Ядролық синтез. Суық ядролық синтез. Атомдық энергия

Мазмұны:

Ядролық синтез. Суық ядролық синтез. Атомдық энергия
Ядролық синтез. Суық ядролық синтез. Атомдық энергия
Anonim

Суық синтезді суық синтез деп те атауға болады. Оның мәні кез келген химиялық жүйелерде болатын ядролық синтез реакциясын жүзеге асыру мүмкіндігінде жатыр. Бұл жұмыс затының айтарлықтай қызып кетуі жоқ деп болжайды. Өздеріңіз білетіндей, кәдімгі ядролық реакциялар оларды жүргізу кезінде миллиондаған Кельвин градусымен өлшенетін температура жасайды. Теориялық тұрғыдан суық синтез мұндай жоғары температураны қажет етпейді.

Бірнеше зерттеулер мен эксперименттер

Cold fusion зерттеулері, бір жағынан, таза алаяқтық болып саналады. Бұл жағынан онымен ешбір басқа ғылыми бағыт салыстыруға келмейді. Екінші жағынан, ғылымның бұл саласы толығымен зерттелмеген және оны утопия деп санауға болмайды, алаяқтық емес. Дегенмен, суық синтездің даму тарихында алдамшылар болмаса, ақылсыз адамдар әлі де болған.

Бұл бағытты жалған ғылым ретінде тану және суық ядролық синтез технологиясы ұшырады деген сынның себебі осы салада жұмыс істейтін ғалымдардың көптеген сәтсіздіктері, сондай-ақ жеке тұлғалардың бұрмалаулары болды. 2002 жылдан бері ғалымдардың көпшілігі осылай деп есептейдібұл мәселені шешуге бағытталған жұмыс бекер.

Алайда мұндай реакцияны жүзеге асыру әрекеттері әлі де жалғасуда. Мәселен, 2008 жылы Осака университетінің жапондық ғалымы электрохимиялық ұяшықпен жасалған экспериментті көпшілік алдында көрсетті. Бұл Йошиаки Арата болатын. Осындай демонстрациядан кейін ғылыми қоғамдастық ядролық физика қамтамасыз ете алатын суық синтездің мүмкіндігі немесе мүмкін еместігі туралы қайтадан айта бастады. Ядролық физика мен химияда біліктілігі бар жекелеген ғалымдар бұл құбылыстың негіздемесін іздейді. Оның үстіне, олар мұны ядролық түсініктеме емес, басқа, баламалы түсініктеме табу үшін жасайды. Бұған қоса, бұл нейтрондық сәулелену туралы ақпараттың жоқтығына да байланысты.

ядролық синтез
ядролық синтез

Флейшман мен Понстың оқиғасы

Әлемдік қауымдастық алдында мұндай ғылыми бағыттың жариялану тарихының өзі күдікті. Барлығы 1989 жылы 23 наурызда басталды. Дәл сол кезде профессор Мартин Флейшман мен оның серіктесі Стэнли Понс Юта штатында (АҚШ) химиктер жұмыс істеген университетте баспасөз мәслихатын өткізді. Содан кейін олар электролит арқылы жай ғана электр тогын өткізу арқылы суық ядролық синтез реакциясын жүргіздік деп мәлімдеді. Химиктердің пікірінше, реакция нәтижесінде олар оң энергия шығысын, яғни жылуды ала алды. Бұған қоса, олар реакция нәтижесінде пайда болатын және электролиттен келетін ядролық сәулеленуді байқады.

Өтініш сөзбе-сөз жасалғанғылыми ортада нағыз сенсация. Әрине, қарапайым үстелде өндірілген төмен температуралы ядролық синтез бүкіл әлемді түбегейлі өзгертуі мүмкін. Орасан зор химиялық қондырғылардың кешендері енді қажет емес, олар да орасан зор қаражатты талап етеді және ол келгенде қажетті реакцияны алу түріндегі нәтиже белгісіз. Егер бәрі расталса, Флейшман мен Понсты таңғажайып болашақ күтіп тұр, ал адамзат шығындарды айтарлықтай азайтар еді.

төмен температурадағы ядролық синтез
төмен температурадағы ядролық синтез

Алайда химиктердің осылай жасаған мәлімдемесі олардың қателігі болды. Және, кім біледі, мүмкін, ең маңыздысы. Өйткені, ғылыми ортада олардың өнертабыстары немесе ашқан жаңалықтары туралы ақпарат арнайы ғылыми журналдарда жарияланбай тұрып, БАҚ-қа қандай да бір мәлімдеме жасау әдетке айналған жоқ. Мұнымен айналысатын ғалымдар бірден сынға ұшырайды, бұл ғылыми ортада нашар форманың бір түрі болып саналады. Ережеге сәйкес, жаңалық ашқан зерттеуші бұл туралы алдымен ғылыми қоғамдастыққа жанама түрде хабарлауға міндетті, ол бұл өнертабыстың шынымен рас па, оны мүлдем жаңалық деп тануға тұрарлық па деген мәселені шешеді. Құқықтық тұрғыдан алғанда, бұл оқиғаның құпиясын толығымен сақтау міндеті болып саналады, оны ашушы өз мақаласын басылымға ұсынған сәттен бастап оны жариялағанға дейін сақтауға міндетті. Бұл жағынан ядролық физика да ерекшелік емес.

Флейшман және оның әріптесі осындай мақаланы Nature деп аталатын ғылыми журналға жіберіп, еңдүние жүзіндегі беделді ғылыми басылым. Ғылыммен байланысты барлық адамдар мұндай журналдың тексерілмеген ақпаратты жарияламайтынын, тіпті ешкімді де басып шығармайтынын біледі. Мартин Флейшман сол кезде электрохимия саласында жұмыс істейтін өте құрметті ғалым болып саналды, сондықтан ұсынылған мақала жақын арада жариялануы керек еді. Осылайша болды. Тағдырсыз конференциядан үш ай өткен соң басылым жарық көрді, бірақ ашылу төңірегіндегі толқулар қазірдің өзінде қызып тұрған еді. Сондықтан да болар, Nature журналының бас редакторы Джон Мэддокс журналдың келесі айлық санында Флейшман мен Понс ашқан жаңалыққа және олардың ядролық реакцияның энергиясын алғанына күмән келтірген. Ол өз жазбасында оны мерзімінен бұрын жариялағаны үшін химиктерді жазалау керектігін жазған. Дәл сол жерде оларға нағыз ғалымдар өз өнертабыстарын жария етуге ешқашан жол бермейтінін және мұны жасаған адамдарды жай ғана авантюрист деп санауға болатынын айтты.

Біраз уақыттан кейін Понсе мен Флейшманға тағы бір соққы берілді, оны жаншылды деп атауға болады. Америка Құрама Штаттарының (Массачусетс және Калифорния технологиялық институты) американдық ғылыми мекемелерінің бірқатар зерттеушілері химиктердің тәжірибесін жүргізді, яғни бірдей жағдайлар мен факторларды жасай отырып, қайталады. Алайда бұл Флейшман жариялаған нәтижеге әкелмеді.

суық ядролық синтез
суық ядролық синтез

Бұл мүмкін бе, әлде мүмкін емес пе?

Сол уақыттан бері бүкіл ғылыми қауымдастықтың екі лагерьге бөлінуі анық байқалды. Біреуінің жақтастары барлығын суық біріктіру ештеңеге негізделмеген фантастика екеніне сендірді. Басқалары, керісінше, суық ядролық синтездің мүмкін екеніне әлі де сенімді, бірақ тағдыры таусылмайтын химиктер ақыр соңында оған сарқылмас қуат көзін беру арқылы бүкіл адамзатты құтқара алатынын ашты.

Соған қарамастан, жаңа әдіс ойлап табылса, оның көмегімен суық ядролық синтез реакциялары мүмкін болады және, тиісінше, мұндай ашылудың маңыздылығы жаһандық ауқымдағы барлық адамдар үшін баға жетпес құнды болады, бұл ғылыми бағытқа жаңа адамдарды және жаңа ғалымдарды көбірек тартады, олардың кейбіреулері шын мәнінде алаяқ деп есептелуі мүмкін. Бүкіл мемлекеттер орасан зор ақша жұмсай отырып, бір ғана термоядролық станцияны салуға айтарлықтай күш салуда, ал суық синтез энергияны өте қарапайым және өте арзан жолдармен алуға қабілетті. Бұл алаяқтық жолмен пайда тапқысы келетіндерді, сондай-ақ психикалық ауытқулары бар басқа адамдарды тартады. Энергия алудың бұл әдісін ұстанушылар арасында сіз екеуін де таба аласыз.

Суық синтез туралы әңгіме жалған ғылыми деп аталатын әңгімелердің мұрағатына түсуі керек еді. Егер сіз ядролық синтездің энергиясын байсалды көзқараспен алу әдісіне қарасаңыз, екі атомды бір атомға біріктіру үшін орасан зор энергия қажет екенін түсінуге болады. Электрлік кедергіні жеңу қажет. Қазіргі уақытта салынып жатқан және орналасатын халықаралық синтез реакторыФранцияның Карадаше қаласында табиғатта барлардың ішіндегі ең жеңілі болып табылатын екі атомды біріктіру жоспарлануда. Осындай байланыс нәтижесінде оң энергияның бөлінуі күтіледі. Бұл екі атом тритий және дейтерий. Олар сутегінің изотоптары, сондықтан сутегінің ядролық синтезі негіз болар еді. Мұндай байланыс орнату үшін ойға келмейтін температура қажет - жүздеген миллион градус. Әрине, бұл үлкен қысымды қажет етеді. Осы себепті көптеген ғалымдар суық басқарылатын ядролық синтез мүмкін емес деп санайды.

ядролық синтез реакциялары
ядролық синтез реакциялары

Жетістіктер мен сәтсіздіктер

Алайда, қарастырылып отырған синтезді негіздеу үшін оның жанкүйерлері арасында адасушылық идеялары бар адамдар мен алаяқтар ғана емес, сонымен қатар қалыпты мамандар да бар екенін атап өткен жөн. Флейшман мен Понстың қойылымынан кейін және олардың ашылуы сәтсіздікке ұшырағаннан кейін көптеген ғалымдар мен ғылыми мекемелер бұл бағытты жалғастырды. Сәйкес талпыныстар жасаған ресейлік мамандарсыз емес. Ең қызығы, мұндай эксперименттер кейбір жағдайларда сәтті аяқталды, ал басқаларында - сәтсіз аяқталды.

Алайда, ғылымда бәрі қатал: егер жаңалық болып, тәжірибе сәтті болса, оны оң нәтижемен қайтадан қайталау керек. Егер олай болмаса, мұндай жаңалықты ешкім мойындамайды. Оның үстіне сәтті экспериментті қайталауды зерттеушілердің өздері де жасай алмады. Кейбір жағдайларда олар сәтті болды, басқаларында олар болмады. Бұл орын алған жағдайға байланысты ешкім түсіндіре алмадыБұл сәйкессіздіктің әлі де ғылыми дәлелденген себебі жоқ.

Нағыз өнертапқыш және данышпан

Жоғарыда сипатталған Флейшман мен Понс туралы бүкіл оқиғаның монетаның екінші жағы бар, дәлірек айтсақ, батыс елдері мұқият жасырған шындық. Өйткені, Стэнли Понс бұрын КСРО азаматы болған. 1970 жылы ол термиондық қондырғыларды жасаумен айналысатын сарапшылар тобының мүшесі болды. Әрине, Понс Кеңес мемлекетінің көптеген құпияларынан хабардар болды және Америка Құрама Штаттарына эмиграцияланған соң, оларды жүзеге асыруға тырысты.

Суық ядролық синтезде біршама жетістікке жеткен нағыз ашушы Иван Степанович Филимоненко болды.

суық термоядролық реактор
суық термоядролық реактор

Кеңес ғалымы туралы қысқаша мәлімет

Мен. С. Филимоненко 2013 жылы қайтыс болды. Ол тек өз елінде ғана емес, бүкіл әлемде атом энергетикасының бүкіл дамуын тоқтата жаздаған ғалым болды. Ол атом электр станцияларынан айырмашылығы қауіпсіз және өте арзан болатын ядролық суық термоядролық қондырғыны құрды. Көрсетілген қондырғыдан басқа, кеңес ғалымы гравитацияға қарсы принципке негізделген ұшақ жасады. Ол ядролық энергияның адамзатқа әкелетін жасырын қауіп-қатерлерін хабарлаушы ретінде белгілі болды. Ғалым КСРО қорғаныс кешенінде жұмыс істеген, академик және радиациялық қауіпсіздік жөніндегі сарапшы болған. Бір қызығы, академиктің кейбір еңбектері, соның ішінде Филимоненконың суық ядролық синтезі әлі күнге дейін жіктеліп келеді. Иван Степанович құруға тікелей қатысушы болдысутегі, ядролық және нейтрондық бомбалар ғарышқа зымырандарды ұшыруға арналған ядролық реакторларды жасаумен айналысты.

Кеңес академигі

1957 жылы Иван Филимоненко суық атомдық термоядролық электр станциясын жасап шығарды, оның көмегімен ел оны энергетика саласында пайдалану арқылы жылына үш жүз миллиард долларға дейін үнемдей алады. Ғалымның бұл өнертабысы алғашында мемлекет тарапынан толық қолдау тауып, Курчатов, Келдыш, Королев сынды атақты ғалымдар болды. Филимоненконың өнертабысын әрі қарай дамыту және оны дайын күйге келтіруге сол кезде маршал Жуковтың өзі рұқсат берген. Иван Степановичтің ашқан жаңалығы таза ядролық энергия алынатын көз болды, сонымен қатар оның көмегімен ядролық сәулеленуден қорғауға және радиоактивті ластану салдарын жоюға болады.

атомдық энергия
атомдық энергия

Филимоненконы жұмыстан шығару

Біраз уақыттан кейін Иван Филимоненконың өнертабысы өнеркәсіптік ауқымда шығарылып, адамзат көптеген мәселелерден құтылуы мүмкін. Әйтсе де, тағдыр кейбір адамдарда басқаша бұйырды. Оның әріптестері Курчатов пен Королев қайтыс болды, маршал Жуков зейнеткерлікке шықты. Бұл ғылыми ортада жасырын ойын деп аталатын ойынның басы болды. Нәтижесінде Филимоненконың барлық жұмысы тоқтап, 1967 жылы ол жұмыстан босатылды. Құрметті ғалымның мұндай қарым-қатынасына оның ядролық қаруды сынауды тоқтату жолындағы күресі қосымша себеп болды. Ол өз жұмысыментабиғатқа да, тікелей адамдарға да тигізетін зиянын үнемі дәлелдеді, оның ұсынысы бойынша ядролық реакторлары бар зымырандарды ғарышқа ұшыру бойынша көптеген жобалар тоқтатылды (орбитада орын алған мұндай зымырандағы кез келген апат бүкіл Жердің радиоактивті ластануына қауіп төндіруі мүмкін). Сол кезде қарқын алған қарулану жарысын ескере отырып, академик Филимоненко кейбір жоғары лауазымды шенеуніктерге қарсылық танытты. Оның тәжірибелік нысандары табиғат заңына қайшы деп танылып, ғалымның өзі жұмыстан босатылып, коммунистік партия қатарынан шығарылып, барлық атақтарынан айырылып, жалпы ақыл-ойы бұзылған адам деп жарияланды.

Сексенінші жылдардың соңы – тоқсаныншы жылдардың басында академиктің жұмысы қайта жанданды, жаңа тәжірибелік қондырғылар игерілді, бірақ олардың барлығы оң нәтижеге әкелмеді. Иван Филимоненко өзінің жылжымалы қондырғысын Чернобыль апатының салдарын жою үшін пайдалану идеясын ұсынды, бірақ ол қабылданбады. 1968 жылдан 1989 жылға дейінгі кезеңде Филимоненко кез келген сынақтардан және суық синтез бағытында жұмыс істеуден шеттетілді, ал әзірлемелердің өздері, диаграммалар мен сызбалар кейбір кеңестік ғалымдармен бірге шетелге кетті.

90-жылдардың басында Америка Құрама Штаттары салқын синтез нәтижесінде ядролық энергияны алды деп болжанған сәтті сынақтарын жариялады. Аты аңызға айналған кеңес ғалымының мемлекетінің жадында қайта қалуына бұл түрткі болды. Оны қайта қалпына келтірді, бірақ бұл да көмектеспеді. Ол кезде КСРО-ның ыдырауы басталды, сәйкесінше қаржыландыру шектеулі болды және нәтиже болмады. Ол болды. Кейінірек Иван Степанович сұхбатында айтқандай, әлемнің түкпір-түкпіріндегі көптеген ғалымдардың суық ядролық синтезден оң нәтижелерге қол жеткізуге тырысып жатқан және сонымен бірге сәтсіз әрекеттерін көре отырып, ол онсыз ешкім бұл жұмысты аяқтай алмайтынын түсінді.. Расында да ол шындықты айтты. 1991 жылдан 1993 жылға дейін Филимоненко қондырғысын алған американдық ғалымдар оның жұмыс істеу принципін түсіне алмай, бір жылдан кейін оны толығымен бұзып тастады. 1996 жылы Америка Құрама Штаттарының ықпалды адамдары Иван Степановичке суық термоядролық реактордың қалай жұмыс істейтінін түсіндіріп, кеңес беру үшін жүз миллион доллар ұсынды, бірақ ол одан бас тартты.

суық ядролық синтез Филимоненко
суық ядролық синтез Филимоненко

Кеңес академигі эксперименттерінің мәні

Иван Филимоненко тәжірибелер арқылы ауыр су деп аталатынның электролиз арқылы ыдырауы нәтижесінде оның оттегі мен дейтерийге ыдырайтынын анықтады. Соңғысы, өз кезегінде, ядролық синтез реакциялары дамитын катодтың палладийінде ериді. Филимоненко болып жатқан оқиға барысында радиоактивті қалдықтардың да, нейтрондық сәулеленудің де жоқтығын тіркеді. Сонымен қатар, Иван Степанович өз тәжірибелерінің нәтижесінде оның ядролық синтез реакторы шексіз сәуле шығаратынын және дәл осы сәулелену радиоактивті изотоптардың жартылай ыдырау периодын айтарлықтай қысқартатынын анықтады. Яғни, радиоактивті ластану бейтараптандырылады.

Филимоненко бір кездері ядролық реакторларды өзінің қондырғысымен ауыстырудан бас тартқан деген пікір бар.ядролық соғыс болған жағдайда КСРО-ның жоғарғы басшыларына дайындалған жерасты баспаналары. Ол кезде Кариб дағдарысы өршіп тұрды, сондықтан оның басталу мүмкіндігі өте жоғары болды. Америка Құрама Штаттарының да, КСРО-ның да билеуші топтары тек осындай жерасты қалаларында ядролық реакторлардың ластануы бірнеше айдан кейін барлық тірі заттарды өлтіретіндігімен ғана тоқтатылды. Филимоненконың суық термоядролық реакторы радиоактивті ластанудан қауіпсіздік аймағын құруы мүмкін, сондықтан егер академик бұған келіссе, ядролық соғыстың ықтималдығы бірнеше есе артуы мүмкін. Егер бұл шынымен де солай болса, онда оны барлық марапаттардан айыру және одан әрі қуғын-сүргінге ұшырау өзінің логикалық негізін табады.

Жылы синтез

Мен. С. Филимоненко экологияға мүлдем зиянсыз термионды гидролиздік электр станциясын жасады. Осы уақытқа дейін ешкім TEGEU-нің ұқсас аналогын жасай алмады. Бұл қондырғының мәні және сонымен бірге басқа ұқсас қондырғылардан айырмашылығы - онда ядролық реакторлар емес, орташа 1150 градус температурада болатын ядролық синтез қондырғылары пайдаланылды. Сондықтан мұндай өнертабыс жылы ядролық синтезді орнату деп аталды. Сексенінші жылдардың аяғында астананың астындағы Подольск қаласында осындай 3 қондырғы құрылды. Бұған кеңес академигі Филимоненко тікелей араласып, бүкіл процеске басшылық етті. Әрбір ЖЭО-ның қуаты 12,5 кВт, негізгі отын ретінде ауыр су пайдаланылды. Оның бір килограммы реакция кезінде энергия бөлді,екі миллион килограмм бензинді жағу арқылы алуға болатынға тең! Мұның өзі ұлы ғалымның өнертабыстарының көлемі мен маңыздылығын, ол жасаған суық ядролық синтез реакцияларының қажетті нәтижеге әкелетінін айтады.

суық синтез технологиясы
суық синтез технологиясы

Осылайша, қазіргі уақытта суық синтездің өмір сүруге құқығы бар ма, жоқ па екені белгісіз. Егер ғылымның нағыз кемеңгері Филимоненкоға қарсы қуғын-сүргін болмағанда, қазір әлем бұрынғыдай болмай, адамдардың өмір сүру ұзақтығы еселеп артуы әбден мүмкін еді. Өйткені, сол кезде де Иван Филимоненко радиоактивті сәулелену адамдардың қартаюына және жақын арада өлімге әкелетінін мәлімдеді. Мегаполистерді айтпағанда, қазір барлық жерде бар радиация адам хромосомаларын бұзады. Мүмкін сондықтан да Киелі кітап кейіпкерлері мың жыл өмір сүрді, өйткені ол кезде бұл жойқын сәулелер болмаған шығар.

Академик Филимоненко құрған қондырғы болашақта ғаламшарды осындай өлімге әкелетін ластанудан құтқара алады, сонымен қатар, сарқылмас арзан энергия көзін қамтамасыз ете алады. Ұнады ма, ұнамады, уақыт көрсетеді, бірақ бұл уақыттың келуі өкінішті.

Ұсынылған: