Fuzijska fuzija. Fuzijski pogoji

3. 3. 2020

Vse zvezde, vključno z našim Soncem, proizvajajo energijo s pomočjo termonuklearne fuzije. Znanstveni svet je v težavah. Znanstveniki ne poznajo vseh načinov pridobivanja takšne sinteze (termonuklearne). Zlitje lahkih atomskih jeder in njihovo preoblikovanje v težje kaže, da se je energija izkazala kot kontrolirana ali eksplozivna. Slednji se uporablja v termonuklearnih eksplozivnih modelih. Kontroliran termonuklearni proces se razlikuje od preostale jedrske industrije tako, da uporablja reakcijo upadanja, ko se težke jedre delijo na lažje, toda jedrske reakcije z uporabo devterija ( 2 N) in tritija ( 3 N) so fuzija, tj. fuzijsko fuzijo. V prihodnosti se načrtuje uporaba helija-3 ( 3 He) in bora-11 ( 11 V). sinteza fuzije

Sanje

Ne smemo zamešati tradicionalne in znane termonuklearne fuzije s tistimi, ki so sanje današnjih fizikov, v čigar izvedbi do sedaj nihče ne verjame. To se nanaša na jedrsko reakcijo pri kateri koli, celo sobni temperaturi. Tudi to pomanjkanje sevanja in hladne fuzije. Enciklopedije nam govorijo, da je reakcija jedrske fuzije v atomsko-molekularnih (kemijskih) sistemih proces, ki ne zahteva bistvenega segrevanja snovi, vendar človeštvo še ne pridobiva te energije. To je kljub dejstvu, da so vse jedrske reakcije, v katerih poteka sinteza, v stanju plazme, njena temperatura pa je milijone stopinj.

Trenutno to ni niti sanje fizikov, temveč znanstvena fantastika, vendar je bil razvoj opravljen že dolgo in vztrajno. Termonuklearna fuzija brez vedno prisotne nevarnosti ravni Černobila in Fukušime - ali to ni velik cilj za dobro človeštva? Tuja znanstvena literatura je temu pojavu dala različna imena. LENR je na primer oznaka za nizkoenergijske jedrske reakcije (nizkoenergijske jedrske reakcije) in CANR za kemijsko inducirane (asistirane) jedrske reakcije. Uspešno izvajanje takšnih poskusov je bilo razglašeno zelo pogosto, kar je predstavljalo veliko zbirko podatkov. Ali pa so mediji podelili še eno »raco« ali pa so rezultati govorili o nepravilno določenih poskusih. Hladna termonuklearna fuzija še ni zaslužila res prepričljivih dokazov o njenem obstoju.

Element zvezde

Najpogostejši element v prostoru je vodik. Približno polovica Mase sonca in večina drugih zvezd je bila njegova. Vodik ni le v njihovi sestavi - veliko je v medzvezdnem plinu in v plinastih meglicah. In v globinah zvezd, vključno s Soncem, se ustvarijo termonuklearni fuzijski pogoji: jedra vodikovih atomov se pretvorijo v helijeve atome, pri čemer nastane ogromna energija. Vodik je njegov glavni vir. Vsako sekundo naše sonce seva v vesolje energijo, ki ustreza štirim milijonom ton snovi.

To je tisto, kar daje fuzija štirih vodikovih jeder v eno jedro helija. Ko gori 1 gram protonov, se energija termonuklearne fuzije sprosti dvajset milijonov krat več kot takrat, ko se zgori enaka količina premoga. V zemeljskih razmerah sila termonuklearne fuzije ni mogoča, ker človek še ni obvladal takšnih temperatur in pritiskov, ki obstajajo v globinah zvezd. Izračuni kažejo: vsaj še 30 milijard let našega sonca ne bo izginilo in ne bo oslabilo zaradi prisotnosti vodika. Na Zemlji ljudje šele začenjajo razumeti, kaj je vodikova energija in kaj je fuzijska reakcija, saj je delo s tem plinom zelo tvegano in ga je zelo težko shraniti. Do sedaj lahko človeštvo samo razdeli atom. In to načelo temelji na vsakem reaktor (jedrski).

hladna fuzija

Termonuklearna fuzija

Jedrska energija je produkt delitve atomov. Sinteza prav tako prejme energijo na drugačen način - tako, da jih združi med seboj, ko se ne oblikuje smrtonosnih radioaktivnih odpadkov, majhna količina morske vode pa zadostuje za proizvodnjo enake količine energije, kot je pridobljena pri sežiganju dveh ton premoga. Svetovni laboratoriji so že dokazali, da je mogoča nadzorovana termonuklearna fuzija. Vendar pa elektrarne, ki bi uporabljale to energijo, še niso bile zgrajene, niti njihova gradnja ni predvidena. Ampak dvesto petdeset milijonov dolarjev je porabilo samo Združene države Amerike, da bi raziskale pojav nadzorovane termonuklearne fuzije.

Potem so bile te študije dobesedno diskreditirane. Leta 1989 so kemiki S. Pons (ZDA) in M. Fleshman (Velika Britanija) izjavili, da je uspelo doseči pozitiven rezultat in začeti termonuklearno fuzijo. Težave so predstavljale dejstvo, da so bili znanstveniki preveč naglici, ne da bi svoje odkritje izpostavili pregledu iz znanstvenega sveta. Mediji so takoj zaznali ta občutek in vložili to prijavo kot otvoritev stoletja. Test je bil izveden kasneje, in to niso bile le napake v poskusu, ki so bile odkrite - to je bil neuspeh. Potem so ne samo novinarji, ampak tudi številni ugledni fiziki svetovne razsežnosti podlegli razočaranju. Trdni laboratoriji Univerza Princeton več kot petdeset milijonov dolarjev. Tako je bila hladna fuzija, načelo njene proizvodnje razglašena za psevdoznanost. Raziskave so nadaljevale le majhne in nepovezane skupine navdušencev.

nadzorovana termonuklearna fuzija

Bistvo

Zdaj se predlaga, da se izraz zamenja in namesto hladne jedrske fuzije bo dobila naslednjo definicijo: jedrski proces, ki ga povzroča kristalna mreža. S tem pojavom razumemo anomalne nizkotemperaturne procese, z vidika jedrskih trkov v vakuumu, preprosto nemogoče - sproščanje nevtronov s pomočjo jedrske fuzije. Ti procesi lahko obstajajo v neravnotežnih trdnih delcih, stimuliranih s pretvorbo elastične energije v kristalni rešetki med mehanskimi učinki, faznimi prehodi, sorpcijo ali desorpcijo devterija (vodika). To je analogna že znana vroča termonuklearna reakcija, ko se vodikova jedra združijo in se spremenijo v jedra helija, ki sproščajo ogromno energijo, vendar se to zgodi pri sobni temperaturi.

Hladna termonuklearna fuzija je natančneje opredeljena kot fotonuklearne reakcije, kemično inducirane. Neposredna fuzijska fuzija ni bila nikoli dosežena, vendar je iskanje predlagalo popolnoma različne strategije. Termonuklearno reakcijo sproži generacija nevtronov. Mehanska stimulacija s kemičnimi reakcijami vodi do vzbujanja globokih elektronskih lupin, kar povzroča sevanje gama ali rentgenskih žarkov, ki ga prestrežejo jedra. To pomeni, da pride do fotonuklearne reakcije. Jedra propadajo in tako ustvarjajo nevtrone in, zelo verjetno, gama žarke. Kaj lahko vzbudi notranje elektrone? Verjetno udarni val. Od eksplozije konvencionalnih eksplozivov.

filimonenko hladno fuzijo

Reaktor

Več kot štirideset let globalni termonuklearni lobi letno porabi približno milijon dolarjev za raziskave termonuklearne fuzije, ki naj bi jo pridobili s pomočjo TOKAMAK-a. Toda skoraj vsi napredni znanstveniki nasprotujejo takim študijam, saj je pozitiven rezultat najverjetneje nemogoč. Zahodna Evropa in Združene države Amerike so razočarano začele odpravljati vse svoje TOKAMAKE. In samo v Rusiji še vedno verjamejo v čudež. Čeprav mnogi znanstveniki menijo, da je ta ideja idealna zavora alternativ jedrski fuziji. Kaj je TOKAMAK? To je eden od dveh projektov fuzijskega reaktorja, ki je toroidna komora z magnetnimi tuljavami. Obstaja tudi stelarator, v katerem se plazma zadržuje v magnetnem polju, toda tuljave, ki inducirajo magnetno polje, so zunaj, v nasprotju z TOKAMAK-om.

To je zelo zapletena konstrukcija. TOKAMAK je vreden velikega hadronskega trkalnika: več kot deset milijonov elementov, skupni stroški skupaj z gradnjo in stroški projektov pa presegajo 20 milijard evrov. Kolider je veliko cenejši, vzdrževanje ISS pa ne stane več. Toroidni magneti zahtevajo osemdeset tisoč kilometrov superprevodnih žarilnih nitk, njihova skupna teža presega štiri sto ton, celoten reaktor pa tehta približno triindvajset tisoč ton. Eifflov stolp, na primer, tehta le sedem tisoč in malo. Tokamak plazma je osemsto štirideset kubičnih metrov. Višina - trideset metrov, šestdeset - pod zemljo. Za primerjavo: Spassky Tower ima višino le sedeminšest metrov. Območje reaktorske platforme je štirideset in dva hektarja, kot je šestdeset nogometnih igrišč. Temperatura plazme je sto petdeset milijonov stopinj Celzija. V središču sonca je desetkrat nižje. In vse to zaradi nadzorovane termonuklearne fuzije (vroče). problem fuzije

Fiziki in kemiki

Vendar pa se vrnimo k "zavrnjenemu" odkritju Flashmana in Ponsa. Vsi njihovi kolegi pravijo, da jim je uspelo ustvariti razmere, v katerih se devterijev atomi pokorijo valovnim učinkom, jedrska energija se sprosti kot toplota v skladu s teorijo kvantnih polj. Slednji je, mimogrede, lepo oblikovan, a hkrati zapleten in z opisom je težko uporabiti opis kakršnih koli fizikalnih pojavov. Zato ljudje tega verjetno ne želijo dokazovati. Flashman demonstrira zarezo v betonskem tleh laboratorija pred eksplozijo, ki jo trdi zaradi hladne fuzije. Vendar pa fiziki ne verjamejo kemiki. Sprašujem se, zakaj?

Konec koncev, koliko priložnosti za človeštvo se zapre s prenehanjem raziskav v tej smeri! Težave so preprosto globalne in jih je veliko. Vsi zahtevajo rešitev. Gre za okolju prijazen vir energije, s katerim bi bilo mogoče deaktivirati velike količine radioaktivnih odpadkov jedrske elektrarne, razsoljevanje morske vode in še veliko več. Če bi želeli obvladati proizvodnjo energije s preoblikovanjem nekaterih elementov periodne tabele v povsem drugačne, brez uporabe nevtronskih tokov, ki ustvarjajo inducirano radioaktivnost. Vendar znanost še vedno meni, da je nemogoče spremeniti kemijske elemente v povsem drugačne.

termonuklearne fuzije

Rossi-Parkhomov

Leta 2009 je izumitelj A. Rossi patentiral napravo, imenovano Rossijev energetski katalizator, ki izvaja hladno termonuklearno fuzijo. Ta naprava je bila večkrat javno prikazana, vendar ni bila predmet neodvisnega preverjanja. Fizik Mark Gibbs na straneh časopisa je moralno uničil avtorja in njegovo odkritje: brez objektivne analize, pravijo, da potrjuje sovpadanje dobljenih rezultatov z navedenimi, to ne more biti znanstvena novica.

Toda leta 2015 je Alexander Parkhomov uspešno ponovil eksperiment Rossija s svojim nizkoenergijskim (hladnim) jedrskim reaktorjem (LENR) in dokazal, da ima slednji velike možnosti, čeprav ima vprašljiv komercialni pomen. Eksperimenti, katerih rezultati so bili predstavljeni na seminarju v All-Russian Research Institute of Nuclear Power Plants, kažejo, da lahko najbolj primitivna kopija Rossijevega načrtovanja jedrskega reaktorja proizvede dva in pol krat več energije, kot jo porabi.

Energoniva

Legendarni znanstvenik iz Magnitogorska A. Vachaev je ustvaril napravo Energoniva, s pomočjo katere je odkril določen učinek transmutacije elementov in proizvodnje električne energije v tem procesu. Verjeli so ga s težavo. Poskusi, da bi na to odkritje opozorili temeljno znanost, so bili zaman. Kritika odmeva od vsepovsod. Verjetno avtorjem ni bilo treba graditi lastnih teoretičnih izračunov o opazovanih pojavih ali pa bi morali biti fiziki višjih klasičnih šol bolj pozorni na poskuse z visokonapetostno elektrolizo.

Po drugi strani pa je bila zabeležena takšna povezava: noben detektor ni zabeležil niti enega sevanja, vendar je bilo nemogoče, da bi bil blizu operacijskega sistema. V skupini raziskovalcev je delalo šest ljudi. Pet jih je kmalu umrlo v starosti od petinpetdeset do petinpetdeset, šesti pa je prejel invalidnost. Zaradi precej drugačnih razlogov se je smrt zgodila čez nekaj časa (približno sedem do osem let). Kljub temu so privrženci tretje generacije in učenke Vachayjeva izvedli poskuse o namestitvi Energonive in predpostavili, da je nizkoenergijska jedrska reakcija potekala v poskusih pokojnega znanstvenika.

jedrska fuzija

I. S. Filimonenko

Hladna termonuklearna fuzija je bila raziskana v ZSSR v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja. Reaktor je zasnoval Ivan Stepanovič Filimonenko. Vendar pa načela delovanja te enote, nihče ni mogel razumeti. Zato nam je namesto položaja nespornega vodje na področju jedrskih energetskih tehnologij naša država prevzela mesto surovinskega materiala, prodajala svoje naravno bogastvo in odvzela prihodnost vsem generacijam. Toda pilotna elektrarna je že nastala in je povzročila reakcijo tople sinteze. Avtor najbolj prodornih energetskih konstrukcij, ki zavirajo sevanje, je bil rojen v Irkutski regiji, ki je skozi vse vojne šotiral skozi šestnajst do dvajset let, nosilec reda, energičen in nadarjen fizik I. S. Filimonenko.

Termonuklearna fuzija hladnega tipa je bila bolj kot kdajkoli blizu. Topla sinteza je potekala pri temperaturi le 1150 stopinj Celzija, osnova pa je bila težka voda. Filimonenku je bil zavrnjen patent: domnevno je jedrska reakcija nemogoča pri tako nizkih temperaturah. Toda sinteza je potekala! Težka voda razgradi z elektrolizo do devterija in kisika, devterij raztopi v katodo paladija, kjer poteka fuzijska reakcija. Proizvodnja je brez odpadkov, to je brez sevanja in tudi nevtronsko sevanje ni. Šele leta 1957, s podporo akademikov Keldysh, Kurchatov in Korolev, katerih avtor je bil nesporen, je Filimonenko uspel premakniti stvari iz slepe ulice.

Razpad

Leta 1960 se je v zvezi s tajnim odlokom Sveta ministrov ZSSR in Centralnega odbora CPSU začelo delo na izumu Filimonenka pod nadzorom Ministrstva za obrambo. Med poskusi je raziskovalec odkril, da se med delovanjem reaktorja pojavi nekakšno sevanje, ki zelo hitro zmanjša razpolovni čas izotopov. Da bi razumeli naravo tega sevanja, je trajalo pol stoletja. Zdaj vemo, kaj je to - nevtronij z dineutronijem. In leta 1968 se je delo praktično ustavilo. Filimonenko je bil obtožen politične nelojalnosti.

Leta 1989 je bil znanstvenik rehabilitiran. Njegove instalacije so se začele ponovno razvijati v NPO Luch. Toda stvari niso presegale poskusov - niso imele časa. Država je umrla, novi Rusi pa ni dosegel osnovne znanosti. Eden najboljših inženirjev dvajsetega stoletja je umrl leta 2013 in ni videl sreče človeštva. Svet se bo spomnil Ivana Stepanoviča Filimonenka. Hladna termonuklearna fuzija bo nekega dne prilagodila njegove privržence.