Знание-сила, 1997 № 09 (843) - страница 19

Фото В. Бреля

Каналы термоядерной реакции слияния двух дейтронов

Ячейка холодного ядерного синтеза

Еще за пару лет до этого ни один более или менее грамотный физик не стал бы слушать ничего подобного, ведь такого просто не может быть! Всякому физику хорошо известно, что атомные ядра имеют положительный электрический заряд и поэтому отталкиваются друг от друга, как если бы между ними были вставлены упругие пружинки. Сблизиться они могут лишь «с разбегу», когда одно из них разогнано мощным электромагнитным полем ускорителя, когда ядра движутся с большими скоростями, или внутри высокотемпературной плазмы, например в пламени атомного взрыва или в огромном «Токамаке». Но чтобы при комнатной температуре... Простой расчет с помощью «школьного» закона Кулона убеждает в том, что такое невозможно!

Однако природа хитра на выдумки. Кто бы, например, мог подумать, что высокотемпературной сверхпроводимостью, которую долго искали в различных, самых экзотических соединениях и сплавах, обладает металлокерамика, которую можно «испечь» в простенькой учебной лаборатории?! Ошарашенные этим открытием физики готовы были поверить, что и с термоядом может быть нечто подобное — в силу какой-то не понятной нам пока игры межатомных сил в жидкостях или в твердых кристаллах, где присутствует большое количество отрицательно заряженных электронов, могут сложиться условия, при которых происходит частичная компенсация сил электрического отталкивания и реакция слияния ядер может происходить при меньших энергиях, чем в газообразной плазме «Токамака». Сенсационное открытие высокотемпературной сверхпроводимости побудило физиков быть осторожными, тем более что с межатомными силами в твердых телах иногда действительно происходят неожиданные «чудеса». Доказали же ведь опыты дубненских физиков, что не имеющий электрического заряда маленький кристаллик, если расположить его подходящим образом, отклоняет «упругий» пучок высокоэнергетических частиц так же, как мощная многотонная электромагнитная линза... Электрические поля внутри сложных кристаллических структур скрывают еще немало сюрпризов.

Конечно, ни один из законов физики при этом не нарушается. Просто находятся обходные пути, на которых эти законы, образно говоря, гасят друг друга. Такие «хитрые» случаи редки, но иногда все же бывают. Так, может, в холодном термояде мы как раз и встречаемся с такой необычной ситуацией?

Два химика из университета Юта, Стэнли Понс и Мартин Флейшман, пытались использовать процесс электролиза. Чуть-чуть подкисленную воду, куда опускаются подключенные к элеюрической цепи электроды, они заменили тяжелой, в которой атомы водорода замещены атомами его тяжелого собрата дейтерия. При прохождении электрического тока положительно заряженные ионы дейтерия — дейтроны — устремляются к отрицательному электроду, бомбардируя его поверхность и проникая «с разбега» в его внутренние слои.

Казалось бы, незатейливый, почти школьный эксперимент. Вот только в качестве электрода использовалась пластина благородного, похожего на золото и платину металла палладия, и не простая, а тоже пропитанная дейтерием. Палладий обладает замечательной способностью растворять в себе водород и дейтерий — впитывать их, как губка воду. Своего рода корзина для атомов дейтерия! При этом их число может стать сравнимым с числом атомов самого палладия и даже большим. Расталкивание кулоновских сил «усмиряется» экранирующим действием отрицательно заряженных «облаков» электронного газа, заполняющего пластину палладия, как и любое твердое тело. Атомы дейтерия располагаются там так тесно, что если сравнить с плазмой, то для того чтобы их так сжать, потребовалось бы фантастически огромное давление.

Бомбардирующие дейтроны сближаются с плотно заполняющими палладиевую пластинку атомами дейтерия и, можно надеяться, подходят к ним на значительно меньшие расстояния, чем в газообразной плазме. А это означает, что некоторые пары будут вступать в ядерные реакции и сливаться в тяжелый изотоп водорода тритий (он состоит из протона и двух нейтронов) или в ядро гелия. При этом, как нетрудно подсчитать, выделится значительная энергия. В первом случае ее унесет оставшийся лишним нейтрон, а в случае гелия — родившийся гамма-квант. Эта энергия пойдет на разогрев окружающего вещества.