Как сообщил журнал Nature, эстафету по "холодному" термояду приняли сотрудники иллинойского университета (г. Урбана-Шампэйн) Кен Суслик (Ken Suslik) и Дэвид Флэнниган (David Flannigan). Они сумели достичь сонолюминисценции с необычно яркими вспышками света — настолько яркими, что они хорошо видны невооруженным глазом. Измерения, проведенные американскими химиками, показали, что температура в пузырьках достигает 15 тыс. градусов Цельсия — что в несколько раз выше, чем на поверхности Солнца (? — прим. ред.).
«Наши результаты не являются ни подтверждением, ни опровержением заявлений Талейархана о протекании реакции синтеза, — отметил он, подчеркнув при этом, что обязательным условием протекания реакции ядерного синтеза является наличие плазмы. — В нашей статье впервые со всей определенностью показано, что в данном процессе образование плазмы возможно».
Ученые воздействовали ультразвуковыми волнами частотой от 20 кГц до 40 кГц, находящимися за пределами чувствительности слуха человека, на концентрированную серную кислоту, содержащую газ аргон. Звуковые волны приводили к образованию в жидкости областей, в которых давление менялось с высокого на низкое с высокой частотой.
В результате этого микроскопические пузырьки газа то увеличивались в размерах, то «схлопывались». При этом скорость изменения давления была столь высока, что пузырьки буквально «взрывались» под воздействием так называемой акустической кавитации, в результате чего вещество в микроскопической области нагревалось до сверхвысоких температур. Вещество ионизировалось, а при возвращении в исходное состояние накопленная энергия высвобождалась в виде вспышки
Признаком наличия плазмы стало бы обнаружение наличия ионизированных молекул кислорода. Простой нагрев вещества привел бы сначала к разрыву связей между атомами в молекуле, и лишь затем — к их ионизации. Именно такие ионы и были обнаружены — Суслик и Фланниган утверждают, что образоваться они могли лишь при соударении с высокоэнергетичными электронами или другими ионами в горячем плазменном ядре.
Неудача предыдущих экспериментов с измерениями сонолюминисценции, вызванной акустической кавитацией, была связана с тем, что они проводились в воде, и львиная доля энергии поглощалась молекулами водяных паров. Серная кислота, использованная Сусликом и Фланниганом, намного менее летуча, чем вода, вследствие чего газовые пузырьки состояли практически из одного аргона с малой примесью молекул кислоты. А поскольку аргон существует в атомарном состоянии, энергия не расходовалась на разрыв этих связей либо возбуждение колебаний.
Излучение света пузырьками под воздействием ультразвука
В результате оказалось, что пузырьки газа в серной кислоте под воздействием сонолюминисценции вызывают свечение в 2700 раз более интенсивное, чем пузырьки в воде. Это позволило провести измерения температуры в пузырьках с намного более высокой точностью, чем прежде.
С важным достижением американских ученых проблема промышленного производства дешевой и чистой энергии, смутно маячившая вдалеке, начинает обретать реальные очертания. Сама задача из чисто физической приобрела внезапно «химическое» измерение — так, ученые из группы Суслика уже сегодня используют акустическую кавитацию для того, чтобы инициировать определенные химические реакции. Они полагают, что им удастся увеличить выделяемую пузырьками энергию за счет подбора наиболее подходящих для этой цели газов и жидкостей.
Комментарий: Пожалуй тут даже нечего комментировать. Нет, "проблема промышленного производства дешевой и чистой энергии", вместо приобретения "реальных очертаний", вообще перестала маячить. Сами исследователи уже осторожно говорят только о наличии плазмы в пузырьках. Но дело то ведь не в плазме, плазму мы имеем, например в люминесцентных лампах, горящих над нашими головами. Дело в температуре плазмы. Есть некоторая разница между необходимыми 10 млн. градусов и достигнутыми 15 тыс. тех же градусов. А вот использование группой Суслика акустической кавитации для инициации химических реакций уже представляет вполне практический интерес.
Внесла свою лепту и группа из университета Пердю (штат Индиана) под руководством Йибан Сюй (Yiban Xu) и Адама Батта (Adam Butt). Они утверждали, что механизм сонолюминисценции действительно приводит к протеканию ядерной реакции синтеза. Об этом свидетельствовали образующиеся в ходе реакции нейтроны.
Как сообщал сайт Optics.org, Сюй и Батт поставили лабораторный эксперимент с использованием той же самой тестовой ячейки, которую использовал Талейархан, однако в качестве источника нейтронов применили Калифорний-252. Его преимущество заключается в том, что он является непрерывным, а не импульсным, источником нейтронов.
Ацетон, в котором водород был заменен его тяжелым изотопом дейтерием, подвергался воздействию нейтронного потока и ультразвуковых волн. Были зарегистрированы нейтроны энергии 2,5 МэВ — характерного признака протекания реакции синтеза двух ядер дейтерия, а также образование в жидкости еще более тяжелого радиоактивного изотопа водорода — трития. При использовании обычного ацетона ни того, ни другого признака не наблюдалось.
Скептиков переубедить пока не удается — так, Аарон Еалонски (Aaron Galonsky) из университета штата Мичиган полагает, что нейтронные импульсы, наблюдавшиеся группой ученых из университета Пердю, вызываются гамма-излучением энергией 2,2 МэВ, возникающим при торможении нейтронов источника до тепловых энергий и их захватом парафиновыми стенками камеры.
Комментарий: Итак, вместо импульсного источника нейтронов, был применен непрерывный. Интересно, а вообще без источника нейтронов нельзя обойтись?
И снова Рузи Талейархан (Rusi Taleyarkhan), но уже из университета Пердью (штат Индиана), куда переместилась его группа (см. выше — прим. ред.). На этот раз ученые обошлись без использования внешних источников нейтронов вообще — пузырьки образовывались в среде, состоящей из смеси бензола с урановой солью и жидкого ацетона, в котором нормальные атомы водорода были заменены дейтерием. В процессе спонтанного деления ядер урана образуются альфа-частицы, которые также могут инициировать образование пузырьков. Тем не менее, их легко отличить от нейтронов.
«В этом эксперименте используются три независимых нейтронных детектора и детектор гамма-лучей», — сообщает Талейархан и добавляет, что результаты, полученные с помощью этих четырех инструментов, доказывают, что в эксперименте происходит реакция синтеза. Хотя уран также может испускать нейтроны в ходе реакций расщепления, Талейархан утверждает, что они характеризуются иными энергиями, что позволяет без труда отделить эти нейтроны от тех, что выделяются при слиянии двух ядер дейтерия, сообщает Nature.
Экспериментальный реактор пока выдает энергии меньше, чем потребляет на поддержание реакции синтеза, и поэтому пока не может использоваться для генерации мощности. Но между тем, уже сейчас такой реактор способен стать дешевым источником нейтронов, необходимых для анализа структуры материалов. Результаты проведенных исследований будут опубликованы в журнале Physical Review Letters в ближайшее время.
Комментарий: Похоже, что без какого-то источника нейтронов все-таки не обойтись, в этом случае их излучала какая-то соль урана. Не совсем понятно в отношении последнего абзаца: на входе источник нейтронов и на выходе их же получают. А в чем достижение? Но пусть с этим разбираются физики.
И, наконец самое свежее сообщение на тему "холодного термояда". На этот раз нет никаких пузырьков и акцент перенесен с возможности термоядерного синтеза на возможность легкой генерации нейтронов: "Новый реактор пока еще не позволяет вырабатывать энергию, однако является чрезвычайно удобным, компактным и неэнергоемким управляемым источником нейтронов". Фактически устройство, разработанное исследовательской группой под руководством Сета Паттермана (Seth Putterman), представляет собой настольный ускоритель элементарных частиц оригинальной конструкции. В его основе — два пироэлектрических кристалла, создающих электрическое поле высокой напряженности при нагревании либо охлаждении. Рабочая камера с кристаллами заполнена газом дейтерия — тяжелого изотопа водорода, ядро которого состоит из протона и нейтрона.