Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина. Термоядерный синтез заработал, квантовые точки, клей для клеток, уранил из отходов | техно-новости.
Холодный синтез: самое известное физическое мошенничество
Прорыв был совершен 5 декабря группой ученых из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии. Новая эра началась? Термоядерный синтез — это процесс, который происходит в звездах, в том числе в нашем Солнце. В масштабах нашей планеты он мог бы стать практически неисчерпаемым источником экологичной энергии, для производства которой могло бы понадобиться только немного морской воды. Однако, чтобы термоядерный синтез, подобный звездному, успешно протекал, необходимы колоссальные температуры и давление. На Земле создать такое уже давно возможно, однако для этого долгое время требовалось больше энергии, чем получалось на выходе.
В результате был преодолён порог «зажигания», как называют его учёные — когда энергия, произведённая синтезом, превысила энергию запустивших реакцию лазеров. О первых успехах учёные отчитались в 2014-м, однако производимая тогда реакцией энергия была крохотной — примерно столько потребляет 60-ваттная лампочка за пять минут.
На коммерциализацию и широкое распространение данной технологии могут уйти десятилетия — так сказала Кимберли Будил, директор Ливерморской национальной лаборатории. Технология развивается, и при нужных усилиях и соответствующих инвестициях мы через несколько десятилетий исследований сможем построить электростанцию.
Скорей всего, термоядерный реактор будет построен на базе классического токамака. Но для сферических токамаков может найтись своя ниша, а их коммерческое применение может начаться гораздо раньше. Гибридные технологии Как выяснилось, мало нашим физикам-ядерщикам сферической модернизации термоядерного реактора.
Сейчас, по словам Минаева, в нашей стране параллельно запускается процесс разработки и создания гибридной электростанции, основанной на термоядерной и ядерной технологиях. Это позволит эффективней удерживать плазму? Мы хотим за счет термоядерных технологий решить проблему с «замыканием» ядерного топливного цикла. Представляете, мы сможем нарабатывать искусственное топливо для атомных реакторов, получать в реакторе энергию, а после дожигать отработанное топливо до безопасного состояния, чего раньше никогда не было. До сих пор мы просто захоранивали ядерные отходы, накапливая их.
В целом новая гибридная атомная станция будет значительно безопасней и экологичней. Отсутствие большого количества опасных отходов также позволит повысить экспортный потенциал нашей атомной промышленности. Развивая эту технологию, мы оставим своим потомкам более чистую планету, без залежей ядерных отходов. Мы будем использовать термоядерный реактор как мощный источник нейтронов для получения ядерного топлива. При этом параметры плазмы в таком термоядерном источнике нейтронов могут быть существенно ниже, чем в чисто термоядерном энергетическом реакторе, а размеры — существенно меньше, чем у того же ИТЕРа.
Следовательно, такой реактор-источник будет значительно дешевле. Но самое главное: реализация гибридной концепции позволит существенно сократить время, требующееся для внедрения уже наработанных термоядерных технологий в коммерческий оборот. Существует еще и открытый тип реактора — зеркальные ловушки, или, образно говоря, «магнитные бутылки», имеющие на концах магнитные «пробки» или магнитные «зеркала». На концах такого реактора, возле «пробок», магнитное поле сильное, в центре — слабее. Частицы плазмы привязаны к силовым линиям магнитного поля и движутся от одной «пробки» к другой, каждый раз отражаясь от них.
Конструкция такого реактора получается более простой, а значит, дешевой и легкой в сборке. Такая зеркальная ловушка, модель будущего реактора открытого типа, есть в новосибирском Институте ядерной физики им. Она считается лучшей установкой такого типа в мире: среди них ей принадлежит рекорд по температуре -10 миллионов градусов. Но на этом новосибирцы останавливаться не намерены. В планах — скрестить открытую ловушку с ядерным реактором, сделать технологию гибридной о подобной технологии мы писали выше.
Еще одна очень интересная технология. Этот проект, который, если все пойдет по плану, может значительно улучшить имидж атомной энергетики, который несколько пострадал после аварии на Фукусиме. Никаких нейтронов, загрязняющих окружающую среду, при этом нет — только чистая энергия. Правда, протон и бор идут на сближение еще труднее, чем дейтерий с тритием, а потому платой за явные преимущества их «союза» является гораздо более высокая температура зажигания реакции — миллиард градусов Цельсия.
Это и произошло, вот только калориметр показал, что этого тепла якобы было выделено порядка 500 ватт при вдвое меньшей подаче энергии. Более того, при подаче на «реактор» 50 ватт выделяемая в виде тепла энергия, по утверждению Мизуно, была эквивалентна 300 ватт.
Основной предполагаемый механизм якобы наблюдавшегося процесса — превращение более легких изотопов водорода в тяжелые, с выделением тепловой энергии. В общепринятой физике слияние ядер атомов в нормальных условиях невозможно: кулоновское отталкивание не даст им сблизиться на достаточно малое расстояние. Чтобы преодолеть его, нужны температуры и давления, которые делают термоядерную энергетику непрактичной. В рамках концепции холодного термоядерного синтеза возможны условия, когда ядра атомов сливаются, несмотря на кулоновское отталкивание. Вообще-то сходные процесс известны и в «нормальной» физике. Если заменить в изотопах водорода электрон на мюон отрицательно заряженная частица, примерно в двести раз тяжелее электрона , то из-за большей массы мюона возможно сближение ядер атомов такого «модифицированного» водорода на расстояния, при которых они сливаются.
Так из пары атомов дейтерия можно получить, например, тритий или гелий. Что характерно, это происходит при низких температурах, а вовсе не при многих миллионах градусах, как в токамаках и иных термоядерных реакторах. Проблема в том, что энергия, которую в такой реакции можно получить за счет мюона, — не более 1,4 гигаэлектронвольта. А чтобы получить мюон на современных ускорителях, необходимо придать частице энергию от нескольких гигаэлектронвольт. Ситуация как с золотом, которое можно получить из других элементов с помощью ядерной физики: сам процесс возможен, но золото, полученное им, будет много дороже обычного. Никаких путей снизить нужную для наработки мюонов энергию пока даже не просматривается.
Сторонники «холодного синтеза» ищут какие-то катализаторы типа мюонов, но при этом намного более стабильные, способные сделать реальностью слияние атомов при умеренных температурах «за недорого». Проблема этих поисков в том, что они идут без каких-либо здравых теоретических идей, «на ощупь», и даже сама возможность решения этой проблемы никак не доказана. Возьмем обычные токамаки: считается, что если вложить 25 миллиардов долларов ITER, то удастся добиться «горячей» термоядерной реакции, при которой энергии получалось бы больше, чем нужно на нагрев и удержание плазмы в токамаке. Далеко не очевидно, что из этого получится что-то экономически разумное стоимость реактора на единицу тепловой мощности для этого должна упасть минимум в десятки раз.
Холодный синтез: самое известное физическое мошенничество
Во время термоядерного синтеза атомные ядра вынуждают сливаться вместе и образовывать более тяжелые атомы. Хорошие новости продолжают поступать в области исследований ядерного синтеза. — Если обычная термоядерная реакция основана на синтезе дейтерия и трития с выделением нейтрона, здесь сталкиваются друг с другом протон и бор-11, — рассказывает Павел Владимирович. Тандберг начал изучать холодный термоядерный синтез в 1927 году, когда 33-летний главный научный сотрудник компании Electrolux Co. заинтересовался экспериментами по термоядерному синтезу, проводимыми в Германии, сказал Вильнер. Термоядерный синтез предполагает, что вместо радиоактивных элементов, таких как уран и плутоний, в качестве топлива в реактор будут загружаться дейтерий и тритий, после чего с помощью электричества конструкция будет разогреваться до температур.
Прорыв в термоядерном синтезе
Однако потенциальные достоинства таких ядерных превращений несомненны, и в 2015 году компания Google запустила проект, в рамках которого около 30 ученых из нескольких лабораторий пытались повторить отвергнутые наукой результаты с использованием современных технологий. На инициативу было выделено 10 миллионов долларов. В статье, опубликованной в Nature, описываются текущие результаты работы и описываются перспективы их продолжения. Задачей ученых было проведение тщательно спланированных опытов и экспериментальных протоколов, которые установят четкие ограничения на возможный диапазон параметров, при которых могло бы протекать холодное слияние. Если же ученым удалось бы его зафиксировать, то они должны были сформулировать определяющий эксперимент, который смогут повторить исследователи из других групп и убедиться в наличии феномена. Ученые пытались реализовать три предложенные ранее схемы. Первая предполагает включение в палладиевый объект больших количеств дейтерия, которых предположительно должно хватить для запуска реакций. Однако при высоких концентрациях исследователям не удалось получить стабильных образцов. Второй эксперимент был попыткой повторения опытов по бомбардировке палладия импульсами горячих ионов дейтерия, в результате которых якобы получается тритий.
Еще один характерный факт, связанный с Росси и Фокарди, заключается в том, что ни один рецензируемый журнал не принял их публикацию про холодный термояд к печати. Но результаты все же опубликованы: специально для этого Росси и Фокарди основали онлайн-журнал Journal of Nuclear Physics. Кроме того, есть информация, что Росси ранее имел проблемы с законом, так как уклонялся от налогов и нелегально перевозил золото. Все это практически не оставляет сомнений в том, что Росси и Фокарди не сделали ничего выдающегося. Но является ли идея холодного термоядерного синтеза лженаукой?
Евгений Александров считает, что нет. Мюонный катализ явление синтеза слияния ядер изотопов водорода, происходящее при существ.
Как правило, это совпадает с какими-то кризисными явлениями. Сейчас понятно, что с ростом цен на энергоносители. Здесь нужно внимательно подходить, вокруг очень много пиара. Частники, в общем-то, понимают, что есть деньги, то можно попробовать их заложить туда. А вдруг это сработает? Большая часть из них понимает, что, скорее всего, это вложение на далекое будущее. Кто-то ориентируется на внуков, а кто-то верит рекламе».
Тем временем корпорация Microsoft подписала в начале мая коммерческий контракт на поставку электроэнергии, произведенной с помощью термоядерного синтеза, с компанией Helion Energy, занимающейся разработкой систем уникальной конфигурации, именуемых Fusion Engine, которые сочетают в себе элементы магнитного удержания и инерционного сжатия. Helion Energy планирует подключить реактор мощностью минимум 50 МВт — это немного, но речь здесь идет, скорее, о самом факте первого в истории коммерческого контракта на получение энергии посредством термоядерного синтеза. Причем речь идет не о соглашении о намерениях, а о настоящем инвестиционном контракте, сумма которого, впрочем, не разглашается, и который предусматривает штрафные санкции в случае его неисполнения к сроку.
В результате был преодолён порог «зажигания», как называют его учёные — когда энергия, произведённая синтезом, превысила энергию запустивших реакцию лазеров. О первых успехах учёные отчитались в 2014-м, однако производимая тогда реакцией энергия была крохотной — примерно столько потребляет 60-ваттная лампочка за пять минут. На коммерциализацию и широкое распространение данной технологии могут уйти десятилетия — так сказала Кимберли Будил, директор Ливерморской национальной лаборатории.
Технология развивается, и при нужных усилиях и соответствующих инвестициях мы через несколько десятилетий исследований сможем построить электростанцию.
Холодный ядерный синтез перестал быть лженаукой в ЕС
В действительности ситуация вокруг холодного ядерного синтеза в 2019 году была совсем иной. В феврале 2019 года были опубликованы результаты положительной государственной экспертизы в Южной Корее российской технологии микробиологической трансмутации жидких радиоактивных отходов, разработанной под руководством Аллы Александровны Корниловой из МГУ им. Ломоносова см. An Experiment in Reducing the Radioactivity of Radionuclide 137Cs with Multi-component Microorganisms of 10 Strains , в Индии была восстановлена государственная программа по холодному ядерному синтезу, а в рамках подготовки программы развития новых технологий ЕС по итогам конкурса были отобраны более 50 проектов по холодному ядерному синтезу и многое-многое другое. К 2019 году были опубликованы документально подтвержденные результаты расследований, которые показали откровенно политизированный характер травли Мартина Флейшмана, Стенли Понса и других исследователей холодного синтеза, главными мотивами которых были финансовые интересы и зависть. Более того, как показала прошедшая в Москве 23 марта 2019 года мемориальная конференция «Холодному синтезу — 30 лет: итоги и перспективы», в которой приняли участие известные российские исследователи, уже в начале 1990-х годов вопрос о реальности феномена холодного ядерного синтеза не стоял, так как надежные подтверждения его существования были получены ещё в советское время в ведущих научных центрах Министерства среднего машиностроения и Академии наук СССР.
Для Государственного комитета по науке и технике в 1990 году академиками А. Барабошкиным и Б. Дерягиным был разработан проект государственной программы по исследованию холодного синтеза, которая не была реализована из-за распада СССР. Кстати, Мартин Флейшман и Стэнли Понс признавали приоритет группы Бориса Дерягина в получении реакций холодного ядерного синтеза, полученных при раскалывании дейтерированного льда в 1986 году. Но обо всём по порядку.
Для начала попробуем разобраться, почему же «группе Google» не удалось запустить холодный ядерный синтез при использовании трёх, казалось бы, классических способов, которые были неоднократно воспроизведены за прошедшие 30 лет и основные условия воспроизводимости результатов для которых были давно установлены. За разъяснением причин этого мы обратились к известному российскому исследователю холодного ядерного синтеза ведущему технологу Института геологии и минералогии СО РАН имени академика В. Соболева, доктору геолого-минералогических наук, член-корреспонденту РАЕН Виталию Алексеевичу Киркинскому о результатах собственных многолетних исследований В.
Новая эра началась? Термоядерный синтез — это процесс, который происходит в звездах, в том числе в нашем Солнце. В масштабах нашей планеты он мог бы стать практически неисчерпаемым источником экологичной энергии, для производства которой могло бы понадобиться только немного морской воды. Однако, чтобы термоядерный синтез, подобный звездному, успешно протекал, необходимы колоссальные температуры и давление. На Земле создать такое уже давно возможно, однако для этого долгое время требовалось больше энергии, чем получалось на выходе. Иоффе, академик, председатель Комиссии по борьбе со лженаукой при Президиуме РАН «В конце 2022 года мировой научной сенсацией стало сообщение о достижении существенного успеха в попытках реализации лазерного термоядерного синтеза — Ливерморская лаборатория США заявила о достижении существенного превышения выделившейся энергии ядерного синтеза над поглощённой энергией световых лазерных импульсов, используемых для обжатия мишени.
Например, изотоп водорода дейтерий легко получается из обычной воды, да и требуется его немного. К тому же термоядерный синтез лишен всех недостатков классической атомной энергетики. Так, первое теоретическое обоснование в своих работах дал Лаврентьев 1950 , чуть позже с аналогичными трудами выступил Спицер из США 1951. Первый токамак , ТМП, был сконструирован в 1958 году в Курчатовском институте. По расчетам, его мощность будет в 30 раз выше аналогичного показателя у JET. ИТЭР был согласован в 1992 году, строительство началось в 2010-ом. Экспериментальный реактор выполнен, как и JET, по типу «токамак». То есть внутри раскаленная плазма удерживается на расстоянии от стенок установки мощнейшей магнитной системой. Кстати, сам термин «токамак» — это акроним от советских ученых, обозначающий «тороидальную камеру с магнитными катушками». Первоначальная дата завершения строительства — 2016 год. Но запуск многократно переносился. Рассмотрим даты согласования, новые даты завершения строительства и причины переноса сроков: 2009 - 2018 — финансовые трудности у европейских участников проекта, 2010 - 2019 — предельно негативный отчет об управленческой структуре проекта, 2015 - 2025 — очередные финансовые трудности и привлечение новых стран для участия, 2022 - неизвестно — скорость монтажа оказалась медленнее , чем то, что раньше планировали на бумаге, Купить рекламу Отключить За годы строительства смета выросла с 5 до 20 млрд евро, новый срок запуска пока не называется.
Число атомов дейтерия в палладиевой пластине может сравниться с числом атомов самого палладия. В своем эксперименте физики использовали электроды, предварительно "насыщенные" дейтерием. При прохождении электрического тока через "тяжелую" воду образовывались положительно заряженные ионы дейтерия, которые под действием сил электростатического притяжения устремлялись к отрицательно заряженному электроду и "врезались" в него. При этом, как были уверены экспериментаторы, они сближались с уже находящимися в электродах атомами дейтерия на расстояние, достаточное для протекания реакции ядерного синтеза. Доказательством протекания реакции стало бы выделение энергии — в данном случае это выразилось бы в увеличении температуры воды - и регистрация потока нейтронов. Флейшман и Понс заявили, что в их установке наблюдалось и то и другое. Сообщение физиков вызвало чрезвычайно бурную реакцию научного сообщества и прессы. СМИ расписывали прелести жизни после повсеместного внедрения холодного ядерного синтеза, а физики и химики по всему миру принялись перепроверять их результаты. Поначалу в нескольких лабораториях вроде бы смогли повторить эксперимент Флейшмана и Понса, о чем радостно сообщали газеты, однако постепенно стало выясняться, что при одних и тех же начальных условиях разные ученые получают совершенно несхожие результаты. После перепроверки расчетов выяснилось, что если бы реакция синтеза гелия из дейтерия шла бы так, как описали физики, то выделившийся поток нейтронов должен был бы немедленно убить их. Прорыв Флейшмана и Понса оказался просто неграмотно поставленным экспериментом. И заодно научил исследователей доверять только результатам, сначала опубликованным в рецензируемых научных журналах, и только потом в газетах. После этой истории большинство серьезных исследователей прекратили работы по поиску путей осуществления холодного ядерного синтеза. Однако в 2002 году эта тема снова всплыла в научных дискуссиях и прессе. Lahey, Jr. Они заявили, что смогли добиться необходимого для реакции сближения ядер, используя не палладий, а эффект кавитации. Кавитацией называют образование в жидкости полостей, или пузырьков, заполненных газом. Образование пузырьков может быть, в частности, спровоцировано прохождением через жидкость звуковых волн. При определенных условиях пузырьки лопаются, выделяя большое количество энергии. Как пузырьки могут помочь в ядерном синтезе? Очень просто: в момент "взрыва" температура внутри пузырька достигает десяти миллионов градусов по Цельсию — что сравнимо с температурой на Солнце, где свободно происходит ядерный синтез.
Термоядерный синтез: ещё один шаг | Hi-Tech
Представлены новые данные в пользу реальности холодного термоядерного синтеза – следы возникновения высокоэнергичных нейтронов при электролизе тяжёлой воды. Холо́дный я́дерный си́нтез — предполагаемая возможность осуществления ядерной реакции синтеза в химических (атомно-молекулярных). 8 декабря 2014 Новости. 8 октября 2014 года была завершена проверка независимыми исследователями из Италии и Швеции устройства E-Cat для выработки электроэнергии на основе реактора холодного термоядерного синтеза.
Что такое Холодный ядерный синтез?
Во вторник 13 декабря 2022 года учёные, исследующие термоядерный синтез в Ливерморской национальной лаборатории, объявили о достижении долгожданного этапа приручения этого типа энергии. Термоядерный синтез — это процесс, когда два легких атомных ядра объединяются в одно более тяжелое ядро, высвобождая большое количество энергии. AngryDude666, Термоядерный синтез, это реакция синтеза, а не расщепления. Академик Роберт Нигматулин поясняет: «Вообще-то неправильно называть пузырьковый термояд разновидностью «холодного термоядерного синтеза». Что подпитывает шумиху вокруг коммерческого термоядерного синтеза?
Холодный синтез: миф и реальность
Четыре уже доставлены на стройплощадку. Проблемы и решения На самой масштабной инновационной стройке мира не обходится без проблем. Продолжительность ремонта термоэкранов оценивается примерно в два года». Еще одна проблема возникла при сварке секторов вакуумной камеры. При проектировании ИТЭРа первую стенку решили делать из бериллия. Сейчас российское термоядерное сообщество анализирует, насколько оправданна замена материала. К середине апреля мы выработаем позицию и представим ее на следующем совете ИТЭР.
На практике американские учёные стреляют гранулами, содержащими водородное топливо, в пучок из почти 200 лазеров, создавая серию чрезвычайно быстрых повторяющихся взрывов со скоростью 50 раз в секунду. Энергия, полученная от нейтронов и альфа-частиц, извлекается в виде тепла, и это тепло является ключом к производству энергии. В данном случае речь идёт о выработке минимального количества энергии, очень далёкого от промышленных масштабов. Если точнее, этой энергии хватило бы на то, чтобы вскипятить 10 чайников воды.
Глава правительства Михаил Мишустин дал старт большому проекту класса «Мегасайенс», который должен помочь выйти за рамки современных научных догм. И, конечно, я сразу же хочу поздравить весь ваш дружный коллектив, который много лет работал над тем, чтобы продвинуться еще дальше. Появляется уникальная инфраструктура для научных исследований, для того, чтобы, как говорят ученые, управляемый термоядерный синтез все-таки создал неиссякаемый источник энергии», — сказал премьер Михаил Мишустин. На этой установке российские ученые будут проводить исследования, без которых невозможен запуск международного проекта ИТЭР. Самый большой в мире экспериментальный термоядерный реактор сейчас строится на юге Франции. На связь оттуда вышел генеральный директор проекта. На совещании глава правительства обсудил с российскими учеными федеральную программу развития синхротронных и нейтронных исследований. До 2027 года на нее предусмотрено выделить 138 миллиардов рублей. В рамках программы Курчатовский институт создает по стране целую сеть мегаустановок нового уровня. Россия была абсолютно самодостаточна.
Мюоны, образуя с ядрами мезомолекулы, способствуют сближению ядер на расстояния, достаточные для протекания ядерной реакции. Освобождаясь после акта реакции, мюоны могут повторить этот процесс т. Но эта величина все же меньше, чем энергетические затраты на производство самого мюона 5-10 ГэВ. Таким ообразом мюонный катализ пока энергетичеки невыгодный процесс. Другое дело, что «мюонный катализ» нерентабелен. Что касается множества других притязаний на реализацию «холодного синтеза», то, насколько мне известно, это всё были ошибки экспериментов — в ряде случаев это были ошибки добросовестные, но, несомненно, были и аферы. Ставки очень высоки — переворот в энергетике, гарантированная Нобелевская премия, геополитические изменения в мире и т.