последние новости

Шестидесятилетний научный блеф ибо термоядерная плазма может быть только «чёрной».

Шестидесятилетний научный блеф ибо  термоядерная плазма может быть только «чёрной».
СТАТЬИ

Игорь Острецов действительный член Академии геополитических проблем
В мае 1951 г. вышло постановление ЦК ВКП(б) и Совмина СССР об организации работ по управляемому термоядерному синтезу. В 1954 году в Институте атомной энергии был построен первый в мире токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками) . Именно этот принцип удержания плазмы в термоядерном реакторе используется и в современном международном проекте ITER в Кадараше (Франция). Но насколько серьезно изобретение? С пятидесятых годов токомаки в мире стали плодиться, как кролики. А где же дешевая энергия для всех?

1945 году И.И. Гуревич, Я.Б. Зельдович, И.Я. Померанчук и Ю.Б. Харитон подготовили доклад „Использование ядерной энергии лёгких элементов“, который был заслушан на двенадцатом заседании Технического совета Специального Комитета при Совете Народных комиссаров СССР 17 декабря 1945 года.

Доклад был посвящён возможности использования лёгких элементов, в первую очередь, дейтерия и трития в целях получения взрывных реакций и энергетических применений. Основные выводы, к которым пришли авторы доклада, сводились к следующим тезисам:

1. «В полном термическом равновесии значительная часть энергии превращается в излучение; это обстоятельство ограничивает равновесную среднюю энергию заряженных частиц величиной 5 — 15 КэВ, совершенно недостаточной для проведения быстрой ядерной реакции. Медленная ядерная реакция легких элементов, при средней энергии около 10 КэВ, практически невозможна по той причине, что отвод энергии излучением в ходе медленной реакции приведёт к быстрому падению температуры и полному прекращению реакции». Всё это полностью подтвердилось при попытках реализовать проект взрывного термоядерного устройства под названием «Труба», закрытого после пяти лет напряжённой работы, в котором предполагалось инициировать термоядерную реакцию в криогенной смеси дейтерия и трития с помощью ядерного взрыва. Совершенно очевидно, что и с точки зрения инициатора термоядерной реакции и плотности термоядерных реагентов, ситуация в проекте ИТЭР несоизмеримо хуже. Поэтому при плотности плазмы, характерной для проекта ИТЭР, невозможен нагрев абсолютно прозрачной плазмы изотопов водорода до температур в десятки и сотни килоэлектронвольт. При таких температурах, как учат ещё на втором курсе хороших ВУЗов, основная доля энергии сосредоточена в излучении. Поэтому плазма, в которой возможна термоядерная реакция, принципиально должна быть «чёрной». Как известно, одной из основных проблем при создании термоядерных бомб была проблема запирания излучения на время развития реакции. В магнитных ловушках получают не термодинамически равновесную плазму, а ускоренные тем или иным способом моноэнергетические пучки частиц наподобие ускорителей частиц с той лишь разницей, что ИТЭР очень неэффективный ускоритель. Поэтому в экспериментах на магнитных ловушках наблюдаются и регистрируются энергии частиц только до 40 кэВ. Но при этом не получается максвелловского спектра энергий частиц при такой температуре, хотя допплеровская методика измерений вполне позволяет это зарегистрировать. Естественно, что при величине кулоновского барьера

Екул. ≈ zZ/А1/3 МэВ. ≈ 700 КэВ.

где, z,Z,- количество протонов в реагирующих ядрах, А-массовое число трития, синтез ядер дейтерия и трития невозможен даже при учёте уменьшения кулоновского потенциала за счёт дебаевского экранирования, поскольку в токомаках дебаевская длина достигает аж 10-4м., в то время как величина кулоновского барьера определяется размером ядра-мишени, т.е. ядра трития (в нашем случае примерно1,5х10-15м.).
Отсутствие максвелловского распределения по энергии в плазме означает отсутствие так называемого «горячего хвоста распределения», за счёт которого и идёт термоядерная реакция. Таким образом, температура пучков в ИТЭР гораздо ниже энергии частиц и совершенно недостаточна для инициирования термоядерной реакции именно из-за того, что плазма изотопов водорода является совершенно прозрачной.

2. «Для облегчения возникновения ядерной детонации полезно применение массивных оболочек, замедляющих разлет».

Именно это обстоятельство было одной из причин, по которой термоядерное горючее (Li6D) в термоядерных бомбах окружалось оболочкой, изготовленной из обеднённого урана, удерживавшей излучение развивающегося термоядерного взрыва в течение нескольких сотен наносекунд просто за счёт инерционности тяжёлого экрана. После этого времени никакие экраны или любые другие устройства (например, стенки того же ИТЭРа) не способны противостоять мощному излучению, источником которого является термодинамически равновесная плазма в этих условиях.

В середине 50-х в ядерном оружии нашло применение и другое устройство, в котором использовалась реакция слияния ядер дейтерия и трития. Это так называемые «нейтронные источники». Они в своё время резко увеличили эффективность ядерного оружия и, более того, сделали возможным регулирование мощности ядерного взрыва. Сегодня область применения этих устройств весьма широка. Смысл этих устройств в том, что ускоренные до энергий порядка сотен кэВ ядра дейтерия бомбардируют мишень, содержащую тритий. Далее происходит слияние этих ядер и выделяется энергия около 18 МэВ. Неплохой коэффициент усиления полученной энергии по отношению к затраченной: 18000:100=180. Плюс от воспроизведения сгоревшего трития с выделением примерно 5 МэВ дополнительной энергии на каждое воспроизведённое ядро, что делает общий коэффициент усиления в системе равным 230. Вот именно в это направление, насколько мы понимаем, сегодня руководители термоядерных исследований и пытаются тихонько перевести идеологию магнитных ловушек. Ведь нужны то всего дейтериевый пучок да тритиевая мишень.

Грустно лишь то, что мощных высокоэнергетических пучков, интересных для энергетических применений не получить, а в качестве крайне неэффективной, уменьшающей коэффициент усиления практически до нуля мишени предлагается использовать всего-то ИТЭР, стоимостью в десятки млрд. долларов. Мистика всё это и блеф. (Аналогичная ситуация и с гидродинамической ловушкой БИЯФа).

Называя вещи своими именами, мы должны сказать, что сегодня по существу негласно закрывается старое направление термоядерной энергетики, основанное на применении магнитных ловушек, и открывается новое направление пучкового синтеза изотопов водорода. Но в таком случае необходимо, как минимум, провести экспертизу нового направления.

Comments are closed.