|
Global Lithuanian Net: san-taka station: |
|
Šaltoji branduolių sintezė
Ji vėl dienotvarkėje, nors kaip ir nebuvo išnykusi nuo 1989-ųjų JAV karinėse laboratorijose ir kitur buvo atlikta šimtai eksperimentų, tiriant, ar kambario temperatūroje vykdant atomines reakcijas galima gauti daugiau energijos nei jos sunaudojama. Daug mokslininkų tuo tiki. Ir viltims pasiteisinus, išnyktų didesnioji pasaulio energetikos problemų. Elektros gamyba galėtų būti decentralizuota. Kiekvienas namas galėtų būti apšildomas arba vėsinamas ir apsirūpinti elektros energija panaudodamas vandens atmainą kaip kurą. Net automobiliai galėtų būti varomi šaltosios branduolių sintezės jėgainių. Išnyktų naftą deginančios elektrinės, didinančios šiltnamio efektą. Tuo labiau, kad šaltoji branduolių sintezė nesukelia žymesnio radiacijos padidėjimo ir nereikia laidoti radioaktyvių atliekų. Tai galėtų būti pigios ir švarios, praktiškai neišsenkančios energijos šaltinis.
18 branduolinės fizikos mokslininkų, elektro-chemikų ir kietojo kūno fizikų išnagrinėjo Hagelstein pateiktą medžiagą. Ruošiant 2004 m. gruodžio mėn. ataskaitą nuomonės pasidalijo beveik po lygiai. Specialistai nurodė nemažai netikslumų tyrimų metoduose ir duomenų interpretacijoje. Tačiau net skeptikai pažymėjo, kad reikalingi tyrimai, norint tiksliai nustatyti. Tai padidino šaltosios branduolių sintezės šalininkų optimizmą. Branduolinę energiją galima panaudoti dviem būdais. Iš vienos pusės, sunkiems branduoliams skylant į dalis, kaip kad uranas panaudojamas branduoliniuose reaktoriuose ar atominėse bombose. Tai pasiekiama prisotinant neutronais uraną ar plutonį ir taip šiuos padarant nestabiliais. Nestabilus branduolys skyla ir išlaisvina dar daugiau neutronų užtikrindamas grandininę reakciją. Šis procesas palieka labai radioaktyvias atliekas. Be to urano atsargos žemės plutoje yra ribotos. Iš kitos pusės, susijungiant lengviems branduoliams, kaip kad deuterio ir tričio branduoliams termobranduoliniuose reaktoriuose ar bombose. Panaši reakcija vyksta Saulėje ir kitose žvaigždėse. Jungiantis dviems atomams reikia nemažai energijos, kad būtų įveiktas elektromagnetinis atostūmis. Tačiau susijungusio branduolio masė būna gerokai mažesnė nei pradinių dviejų. Masės skirtumas virsta energija (kaip išpranašavo Einšteinas) ir lygus mc2 (kur m yra masės pokytis, o c - šviesos greitis). Tradicinėje karštojoje branduolių sintezėje du deuterio ar tričio branduoliai suduriami didele jėga. Tai lygi temperatūros didėjimą ir ji pakyla tiek, kad jokia medžiaga negali jos atlaikyti. Tai galima išlaikyti tik erdvėje naudojant magnetinį lauką. Tad iki šiol nepavyksta sukurti pramoninių termobranduolinių reaktorių. Terminą "šaltoji branduolių sintezė" (Cold fusion) pirmasis panaudojo Paul Palmer 1986 m., kai tyrė "geo-sintezę" arba branduolių sintezės galimybę žemės plutoje. Vėliau jis panaudotas 1989 m. Fleischmann-Pons eksperimentui. Šaltoji branduolių sintezė teigia: panardinus paladžio elektrodus į sunkųjį vandenį, sudarytą iš deguonies ir vandenilio izotopo deuterio, galima gauti didelį energijos kiekį. Tarp elektrodų atsiradus įtampai, deuterio branduoliai turėtų judėti link paladžio molekulių. Taip būtų galima įveikti natūralų molekulių atostūmį ir priversti susijungti branduolius, kas išskirtų papildomą energiją. Dar 19 a. buvo nustatyta paladžio (o vėliau ir titano) savybė absorbuoti vandenilį. 3 dešimtm. F.Paneth ir K.Peters paskelbė vandenilį transformavo į helį kambario temperatūroje naudojant smulkintą paladį, bet vėliau pripažino, kad helis buvo iš oro arba naudotų indų. 1927 m. J.Tandberg sakėsi sintezavęs helį iš vandenilio elektrolite naudodamas paladžio elektrodus. Martin Fleischmann ir Stanley Pons 1989 m. kovo 23 d. surengė spaudos konferenciją, kurioje paskelbė atradę "šaltąją branduolių sintezę". Jie teigė, kad į stiklinį indą su sunkiuoju vandeniu, kuriame buvo ištirpdę kažkiek ličio druskų, įmerkė platinos ir paladžio elektrodus ir paleido elektros įtampą. Jie sakėsi gavę šilumos kiekį, 4-10 kartų didesnę, nei sunaudota elektros energija. Jokia cheminė reakcija negalėjo pagaminti tokio šilumos kiekio. Savo spaudos konferencija jie pažeidė tradiciją, kai atradimai paskelbiami "Nature" žurnale. Tačiau šis atradimas išėjo iš chemijos mokslo (ir bet kokio kito) ribų ir galėjo būti ištirtas nebent branduolinės fizikos specialistų, tačiau šie buvo "karštosios" branduolių sintezės šalininkai. Pirmasis palaikymo signalas atėjo Kalifornijos un-to profesoriaus Robert Huggins, naudojusio paprastą vandenį ir gavusį 50% daugiau energijos nei buvo sunaudota elektros. 1989 m. balandžio mėn. Amerikos chemijos asociacijos kas-pusmetinis susirinkimas vyko Dalase. Čia S.Pons galėjo pristatyti eksperimento svarbią detalę. Baterijai veikiant 10 valandų, Pons aptiko gama spindulius. Išjungus įtampą, gama spinduliai pradingo. Tąkart Pons naudojo tritį. Jis mano, kad grandinė generavo apie 10 tūkst. neutronų per sekundę. Tai gerokai daugiau, nei kuria natūralus fonas, tačiau milijonus kartų mažiau, nei galima tikėtis iš branduolių sintezės ir tai pagrindinis trukdis pripažinti reiškinį. Tada reikalai pakrypo į blogą pusę. Iš visų pusių pasipylė pranešimai, kad rezultatų nepavyksta pakartoti. Gegužės pabaigoje MIT paneigė rezultatus (tik vėliau paaiškėjo, kad MIT "pakišo" skaičius). Mokslininkai pradėti kaltinti rezultatų suklastojimu, jų reputacija sutepta, jie išėjo iš laboratorijos ir dingo iš akiračio. Tačiau nuo to laiko buvo rasta 13 skirtingų būdų inicijuoti reakciją ir visame pasaulyje gauti tam tikri efektai. Šaltoji branduolių sintezė buvo naudota literatūroje ir mene:
Martin Fleischmann gimė 1927 m. ir 1989 m., skandalingo pranešimo metu, dirbo Jutos universitete. 1992 m. jis su S.Pons persikėlė į Prancūziją ir dirbo IMRA laboratorijoje. Jų keliai išsiskyrė 1995 m., kai Martinas grįžo į JAV, Southampton universitetą. Būtent ten Stanley Pons 1978 m. apgynė daktaro disertaciją. Išsiskyręs su M.Fleischmann, jis pasiliko pietų Prancūzijoje. Papildoma literatūra:
Papildomai skaitykite:
|
Tačiau JAV energetikos departamentas (DOE) 1989 metų lapkritį paskelbė, kad elektro-
chemikų Martin Fleischmann ir Stanley Pons rezultatai negali būti atgaminami, todėl, matyt,
nėra teisingi. Bet po 10-osios tarptautinės šiai temai skirtos konferencijos, Hagelstein ir kt.
manė, kad tyrimai gerokai pasistūmėjo ir atėjo laikas atnaujinti įvertinimus. DOE direktoriaus
padėjėjas mokslo reikalams James Decker sutiko.
