Знание-сила, 1997 № 09 (843) - [15]
Владилен Барашенков, доктор физико-математических наук
Термояд на столе
Термоядерные реакции — термояд, как кратко называют их физики, — в нашем представлении обычно ассоциируются с водородной бомбой. Или с огромными, занимающими целые залы установками «Токамак», внутри которых бушует кольцо раскаленной до звездных температур плазмы, с многоэтажными батареями мощных лазеров, бьющих своими жаркими лучами в горошину термоядерной смеси. Гигантские мощности, циклопические размеры, затраты в миллиарды долларов...
Вместе с тем некоторые физики уже давно убеждают своих коллег в том, что в определенных условиях термояд может «гореть» и выделять массу тепла при самых обычных, комнатных температурах, а устройства, в которых это происходит, будут буквально карманных размеров! И абсолютно безопасными — без всякой радиоактивности, как карманная зажигалка или газовая плита в нашей кухне. В будущем, убеждают энтузиасты безопасного, или, как еще говорят, холодного термояда, мы будем ездить на автомобилях с атомными движками, и вообще проблема энергии станет для нас несущественной.
С первого взгляда в это трудно поверить, однако уже несколько лет назад казалось, что холодный термояд наконец удалось осуществить и практически. Об этом писали газеты, рассказывали радио-и телекомментаторы. Так в чем же дело? Почему мы продолжаем сжигать нефть, газ и уголь, вместо того чтобы «топить» дешевой водой большие и маленькие термоядерные печи?
Весна 1989 года. США. Университет Юта...
Меры, принятые службой безопасности, были таковы, что невольно вспоминались времена Манхэттенского проекта и первой атомной бомбы. В университетской аудитории, где собралась небольшая группа ученых, доверенных чиновников и возбужденно перешептывавшихся представителей прессы, были закрыты даже форточки - предполагалось заслушать сообщение чрезвычайной важности, и ни одно лишнее слово раньше времени не должно было выйти наружу. Речь шла о том, что в университете Юта впервые в мире удалось запустить реакцию холодного термоядерного синтеза, а главное, с помощью очень простых, почти домашних средств! Эксперимент выглядел весьма убедительным — приборы говорили, что на каждый ватт затраченной электрической мощности в установке выделялись сотни, а в некоторых опытах даже тысячи ватт тепла. Это все равно как если бы батарейки для карманного фонарика вдруг стало достаточно для того, чтобы докрасна разогреть мощную электроплитку.
Фото В. Бреля
Каналы термоядерной реакции слияния двух дейтронов
Ячейка холодного ядерного синтеза
Еще за пару лет до этого ни один более или менее грамотный физик не стал бы слушать ничего подобного, ведь такого просто не может быть! Всякому физику хорошо известно, что атомные ядра имеют положительный электрический заряд и поэтому отталкиваются друг от друга, как если бы между ними были вставлены упругие пружинки. Сблизиться они могут лишь «с разбегу», когда одно из них разогнано мощным электромагнитным полем ускорителя, когда ядра движутся с большими скоростями, или внутри высокотемпературной плазмы, например в пламени атомного взрыва или в огромном «Токамаке». Но чтобы при комнатной температуре... Простой расчет с помощью «школьного» закона Кулона убеждает в том, что такое невозможно!
Однако природа хитра на выдумки. Кто бы, например, мог подумать, что высокотемпературной сверхпроводимостью, которую долго искали в различных, самых экзотических соединениях и сплавах, обладает металлокерамика, которую можно «испечь» в простенькой учебной лаборатории?! Ошарашенные этим открытием физики готовы были поверить, что и с термоядом может быть нечто подобное — в силу какой-то не понятной нам пока игры межатомных сил в жидкостях или в твердых кристаллах, где присутствует большое количество отрицательно заряженных электронов, могут сложиться условия, при которых происходит частичная компенсация сил электрического отталкивания и реакция слияния ядер может происходить при меньших энергиях, чем в газообразной плазме «Токамака». Сенсационное открытие высокотемпературной сверхпроводимости побудило физиков быть осторожными, тем более что с межатомными силами в твердых телах иногда действительно происходят неожиданные «чудеса». Доказали же ведь опыты дубненских физиков, что не имеющий электрического заряда маленький кристаллик, если расположить его подходящим образом, отклоняет «упругий» пучок высокоэнергетических частиц так же, как мощная многотонная электромагнитная линза... Электрические поля внутри сложных кристаллических структур скрывают еще немало сюрпризов.
Конечно, ни один из законов физики при этом не нарушается. Просто находятся обходные пути, на которых эти законы, образно говоря, гасят друг друга. Такие «хитрые» случаи редки, но иногда все же бывают. Так, может, в холодном термояде мы как раз и встречаемся с такой необычной ситуацией?
Два химика из университета Юта, Стэнли Понс и Мартин Флейшман, пытались использовать процесс электролиза. Чуть-чуть подкисленную воду, куда опускаются подключенные к элеюрической цепи электроды, они заменили тяжелой, в которой атомы водорода замещены атомами его тяжелого собрата дейтерия. При прохождении электрического тока положительно заряженные ионы дейтерия — дейтроны — устремляются к отрицательному электроду, бомбардируя его поверхность и проникая «с разбега» в его внутренние слои.
