Ситуація з термоядерною енергетикою сьогодні доволі цікава і має спільні риси з колись розпочатою «космічною гонкою». Відкриття способу, що відкриває доступ до необмеженого джерела енергії, здавалося б, уже «витає в повітрі». Уже всерйоз проєктуються термоядерні електростанції. Уже майже видно фінішну стрічку, і питання лише в тому, хто встигне першим. Керівники розвинених держав ревно стежать за «успіхами» конкурентів у цій галузі та бояться лишитися «з носом». Ці страхи вміло експлуатують великі дослідницькі центри, які працюють над цією проблемою, домагаючись щедрого фінансування. Ось-ось і преса сповістить про відкриття століття...
В цьому відношенні не є винятком і наш Курчатовський інститут, для якого довгоочікуваний термояд — надзавдання і найважливіший фактор, що визначає фінансування досліджень. Поставимо запитання: а як за таких умов складеться подальша наукова кар'єра співробітника, який публічно засумнівався в самій можливості здійснення керованого «гарячого» синтезу? Здогадатися неважко... Небагато знайдеться і незалежних вчених, які наважилися б на подібний крок: усі розуміють, що настільки впливовій науковій установі не складе труднощів очорнити зарозумілого «єретика» і поставити жирний хрест на його подальшій науковій кар'єрі.
А чи є якісь підстави сумніватися в перевіреній десятиліттями теорії термоядерного синтезу?
Факт перший — досягнуті в експериментальних установках значення температури й тиску вже на порядок перевищують можливості нашого світила, однак вид енергії, доступний йому, як і раніше недоступний нам. Теорія цього пояснити не може.
Факт другий — наявність холодного «прошарку» — фотосфери й хромосфери з температурами всього від 5000 до 15000 град. між надзвичайно гарячими центральною областю (як передбачається, до 14 млн град) і сонячною короною (до 1 млн град). Теорія і цього пояснити не може.
Ці два факти наводять на думку, що має місце якийсь неврахований фактор. Припустімо, що для термоядерного синтезу, хай це і суперечить теорії, необхідний лише надзвичайно високий тиск, а не температура. У рамках цього припущення пояснюються обидва зазначені факти.
Зростання тиску нерозривно пов'язане і зі зростанням температури, однак за надзвичайно швидкоплинного процесу — детонації термоядерного заряду, існує надзвичайно короткий проміжок часу запізнення температурного зростання, коли речовина переходить у конденсований стан. Припустімо, що саме в цей момент, коли тиск досяг максимальних значень, а температура лише почала зростати, і відбувається реакція злиття ядер. І тільки після цього відбувається зростання температури до мільйонів градусів, яке не тільки не сприяє реакції, а, навпаки, припиняє її.
Якщо це припущення відповідає дійсності, то легко пояснюється сонячна температурна аномалія — ядро зорі холодне, і лише завдяки наявності такого «холодильника» і відбувається повільна термоядерна реакція, на межі холодних і гарячих середовищ. Версії про наявність у Сонця холодного ядра висловлювалися вже не раз, а думка, що термоядерна реакція відбувається в центрі світила, ставиться під сумнів рядом наукових даних.
З цього погляду легко пояснюються тривалі десятиліттями невдачі в оволодінні термоядерною енергією. Усі сьогоднішні досягнення на цій ниві — по суті своїй такі самі, але в значно менших обсягах, термоядерні вибухи. В експериментах не відбулося нічого схожого на повільний термояд при температурах у мільйони градусів.
Так, це суперечить теорії, згідно з якою для зближення ядер сили електростатичного відштовхування можна подолати лише за допомогою надвисоких температур, однак без останніх цілком змогли обійтися італійські фізики Серджо Фокарді та Андреа Россі, яким вдалося здійснити трансмутацію нікелю в мідь при температурі менше 1000 град. Їхній результат так само не вписується в загальноприйняту теорію.
Яким може бути пояснення цієї невідповідності теорії й практики? Відомо, що різнойменні заряди обмінюються віртуальними фотонами, причому цей обмін відбувається суто «тет-а-тет». Важко повірити, але іншого пояснення просто немає - віртуальний фотон заздалегідь «знає», де опиниться в просторі «пункт прибуття». Природу такої його "прозорливості" нам ще належить зрозуміти. Віртуальний фотон має від'ємний імпульс і тому не відштовхує, а притягує різнойменні заряди.
Однойменні заряди випускають реальні фотони і відштовхуються між собою, при цьому останні не мають заздалегідь визначеного «пункту прибуття» і спрямовуються до найближчого на момент випускання однойменного заряду, «не беручи до уваги», що і той не стоїть на місці. Завдяки такій «безтурботній стрільбі» фотони часом шукають свою «ціль» мільярди років.
Уявімо собі ситуацію, коли два однойменних заряди обмінюються реальними фотонами виключно між собою, тобто способом, характерним для віртуальних фотонів. Чи не з'явиться замість відштовхування сила притягання? Електрони куперівської пари мають однойменний заряд і повинні випускати в напрямку один одного реальні, а не віртуальні фотони, однак при цьому вони не відштовхуються між собою. Уся справа у виключно парному обміні, «тет-а-тет».
Новозеландський фізик Джон Лекнер з Університету королеви Вікторії у Веллінгтоні показав, що однойменно заряджені металеві сфери, якщо їхні розміри значно перевищують відстань між ними, не відштовхуються, а притягуються. Лекнер також зазначає, що він не перший, хто помітив це явище. Залишилися записи вченого, який придумав блискавковідвід для кораблів - Вільяма Сноу Харріса, який зазначає, що в його дослідах із зарядженими дисками «відштовхування іноді цілком зникало і змінювалося притяганням».
Ще один аргумент на користь цієї версії - у сильній взаємодії не беруть участь протони з антипаралельною орієнтацією спіну. За таких умов обмін фотоном неможливий, і зближення не відбувається.
Тепер повернемося до термоядерного синтезу. Щоб досягти умов, за яких імовірність подібного обміну реальними фотонами різко зростала б, необхідно дотримати трьох умов. Максимальне скорочення відстаней між ядрами, мінімальна температура як відображення величини відносних швидкостей і низький рівень ентропії: фотон повинен "потрапляти" саме туди, куди і був "спрямований". Ці умови якраз відповідають прикладам термоядерних реакцій, наведеним вище. Зі зростанням температури процес парного обміну стає неможливим, і реакція синтезу припиняється.
Якщо висловлене вище припущення правильне, то з надією на невичерпне джерело енергії поки що доведеться попрощатися (рано це зрозуміють чи пізно), а величезним коштам, які люди витрачають на безнадійну затію, знайшлося б і більш підхоже застосування. Далеко не всі закони природи ми пізнали, але закони Мерфі засвоїли твердо — наполегливі спроби здійснення керованого «гарячого» термоядерного синтезу триватимуть ще не одне десятиліття.
Юріков Ю. М.
В цьому відношенні не є винятком і наш Курчатовський інститут, для якого довгоочікуваний термояд — надзавдання і найважливіший фактор, що визначає фінансування досліджень. Поставимо запитання: а як за таких умов складеться подальша наукова кар'єра співробітника, який публічно засумнівався в самій можливості здійснення керованого «гарячого» синтезу? Здогадатися неважко... Небагато знайдеться і незалежних вчених, які наважилися б на подібний крок: усі розуміють, що настільки впливовій науковій установі не складе труднощів очорнити зарозумілого «єретика» і поставити жирний хрест на його подальшій науковій кар'єрі.
А чи є якісь підстави сумніватися в перевіреній десятиліттями теорії термоядерного синтезу?
Факт перший — досягнуті в експериментальних установках значення температури й тиску вже на порядок перевищують можливості нашого світила, однак вид енергії, доступний йому, як і раніше недоступний нам. Теорія цього пояснити не може.
Факт другий — наявність холодного «прошарку» — фотосфери й хромосфери з температурами всього від 5000 до 15000 град. між надзвичайно гарячими центральною областю (як передбачається, до 14 млн град) і сонячною короною (до 1 млн град). Теорія і цього пояснити не може.
Ці два факти наводять на думку, що має місце якийсь неврахований фактор. Припустімо, що для термоядерного синтезу, хай це і суперечить теорії, необхідний лише надзвичайно високий тиск, а не температура. У рамках цього припущення пояснюються обидва зазначені факти.
Зростання тиску нерозривно пов'язане і зі зростанням температури, однак за надзвичайно швидкоплинного процесу — детонації термоядерного заряду, існує надзвичайно короткий проміжок часу запізнення температурного зростання, коли речовина переходить у конденсований стан. Припустімо, що саме в цей момент, коли тиск досяг максимальних значень, а температура лише почала зростати, і відбувається реакція злиття ядер. І тільки після цього відбувається зростання температури до мільйонів градусів, яке не тільки не сприяє реакції, а, навпаки, припиняє її.
Якщо це припущення відповідає дійсності, то легко пояснюється сонячна температурна аномалія — ядро зорі холодне, і лише завдяки наявності такого «холодильника» і відбувається повільна термоядерна реакція, на межі холодних і гарячих середовищ. Версії про наявність у Сонця холодного ядра висловлювалися вже не раз, а думка, що термоядерна реакція відбувається в центрі світила, ставиться під сумнів рядом наукових даних.
З цього погляду легко пояснюються тривалі десятиліттями невдачі в оволодінні термоядерною енергією. Усі сьогоднішні досягнення на цій ниві — по суті своїй такі самі, але в значно менших обсягах, термоядерні вибухи. В експериментах не відбулося нічого схожого на повільний термояд при температурах у мільйони градусів.
Так, це суперечить теорії, згідно з якою для зближення ядер сили електростатичного відштовхування можна подолати лише за допомогою надвисоких температур, однак без останніх цілком змогли обійтися італійські фізики Серджо Фокарді та Андреа Россі, яким вдалося здійснити трансмутацію нікелю в мідь при температурі менше 1000 град. Їхній результат так само не вписується в загальноприйняту теорію.
Яким може бути пояснення цієї невідповідності теорії й практики? Відомо, що різнойменні заряди обмінюються віртуальними фотонами, причому цей обмін відбувається суто «тет-а-тет». Важко повірити, але іншого пояснення просто немає - віртуальний фотон заздалегідь «знає», де опиниться в просторі «пункт прибуття». Природу такої його "прозорливості" нам ще належить зрозуміти. Віртуальний фотон має від'ємний імпульс і тому не відштовхує, а притягує різнойменні заряди.
Однойменні заряди випускають реальні фотони і відштовхуються між собою, при цьому останні не мають заздалегідь визначеного «пункту прибуття» і спрямовуються до найближчого на момент випускання однойменного заряду, «не беручи до уваги», що і той не стоїть на місці. Завдяки такій «безтурботній стрільбі» фотони часом шукають свою «ціль» мільярди років.
Уявімо собі ситуацію, коли два однойменних заряди обмінюються реальними фотонами виключно між собою, тобто способом, характерним для віртуальних фотонів. Чи не з'явиться замість відштовхування сила притягання? Електрони куперівської пари мають однойменний заряд і повинні випускати в напрямку один одного реальні, а не віртуальні фотони, однак при цьому вони не відштовхуються між собою. Уся справа у виключно парному обміні, «тет-а-тет».
Новозеландський фізик Джон Лекнер з Університету королеви Вікторії у Веллінгтоні показав, що однойменно заряджені металеві сфери, якщо їхні розміри значно перевищують відстань між ними, не відштовхуються, а притягуються. Лекнер також зазначає, що він не перший, хто помітив це явище. Залишилися записи вченого, який придумав блискавковідвід для кораблів - Вільяма Сноу Харріса, який зазначає, що в його дослідах із зарядженими дисками «відштовхування іноді цілком зникало і змінювалося притяганням».
Ще один аргумент на користь цієї версії - у сильній взаємодії не беруть участь протони з антипаралельною орієнтацією спіну. За таких умов обмін фотоном неможливий, і зближення не відбувається.
Тепер повернемося до термоядерного синтезу. Щоб досягти умов, за яких імовірність подібного обміну реальними фотонами різко зростала б, необхідно дотримати трьох умов. Максимальне скорочення відстаней між ядрами, мінімальна температура як відображення величини відносних швидкостей і низький рівень ентропії: фотон повинен "потрапляти" саме туди, куди і був "спрямований". Ці умови якраз відповідають прикладам термоядерних реакцій, наведеним вище. Зі зростанням температури процес парного обміну стає неможливим, і реакція синтезу припиняється.
Якщо висловлене вище припущення правильне, то з надією на невичерпне джерело енергії поки що доведеться попрощатися (рано це зрозуміють чи пізно), а величезним коштам, які люди витрачають на безнадійну затію, знайшлося б і більш підхоже застосування. Далеко не всі закони природи ми пізнали, але закони Мерфі засвоїли твердо — наполегливі спроби здійснення керованого «гарячого» термоядерного синтезу триватимуть ще не одне десятиліття.
Юріков Ю. М.