Энерговектор
О насНовостиНаука и технологииСтратегияАрхив

Новая алхимия

23.07.2015, Алексей Батырь
Холодный ядерный синтез – революция в энергетике или блеф?

Говорить о холодном ядерном синтезе (ХЯС), или низкоэнергетических ядерных реакциях (LENR, Low Energy Nuclear Reaction), начали в конце прошлого века. 23 марта 1989 г. в Университете шт. Юта прошла пресс-конференция, на которой два известных учёных-электрохимика, Мартин Флейшман и Стенли Понс, сделали сенсационное заявление, что им удалось запустить самоподдерживающуюся реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре.

Переселившийся в США из Великобритании член Королевского общества и экс-президент Международного общества электрохимиков Флейшман обладал международной известностью, заработанной участием в открытии поверхностно-усиленного рамановского рассеяния света. Его соавтор Понс возглавлял химический факультет Университета Юты. Президент университета Чейз Петерсон заявил, что это эпохальное достижение сравнимо лишь с овладением огнём, открытием электричества и окультуриванием растений. Законодатели штата срочно выделили 5 млн долл. на учреждение Национального института холодного синтеза, а университет запросил у Конгресса США еще 25 млн. Так начался один из самых громких научных скандалов конца XX века.

 

Эликсир для энергетики

Флейшман и Понс утверждали, что они заставили ядра дейтерия сливаться друг с другом при обычных температурах и давлениях. Их «реактор холодного синтеза» представлял собой калориметр с раствором соли лития в тяжёлой воде. Катод был сделан из палладия, анод – из платины. Через раствор месяцами безостановочно пропускали постоянный ток, так что на аноде выделялся кислород, а на катоде – дейтерий. По утверждению экспериментаторов, они обнаружили, что температура электролита периодически возрастала на десятки градусов, а иногда и больше, хотя источник питания давал стабильную мощность. Они объяснили эффект поступлением внутриядерной энергии, выделяющейся при слиянии ядер дейтерия.


Мартин Флейшман и Стенли Понс
демонстрируют холодный ядерный синтез

Однако даже студентам, изучающим ядерную физику, известно: чтобы отталкивающиеся друг от друга электростатическими силами положительно заряженные дейтроны могли слиться с образованием ядер гелия или трития, необходимы огромные температуры и давления, сравнимые с теми, что имеются в недрах Солнца или развиваются при термоядерном взрыве. И если (благодаря уникальным свойствам палладия, кристаллическая решётка которого многократно повышает подвижность дейтронов) подобные слияния происходили в установке Флейшмана и Понса, они должны были сопровождаться нейтронным или гамма-излучением, которые нетрудно было бы зафиксировать радиометрическими средствами. Однако приборы не показали абсолютно никакого излучения. Более того, все попытки воспроизвести эксперимент в других лабораториях не дали никаких результатов.

За этим последовали сокрушительный разгром открытия на конференции Американского физического общества (АФО) 1 мая того же года и изобличительные статьи в американских СМИ, в том числе «Нью-Йорк Таймс». Но, как нередко бывает в таких случаях, у исследователей остались и сторонники. Так, нобелевский лауреат Джулиан Швингер, один из создателей квантовой электродинамики, в знак протеста даже аннулировал своё членство в АФО. Тем не менее, кампания травли не прошла даром: Флейшман вернулся в Британию, где жил на пенсии в своём доме до смерти в августе 2012 г., а Понс, которому сейчас 71 год, переехал во Францию.

И хотя исследования по ХЯС были объявлены «патологической наукой», эксперименты в данном направлении продолжаются и сегодня. В 2009 г. в уважаемом научном журнале Naturwissenschaft был опубликован краткий отчёт об эксперименте, проведённом группой учёных под руководством Памелы Мосье-Босс на установке, аналогичной использовавшейся Флейшманом и Понсом, в ходе которого были обнаружены высокоэнергетические нейтроны.

 

Генератор ажиотажа

В 1995 г. биофизик Франческо Пьянтелли из Сиенского университета получил патент на «способ и генератор для производства энергии посредством ангармонического вынужденного ядерного синтеза». Основываясь на работах Пьянтелли, инженер Андреа Росси и профессор Болонского университета Серджио Фоккарди создали и запатентовали в 2009 г. «энергетический катализатор» E-Cat (а не «электронную кошку», как его назвали некоторые журналисты). Согласно Андреа Росси, это реактор, в котором протекает процесс трансмутации никеля в медь. В качестве исходных продуктов используются никель и водород. Экзотермическая реакция запускается при определённой температуре и с помощью катализатора, состав которого – самая большая тайна изобретателей. Конечный продукт реакции, согласно Росси, – это медь. Количество тепла, производимое реактором, в шесть раз превышает затраты электроэнергии, необходимые для его работы.

Опытный образец реактора внешне представляет собой небольшую плоскую квадратную ячейку размером 20х20х4 см. В нём находятся электрический нагреватель, нанопорошок никеля, водород и катализатор, размещённый тонким слоем в центре активной зоны реактора. Реактор заключён в стальной корпус с рёбрами для теплоотвода. На вход системы подаётся холодная вода, а с выхода отбирается нагретая. Продемонстрированный Росси и Фоккарди в 2011 г. образец выдавал тепловую мощность 10 кВт. Впоследствии они построили энергетическую установку с тепловой мощностью 1 МВт, которая включала более сотни реакторов E-Cat, собранных в стандартном 20-футовом контейнере.

В 2011 г. было обещано, что через год реактор будет доведён до полной готовности к коммерческому использованию, а через 2–3 года – к массовому производству. Сообщали, что на его поставки уже имеются контракты в США и ряде стран Европы. Причём стоимость электроэнергии, вырабатываемой из тепла такого реактора, не превысит цента за киловатт-час. Заметим, что всё это было похоже на авантюру с самого начала. Формально авторы не нарушили научного протокола: перед публичным заявлением опубликовали статью о своём реакторе в научном журнале, но впоследствии оказалось, что журналом управляют всё те же Фоккарди и Росси. Вызвала сомнения также и личность обладателя патента Андреа Росси – быстро выяснилось, что у него за плечами судимость по делу о мошенничестве (вспомним Виктора Петрика, который обещал чистую воду для всего населения России).

Заметим, что занимающаяся реакторами E-Cat американская корпорация Leonardo (Андреа Росси – её совладелец) до сих пор не представила серийных образцов ни «больших» (1 МВт и более), ни «малых» установок.

 

«Что-то в этом есть»

Опыты по созданию реактора ХЯС были несколько раз воспроизведены независимыми исследователями. В 2012 г. Уго Абундо, преподаватель Высшей школы Леопольдо Пирелли (Рим), опубликовал детальные чертежи и описание работы реактора Athanor, работающего аналогично реактору Флейшмана и Понса, с коэффициентом умножения энергии (т. е. отношением выделяемой тепловой энергии к затраченной электрической) порядка 4.

Учёные из Италии и Швеции в марте 2014 г. сообщили об изменении изотопного состава никеля и появлении меди внутри аналога «энергетического катализатора» Росси, который проработал 32 дня при температурах выше 1000 C, выдав гораздо больше тепловой энергии, чем было бы возможно за счёт химических взаимодействий. Однако скептики сомневаются в достоверности предоставленных данных, объясняя эффект экзотермическими реакциями, выгоранием корпуса реактора, возможными ошибками и подтасовками.


Упрощённый «энергетический катализатор» Росси
в эксперименте Александра Пархомова

Ещё один интересный факт: эксперимент с «энергетическим катализатором» Росси недавно повторил российский физик Александр Пархомов. 27 января 2015 г. во Всероссийском научно-исследовательском институте по эксплуатации атомных электростанций состоялся семинар на тему низкоэнергетических ядерных реакций. На семинаре Пархомов представил результаты собственных экспериментов, в ходе которых примитивная копия реактора Росси смогла выработать в 2,5 раза больше тепловой энергии, чем потребила электрической. По словам Александра Пархомова, при температурах 1150–1300 °C тепловыделение реактора значительно превосходит его энергопотребление. Так, за 90 мин. работы при этих температурах реактор выдал около 3 МДж дополнительной тепловой энергии (0,83 кВт•ч), которую можно получить при сжигании 70 г бензина. При этом уровень ионизирующих излучений (радиации) во время работы установки не превышал фоновых показателей.

* * *

В целом можно отметить, что обещанная многими журналистами после презентации Росси и Фоккарди скорая энергетическая революция пока откладывается на неопределённый срок. Повсеместного распространения установок E-Cat стоимостью 500 долл., работающих полгода до замены картриджа с исходными продуктами и выдающих достаточное количество энергии для отопления небольшого коттеджа, не видно. Как водится, время всех рассудит и расставит точки над «и».

Эта статья изначально была опубликована в газете «Энерговектор» здесь.



 

Редакция

Главный редактор: Иван Рогожкин
Консультант: Людмила Зимина
Корректор: Анатолий Печейкин
Дизайнер: Мария Хомутская
Руководитель проекта:
Максим Родионов

Контакты

Россия, 101000,
г. Москва, а/я 230.
Тел.: +7 (916) 422-95-19
Web-site: www.enegrovector.com
E-mail: oilru.com
facebook.com/energovector


©2011-2017. Ежемесячная газета «Энерговектор». Все права защищены.