Кто угрожает России? Вызовы будущего - [30]

Первый цикл целевых испытаний NIF начался летом 2009 года, а попытка получить термоядерный синтез с положительным энергетическим сальдо запланированы на 2010 год.

Эксперты, правда, указывают, что главный недостаток такого рода установок – слабое поглощение лазерного излучения горячей плазмой: чем выше ее температура, тем меньше она «замечает» лазерный луч, проходящий через нее. Велики потери и на отражение от холодной короны, образованной вокруг мишени.

Впрочем, даже если американским ученым не удастся запустить термоядерный синтез в фокусе своего суперлазера, он найдет множество других применений, ведь в отличие от чисто гражданского реактора ITER этот проект курируют военные из Пентагона…

* * *

Как видите, и магнитный термояд, и инерционный лазерный термояд требуют серьезных капиталовложений и большого строительства, поэтому постоянно всплывает тема «холодного» термояда, который действительно смог бы сделать фантастику реальностью.

Говоря о холодном термояде, нужно сразу отметить, что под этим термином понимаются самые разные реакции, и зачастую происходит путаница.

Направление, получившее название холодного термояда, или, что более правильно, мюонного катализа, было предложено Андреем Сахаровым и Яковом Зельдовичем в 1957 году. Суть его заключается в использовании нестабильной частицы – отрицательно заряженного мюона, масса которого в 200 раз больше массы электрона. Мюон по своим свойствам очень похож на электрон (его называют тяжелым электроном), в частности, он может замещать электрон в атоме, но по закону квантования радиус мюонной орбиты в 200 раз меньше, чем электронной. Атомы дейтерия и трития, в которых место электрона занял мюон, могут объединяться в молекулы, где ядра дейтерия и трития (по той же причине) сближены в 200 раз. В горячей плазме при таком сближении ядерная реакция не пойдет, но в мезомолекуле дейтерий и тритий постоянно находятся на таком расстоянии и могут, «почувствовав» друг друга, с заметной вероятностью осуществить «туннельный переход», вступив в реакцию. При этом образуются ядро гелия и нейтрон, выделится энергия синтеза, а мюон, ставший вновь свободным, может сесть на орбиту соседнего атома, заменив в нем электрон. Всё повторится – произойдет новое сближение ядер и новая реакция синтеза. Таким образом, мюон может выступать ядерным катализатором. За время своей короткой жизни (2 микросекунды) мюон успевает осуществить до ста реакций! При этом не нужны сверхвысокие температуры, нет надобности в капризной плазме и сильных магнитных полях. Но эта кажущаяся простота не дается даром – нужны интенсивные потоки мюонов, которые можно получить только на ускорителях во взаимодействии энергичных протонов с ядрами, а значит, снова понадобятся значительные финансовые расходы и большие стройки – без уверенности в конечном успехе.

В конце 1980-х годов появилось сообщение американских химиков о холодном синтезе при электролизе тяжелой воды. Секрет якобы состоял в выборе материала электродов (лучшим оказался палладий), адсорбирующего водород. Ионы дейтерия скапливались в электроде, где из-за большого давления мог происходить «туннельный эффект», как при мюонном катализе. Никакие теоретические оценки не подтверждали такой возможности, что сразу настораживало. Тщательная проверка, проведенная в других лабораториях, показала ошибочность этих экспериментов. И всё же, отвергнув данный метод, физики получили положительный результат: оказалось, что при некоторых условиях ядерный синтез возможен без высокой температуры за счет скрытого ускорения частиц в субатомных электрических полях. Впрочем, получить на этой основе энергетически выгодный синтез невозможно.

Другая «сенсация» пока еще жива, но, похоже, и она скоро заглохнет. Речь идет о «пузырьковом» термояде, предложенном десять лет назад академиком Робертом Нигматулиным из Уфимского научного центра РАН и подтвержденном группой американских исследователей во главе с профессором Диком Лэхи. Это тоже вариант холодного синтеза, но с более серьезным обоснованием. В дейтерированном ацетоне при температуре ниже 2–3 °C создавались условия роста микропузырьков газа, а затем внешним акустическим воздействием проводилось их сжатие (кавитация), что резко повышало температуру до нескольких миллионов градусов и могло инициировать реакции синтеза. При экспериментах регистрировались нейтроны и активность трития. То есть ядерный синтез происходил, но, как отмечают эксперты, совершенно не очевидно, что на выходе будет получен энергетически выгодный термояд – затраты энергии опять оказываются выше, чем ее выделение.

Сам академик Нигматулин говорит по этому поводу так: «Для досконального изучения явления необходимы время и средства. Хотя эти потоки нейтронов и трития невелики, но и не малы, тем более, что установка занимает всего лишь письменный стол и работает много часов. Высвобождаемая энергия пока ничтожна, но лиха беда начало. Я представляю, как повысить производительность и эффективность процесса. Помимо практических перспектив, представленные измерения позволят определять свойства вещества при десятках миллионах градусов и плотностях в пятьдесят раз больших, чем встречаются в природе. Теперь мы крайне заинтересованы в том, чтобы другие лаборатории проверили наши результаты».