исследований и компании Google. К тому времени физика (несмотря на цензуру!) шагнула далеко вперёд, нащупав новые подходы к решению сложной задачи. Что это за подходы? Например, это использование специфического агрегатного состояния вещества – конденсата Бозе – Эйнштейна. Новое агрегатное состояние было предсказано Эйнштейном ещё в 1925 году, однако получить его в лаборатории удалось только 70 лет спустя.
Конденсат Бозе – Эйнштейна представляет собой скопление одинаковых элементарных частиц – бозонов, проявляющееся при сверхнизких температурах. Ядра атомов с чётным количеством нуклонов (протонов плюс нейтронов) тоже относятся к бозонам. Именно на них был получен первый конденсат Бозе – Эйнштейна. В чём суть явления? При охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю, ядра теряют энергию, делокализуются (как бы увеличиваются в размерах), сливаются друг с другом и превращаются в единую волну. Таким образом, главный аргумент опровергателей ХЯС – нехватка энергии для преодоления кулоновского отталкивания ядер – выглядит не слишком убедительно.
Другой ключ к ХЯС – исследовать поведение ядер водорода внутри кристаллической решётки (при высоком давлении такие металлы, как палладий, способны поглотить большое количество водорода), которое радикально отличается от поведения ядер водорода в плазме.
Прорыв по ряду направлений
Когда СССР и США испытывали первые термоядерные бомбы, к большому удивлению учёных мощность взрывов намного превысила расчётную. Физики высочайшего уровня, такие как академик Андрей Сахаров, осознали, что черпанули энергию из эфира, или, как его нынче принято называть, квантового вакуума. Вместе с мощнейшим оружием были засекречены и перспективнейшие подходы к генерации энергии.
В конце 1960-х Андрей Сахаров выдвинул теорию индуцированной гравитации, связав её с квантовыми флуктуациями вакуума. Наметившийся подход к решению прорывной оборонной задачи – освоению антигравитации – только усилил завесу секретности вокруг квантового вакуума. Зато теперь нас, надеемся, ожидает двойной сюрприз – дешёвая энергия эфира плюс летающие транспортные средства без пропеллеров. Или даже тройной сюрприз.
Недавние исследования гравитационных волн привели к замечательным идеям для освоения космоса. Чтобы получить тягу без выброса реактивной массы, нужно создать направленные гравитационные колебания и выпрямить их. Что это значит? Электрики поймут с первого слова. Подобно диоду, который пропускает ток в одном направлении и не пропускает в другом, гравитационный выпрямитель должен гасить (или хотя бы смягчать) отклонения одной полярности. Механизмы эффективной генерации гравитационных волн и манипуляции ими обнаружились в плазме, управляемой магнитным полем. То есть термоядерный синтез вместе с обильной энергией принесёт нам возможности дальних космических путешествий.
Cool fusion
Новый термин Cool fusion можно дословно перевести как «прохладный синтез», а можно переводить и метафорически – как «клёвый» или «потрясный» ядерный синтез. Суть его в двух словах не объяснишь, поскольку задействуется целый ряд факторов, включая применение особой конфигурации магнитного поля для удержания плазмы, специфического термоядерного топлива (гелия-3 или бора-11), чтобы минимизировать образование нейтронов, и обеспечение высокого бета-предела (соотношения силы давления плазмы и силы магнитного поля). Все эти факторы вкупе позволяют снизить температуру в реакторе и, что крайне важно, применить прямое преобразование энергии плазмы в электрическую энергию. Если атомные электростанции обладают КПД около 33%, то реакторы cool fusion обеспечат КПД на уровне 60% и выше.
Концепция «клёвого» ядерного синтеза проработана до такой степени, что компании – разработчики перспективных термоядерных реакторов уже получили от частного бизнеса обильное финансирование и, в некоторых случаях, даже заказы на строительство электростанций. С подходом компании Helion Energy вы можете ознакомиться в YouTube, щёлкнув здесь. Кстати, мы уже сообщали читателям, что в Теннесси на территории бывшей угольной электростанции планируется к постройке стелларатор компании Type One Energy.
Более того, «клёвые» предприниматели настолько уверены в успехе, что обсуждают варианты добычи гелия-3 на Луне.
Самое примечательное в термоядерной технологической гонке – конкуренция между секретными (читай: далеко продвинувшимися) и открытыми проектами за доли на будущем гигантском рынке. Десять лет назад представитель оборонной компании «Локхид Мартин» Том Макгая рассказал студентам Принстонского университета о разработке компактного ядерного реактора (чтобы просмотреть его доклад, щёлкните здесь). Согласно господину Макгая, сегодня «Локхид Мартин» должен был уже наладить массовый выпуск клёвых компактных термоядерных установок с прямым преобразованием энергии плазмы в электричество.
Увы, в 2018 году проект был засекречен, так что информация о нём перестала поступать. Вполне может быть, что разработки «Локхид Мартина» всплывут на рынке под марками каких-то других компаний.
Теги: технологический прорыв в энергетике, термоядерные реакторы с высоким бета-пределом, секреты «Сканк Уоркс», энергопереход 2.0, будущее мировой энергетики, новый термин – cool fusion.
______________________________
Спасибо за ваши комментарии и лайки. Нам важно, что вы нас читаете.