Скандал в науке 80-х годов стал ключом к термоядерному синтезу будущего
Более 30 лет назад электрохимики Мартин Флейшман и Стэнли Понс заявили о достижении холодного термоядерного синтеза в обычной стеклянной банке. Они утверждали, что с помощью электролиза в тяжелой воде им удалось заставить атомы дейтерия сливаться внутри палладиевого электрода.
Если бы это оказалось правдой, человечество получило бы практически неисчерпаемый источник энергии размером с автомобильный аккумулятор, и неудивительно, что тогда эта новость произвела эффект разорвавшейся бомбы. Однако другие лаборатории не смогли повторить эксперимент, его результаты оказались ошибочными, и к концу 1989 года пузырь холодной термоядерной сенсации лопнул, а технология была полностью дискредитирована.
Теперь палладий возвращается в термоядерную физику, но уже в совершенно новом качестве. Ученые из Университета Британской Колумбии использовали этот металл для решения одной из ключевых проблем управляемого термоядерного синтеза — необходимости создания высокой концентрации дейтерия для запуска реакции.
Ученые создали мишень из палладия и обработали ее с двух сторон разными электрохимическими методами. С одной стороны они использовали специальный реактор под названием Thunderbird, который создавал плазменное поле и насыщал палладий дейтерием. С другой стороны мишени работала еще одна электрохимическая ячейка, которая добавляла дополнительный дейтерий.
Главное достижение заключается в том, что электрохимический подход позволил загрузить в палладий столько же дейтерия, используя всего один вольт электричества, сколько обычно удается загрузить под давлением в 800 атмосфер, создания которого требуют традиционные методы. Это колоссальная экономия энергии на подготовительном этапе.
Поскольку термоядерные реакции основаны на слиянии атомов дейтерия, такая «перезагрузка» палладия увеличила вероятность успешной реакции в среднем на 15%. Хотя эксперимент пока не дал чистого выигрыша в энергии, ученые считают, что открыли новый путь к практическому термоядерному синтезу.
Важно отметить, что в отличие от скандальных экспериментов 1989 года, новые результаты полностью воспроизводимы и подтверждены измерением нейтронного излучения — надежным индикатором термоядерной реакции, а не простым повышением температуры, на которое ошибочно ссылались в прошлом.
«Мы надеемся, что эта работа поможет вывести науку о термоядерном синтезе из гигантских национальных лабораторий на обычный лабораторный стол», — отметил профессор Кертис П. Берлингетт, ведущий автор исследования. «Мы смогли объединить ядерную физику, материаловедение и электрохимию, создав платформу, где можно систематически настраивать как методы загрузки топлива, так и материалы мишеней».
Разработка станет отправной точкой для множества дальнейших исследований. Ученые приглашают научное сообщество развивать и совершенствовать их метод в духе открытого и строгого научного поиска. Возможно, именно такой междисциплинарный подход, который объединяет достижения разных областей науки, приблизит человечество к заветной цели — созданию компактных и эффективных термоядерных реакторов.
