Термоядерная звезда в колбе жжёт сильнее солнца
Два американских физика в первый раз замерили температуру в центре схлопывающихся пузырьков газа в жидкости. Полученные эти возобновляют робкую надежду на пресловутый «термояд» в стакане.
Действительно, кое-какие уверены в том, что таковой ядерный синтез в далеком прошлом осуществлён.
Но, Кен Саслик (Ken Suslick) и Дэвид Флэнниган (David Flannigan) из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign), каковые подлили масла в пламя в этом случае, на термоядерный синтез и не замахиваются.
Но обо всём по порядку. Явление сонолюминесценции известно в далеком прошлом. Сущность его в том, что при прохождении ультразвука через жидкость (при последовательности условий) волны плотности приводят к явлению сродни кавитации – стремительный рост и стремительное же схлопывание миниатюрных пузырьков газа, растворённого в данной жидкости, или – пара самой жидкости.
По некоторым данным, стены этих пузырьков устремляются навстречу друг другу со скоростью до полутора километров в секунду, а ударная волна разогревает газ в до… Вот тут начинаются разночтения.
Кое-какие экспериментаторы рапортуют о миллионах градусов а также о достижении ядерного синтеза в пузырьках. Но споры около таких «открытий» идут весьма жаркие и несколько год, увидим.
Об этом чуть ниже, а до тех пор пока – о новой работе.
Облако коллапсирующих пузырьков, испускающих свет, в опыте Саслика (фото с сайта nature.com).
Саслик и Флэнниган говорят, что сделали запись самых интенсивных вспышек света, когда-либо видимых в таких пузырьках (и видимых несложным глазом) и в первый раз подробно замерили всё, что происходило в.
Коллапсирующие пузырьки газа в их установке развивали температуру более 15 тысяч градусов Цельсия. Наряду с этим образовывалась плазма.
Исследователи применяли звуковые волны с частотой 20-40 килогерц, направленные на сосуд с концентрированной серной кислотой, содержащей аргон.
Сверхбыстрое колебание давления в жидкости приводило к росту и коллапс пузырьков. Их высокая температура была способна отделять электроны от их «родных» атомов.
Подтверждение существования в сосуде плазмы содержится, в числе другого, в обнаружении в том месте ионизированных молекул кислорода (O2+).
Некоторый процесс должен был удалить электрон из молекулы, не нарушая химическую сообщение двух атомов. Само по себе нагревание разбило бы молекулу на два отдельных атома, соответственно, рассуждают авторы работы, кислород был ионизирован, в то время, когда столкнулся с электронами высокой энергии либо вторыми ионами в тёплом аргоновом плазменном сгустке.
Принцип сонолюминесценции (иллюстрация с сайта nature.com).
Из-за чего аргон? Прошлые подобные испытания проводились с водой и постоянно «загонялись в угол» тем фактом, что большинство энергии сонолюминесценции поглощалась молекулами пара.
Но серная кислота намного тяжелее испаряется, чем вода, и потому пузырьки в установке Саслика содержали весьма мало серной кислоты, а состояли полностью из аргона.
Аргон же фактически не поглощает энергию – тут нет химических связей, талантливых «ломаться» под действием температуры.
В следствии коллапсирующие пузырьки выделяли в 2,7 тысячи раза больше света, чем подобные пузыри в воде.
Из-за чего эта работа серьёзна? Возвратимся мало назад. В 2002 году несколько исследователей во главе с физиком Рузи Талейярханом (Rusi Taleyarkhan), трудящимся тогда в американской национальной лаборатории в Окридже (Oak Ridge National Laboratory), утверждала, что их подобный опыт с сонолюминесценцией сопровождался реакциями синтеза.
Кстати, в той работе учавствовал академик РАН Роберт Нигматулин. Он сотрудничает с Талейярханом и по сей день – в том же самом направлении.
Увидим, Талейярхан, кроме этого применял не воду, а, в случае если так возможно сообщить, «тяжёлый ацетон», другими словами — ацетон, в котором все атомы водорода заменены на дейтерий.
Шум около той работы закончился, однако, непризнанием «синтеза в стакане» большинством сотрудников Талейярхана.
Пускай обращение и не шла о скандальном «холодном термояде», что пара лет назад не сходил с первых полос газет. Здесь-то были заявлены в полной мере «термоядерные» температуры.
Действительно, снова – на несложном лабораторном столе, в «несложной» пробирке. «Ну, как возможно в это поверить?» – рассуждают иные оппоненты первооткрывателей.
Вот история и повторилась: ядерный синтез «в стакане ацетона» помой-му был, но почему-то другие лаборатории, пробовавшие повторить опыт – его не подтверждают.
Талейярхан, кстати, облучал собственную установку ещё и нейтронами. И регистрировал вторичное излучение, как он утверждает, хорошее от легко излучения отражённого.
Да, а ещё он обнаруживал в установке тритий.
Схема установки Талейярхана (иллюстрация с сайта inventors.about.com).
Нейтроны необходимы были вот для чего. Они оказывали влияние на рост пузырьков так, что пузырьки образовывались весьма мелкие – диаметром в нанометры, вместо микронов в других опытах с сонолюминесценцией.
Размеры-то были меньше, но скорость их схлопывания – многократно выше, соответственно – выше и температура, впредь до той, при которой вероятны реакции ядерного синтеза.
Рузи продолжает эти испытания и сейчас, говорит – усовершенствовал способ. Об этом, очевидно, знает и Саслик, но с опаской говорит, что его работа не подтверждает и не опровергает претензии Талейярхана на термояд в стакане.
Но реакция синтеза, так или иначе, требует наличия плазмы – а опыт Саслика совсем обосновывает, что она в таких условиях образуется.
Команда Саслика применяет на данный момент звуковую кавитацию, дабы проводить разные химические реакции. Учёный сохраняет надежду расширить количество энергии, выпущенной пузырьками плазмы, подбирая состав – различные смеси газов и жидкостей.
Так что, возможно, мечта о неограниченном источнике энергии из пробирки – не столь уж антинаучна.
