Научный спор, длящийся много десятилетий, и небольшой настольный аппарат в университете Британской Колумбии (UBC) могут стать ключом к созданию более эффективных термоядерных реакторов за счет увеличения вероятности возникновения ядерной реакции.
В марте 1989 года электрохимики Мартин Флейшман и Стэнли Понс ошеломили мир заявлением о том, что им, по сути, удалось осуществить ядерный синтез в банке из-под варенья. Они утверждали, что с помощью простого стеклянного контейнера, наполненного тяжёлой водой, в который были помещены палладиевый катод и платиновый анод, им удалось посредством электролиза вызвать синтез атомов дейтерия в решётке палладия.
Это была, мягко говоря, ошеломляющая новость. Если бы она подтвердилась, она не только перевернула бы устоявшиеся представления о ядерной физике, но и произвела бы революцию в мире, сделав термоядерную энергию доступной всему миру в устройстве размером с автомобильный аккумулятор.
Это было слишком хорошо, чтобы быть правдой, и на то были веские причины — потому что так оно и было.
Оказалось, что работа этих двух учёных была крайне небрежной, невоспроизводимой и основывалась на всевозможных допущениях и ошибках. К концу года пузырь холодного термоядерного синтеза лопнул, технология была дискредитирована, а сама концепция превратилась в жалкую шпионскую беллетристику и теории заговора.
Теперь палладий в банке, подключенной к термоядерному синтезу, возрождается, но уже в другом обличье. Одна из проблем термоядерного синтеза — запуск реакции, требующий высокой концентрации изотопа водорода дейтерия. Этот процесс сам по себе может быть энергозатратным, поэтому междисциплинарная группа университета Британской Колумбии обратилась к электрохимическому процессу с использованием палладия, чтобы ускорить процесс.
Они создали мишень из палладия и поместили её с одной стороны в электрохимический реактор, известный как «Тандербёрд». Это создавало плазменное поле, которое насыщало одну сторону мишени дейтерием. В то же время другая сторона мишени подвергалась воздействию другой электрохимической ячейки, добавляющей дейтерий.
Интересный момент заключается в том, что, пойдя электрохимическим путем, группа сообщила, что им удалось с помощью одного вольта электричества загрузить столько дейтерия, сколько при использовании традиционных методов обычно требуется 800 атмосфер давления.
Поскольку реакции термоядерного синтеза основаны на слиянии атомов дейтерия, такая перегрузка значительно увеличила вероятность такого события — в среднем на 15%. Хотя это не привело к чистому приросту энергии, команда считает, что это открывает новые пути к практическому использованию термоядерной энергии.
Кроме того, если кому-то интересно, группа ясно дала понять, что эксперимент воспроизводим, и, в отличие от экспериментов 1989 года, они подтвердили результаты по выходу нейтронов, а не просто по повышению температуры, как это было в неудачной попытке 80-х годов.
«Мы надеемся, что эта работа поможет вывести термоядерную науку из гигантских национальных лабораторий на лабораторный стол, — сказал профессор Кёртис П. Берлингетте, один из авторов научной статьи. — Наш подход объединяет ядерный синтез, материаловедение и электрохимию, создавая платформу, на которой можно систематически настраивать как методы загрузки топлива, так и материалы мишеней. Мы рассматриваем это как отправную точку, которая приглашает сообщество к итерациям, уточнениям и развитию в духе открытого и тщательного исследования».
Научная статья об этом опубликована в журнале Nature.