Техника - молодёжи 1989-07, страница 36
Электроалхимия ? Борис ГРЕХОВ, инженер Те, кто следил за событиями с самого начала, наверное, помнят, что после первых сенсационных сообщении из США о холодном ядерном синтезе, после ряда успешных повторений этих опытов в разных странах наступила некоторая пауза. С какого-то момента неопределенность и сомнения скорее стали даже усиливаться. И, пожалуй, это понятно: все новые лаборатории бросались проверять эффект, ио по разным причинам далеко ие во всех он сразу находил подтверждение. Так что к моменту сдачи этого номера в набор было ясно лишь одно: при любом исходе событий холодный ядерный синтез (ХЯС) уже обеспечил себе прочное место в истории науки — тем, что потряс устоявшиеся представления, заставил мыслить по-новому, а еще — ярко продемонстрировал, что и ученым не чуждо ничто человеческое в погоне за признанием и приоритетом. Чтобы не гадать, как будут развиваться события, пока печатается номер, наверное, проще всего писать о ХЯС без оговорок — как будто окончательно доказано, что он есть. А если все же его «закроют», правда, сейчас это уже не так просто, пусть рассказ о нем станет хотя бы научно-фантастическим продолжением предыдущей статьи, где шел серьезный реалистический разговор о перспективах «горячего» синтеза. Начать хотелось бы с тех, с кого все и началось. Кто же такие С. Понс и М. Флейшман? Прежде всего — это не физики-ядерщики. Но оба они хорошо известны среди электрохимиков Мартин Флейшман, которому недавно исполнилось 62 года, родился в Чехословакии. В начале 50-х годовой принял британское подданство. За сорок лет научной деятельности опубликовал свыше 240 статей в специальных журналах по электрохимии, физике и электрохимической механике. Сейчас он — профессор электрохимии Саутгемптон-ского университета, член Английского Королевского общества и лауреат золотой медали Королевского химического общества за 1979 год. Стэнли Понс, ученик Флейшмана, был вместе с ним отмечен той же медалью в 1979 году. Ему 46 лет, он глава химического отделения университета штата Юта в США. Понс — автор свыше 140 научных статей, член Международного общества электрохимии. Таким образом, это весьма «респектабельные» представители научного мира, а значит, вряд ли склонные рисковать своей репутацией ради сомнительной славы Но решение двух ученых объявить о полученных результатах на специальной пресс-конференции не все их коллеги встретили с пониманием. И не пото му, что сообщению не поверили,— авторитет Понса и Флейшмана весьма высок. К неудовольствию некоторых ученые нарушили негласные, но от того не менее твердые нормы, согласно которым первые известия о научных открытиях положено помещать на страницах специализированных журналов. Проректор университета Дж. Броуфи объяснил, что результаты эксперимента были настолько сенсационными, а слухи вокруг открытия настолько упорными, что было решено обратиться к прессе. Да, это как раз один из «человеческих» аспектов открытия, благодаря которому какое-то время даже ученые были вынуждены следить за результатами экспериментов чуть ли не по газетам. Из них, хотя и не сразу, выяснилось, что речь идет, казалось бы, об известном процессе: электролизе тяжелой воды на палладиевом катоде Но сенсация заключалась в том, что образующиеся при этом ионы дейтерия (дейтроны) по ряду признаков вступают между собой в реакцию ядерного синтеза. Каковы же эти признаки? Реакция слияния дейтронов (точнее, реакции, так как синтез идет двумя путями) в принципе хорошо известна. Электролиз тут уже нн при чем, все определяется законами ядерных превращений: ГТС МэВ)+Н(3 МэВ) д+ д 13Не(0,8 МэВ)+п(2,5 МэВ). Понятно, что специфическими признаками наличия ядерного синтеза могут быть все продукты этих реакций, кроме «тривиального» водорода: тритий, гелий-три, нейтроны и, конечно, добавочная тепловая энергия. Флейшман и Понс утверждают, что зафиксировали все перечисленные признаки. Но большинство исследователей, получивших положительный результат, регистрировали только нейтроны, которые в принципе служат достаточным признаком ядерной реакции. При этом, скажем, по данным группы С. Джонса, вторым заявившего об аналогичном открытии, пик в распределении энергий нейтронов приходится именно на 2,5 МэВ, как и положено по теории, хотя разброс энергий очень велик. Но, как бы ни были интересны экспериментальные результаты, теоретически они пока не объяснены, механизм холодного синтеза не раскрыт, хотя есть определенные предположения. Прежде всего вспоминают известный факт: палладий (и некоторые другие металлы, например, цирконий, титан) обладает особым сродством к водороду, а значит, и к дейтерию. Молекулы Н2 или Д2, а точнее атомы Н или Д, как это имеет место при электролизе, могут «набиваться» в кристаллическую решетку таких металлов с невероятной плотностью: до трех атомов на атом, или до тысячи объемов на объем металла, что примерно соответствует плот ности жидкого водорода — 0,1 г/см3. В результате получается, что «параметры удержания» ансамбля частиц в кристаллической решетке палладия неизмеримо выше, чем достигнутые ныне в плазме токамаков. Плотнось частиц составляет соответственно 1028 м~3 и 1020 м"3, а время удержания — тысячи лет и доли секунды. «Маленькая» разница состоит только в энергиях частиц, то есть в температуре их ансамбля — десятки градусов в палладии и десятки миллионов в плазме. Поэтому, как ни плотно «набиты» дейтроны в кристаллическую решетку, электрические силы их отталкивания остаются непреодоленными и в реакцию ядерного синтеза они не вступают. Однако, зарегистрировав все признаки ядерных реакций, Понс и Флейшман сами же обратили внимание на огромную «неувязку» этих признаков между собой. Дело в том, что при описанных выше, да и других ядерных реакциях (по крайней мере, когда они идут в «термоядерном варианте») всегда наблюдается определенное соответствие между выходом энергии и интенсивностью потока нейтронов. Но оказалось, что по теории выход тепла у Понса и Флейшмана не должен быть неизмеримо меньше, чем тот, что наблюдался иа самом деле. В связи с этим напомним, что Понс даже сообщал о расплавлении палладиевого катода в одном из опытов. Это сообщение почти единодушно признали недостоверным, но к нему мы еще вернемся Что касается «неувязки» двух параметров реакции, то и сами авторы открытия, и другие ученые считают ее наиболее интересным фактом, в котором, может быть, и заключена вся новизна явления. Ведь можно предположить, что за избыточное тепло отвечают какие-то неизвестные процессы. Но на этом не кончаются все странности явления. Оказывается, испускание нейтронов (то есть ядерная реакция) начинается не в момент включения тока (то есть начала электролиза), а с запозданием, и, соответственно, прекращается не сразу после отключения. Отсюда уже нетрудно понять: непосредственная причина рождения нейтронов — не электролиз. Между тем и другим процессом стоит какой-то опосредующий механизм Одна из гипотез об этом механизме основывается на свойствах так называемых ювенильных поверхностей, то есть мест «свежего» разлома. Известно, что такие поверхности способны испускать в вакууме электроны высоких энергий, так как при резком разрыве связей в кристаллической решетке разделяются одноименные заряды, а значит, возникают сильнейшие электрические поля. Конечно, от электронов до нейтронов далеко, но имеются сведения о том, что нейтроны испускает свежая поверхность разлома тяжелого льда (замерзшей тяжелой воды). Сопоставим это и еще с одним фактом: при ударе острым предметом по палладию насыщенному дей 34 |
