Содержание
Как будет работать двигатель на термоядерном синтезе
Люди уже успели побывать на Луне, да и полет на околоземную орбиту уже не кажется чем-то из ряда вон выходящим. В космосе давно и прочно обосновалась Международная космическая станция. Тем не менее, если вы задумаетесь о размерах нашей Солнечной системы, не говоря уж о всей Вселенной, станет очевидно, что наши шаги в освоении межпланетного и межзвездного пространства — просто пешком под стол. Для того, чтобы слетать на Марс и другие планеты, которые находятся вне досягаемости обычных ракетных двигателей, NASA разрабатывает несколько дополнительных реактивных двигателей, в том числе и на энергии солнца.
В принципе, космический корабль с силовой установкой на термоядерном синтезе должен воссоздать те же типы высокотемпературных реакций, которые происходят в сердце солнца. Огромная энергия этих реакций вырабатывается двигателем и создает тягу. Используя этот тип двигательной установки, космический корабль может добраться до Марса всего за три месяца. Обычным ракетам понадобится по меньшей мере семь.
В этой статье вы узнаете, что такое синтез и что делает NASA для того, чтобы корабли с такими двигателями стали реальностью.
Что такое синтез?
Мы и наша планета во многом зависим от миллионов ядерных реакций синтеза, которые каждую секунду происходят внутри ядра Солнца. Без этих реакций у нас бы не было ни света, ни тепла, и, вероятнее всего, жизни. Термоядерный синтез происходит, когда два атома водорода сталкиваются и создают больший атом гелия-4, который испускает энергию в процессе этого.
Вот как происходит эта реакция:
- Два протона в совокупности образуют атом дейтерия, позитрон и нейтрино.
- Протон и атом дейтерия создают атом гелия-3 (два протона и один нейтрон) и гамма-луч.
- Два гелий-3 атома в совокупности образуют атом гелия-4 (два протона и два нейтрона) и два протона.
Синтез может происходить только в условиях крайне горячей среды, температура которой измеряется миллионами градусов. Звезды, состоящие из плазмы, представляют собой единственные природные объекты, достаточно горячие для создания реакции термоядерного синтеза. Плазма, которую часто называют четвертым состоянием вещества, представляет собой ионизированный газ, состоящий из атомов, лишенных некоторой части электронов. Реакция синтеза отвечает за создание 85 % энергии Солнца.
Высокий уровень тепла, необходимый для создания этого типа плазмы, приводит к тому, что ее нельзя заключить в контейнер из любого, известного нам вещества. Тем не менее, плазма хорошо проводит электричество, что позволяет удерживать, управлять и ускорять ее с помощью магнитного поля. Именно это легло в основу космического корабля с двигателем на основе синтеза, который NASA хочет построить в течение ближайших 25 лет. Давайте рассмотрим конкретные проекты двигателей на основе термоядерного синтеза.
Полет на энергии синтеза
Реакция термоядерного синтеза высвобождает огромное количество энергии, именно поэтому исследователи всячески пытаются приспособить ее к двигательной системе. Корабль на энергии синтеза мог бы серьезно вывести вперед NASA в гонке за Марс. Этот тип корабля может сократить время пребывания в пути на Марс более чем на 50 %, тем самым уменьшив вредные воздействия радиации и невесомости.
Строительство космического аппарата, летящего на энергии термоядерного синтеза, будет эквивалентно разработке автомобиля на Земле, который может ехать в два раза быстрее любого другого. В ракетостроении эффективность использования топлива ракетным двигателем измеряется его удельным импульсом. Удельный импульс означает единицу тяги на единицу пропеллента, потребляемого в течение времени.
Двигатель на синтезе может обладать удельным импульсом в 300 раз большим, чем обычные химические двигатели. Обычный химический ракетный двигатель обладает импульсом примерно 1300 секунд, что означает следующее: двигатель выдает 1 килограмм тяги на 1 килограмм топлива за 1300 секунд. Ракета на синтезе может обладать импульсом в 500 000 секунд. Кроме того, ракета на синтезе будет использовать водород как топливо, а значит, сможет пополняться при прохождении через космическое пространство. Водород присутствует в атмосфере многих планет, так что все, что будет нужно космическому аппарату для заправки, это погружение в атмосферу и набор топлива.
Ракеты на синтезе могут обеспечить более длительную тягу, в отличие от химических ракет, топливо которых быстро выгорает. Считается, что движение на синтезе позволит быстро добраться в любую точку Солнечной системы и за два года осуществить поездку на Юпитер и обратно. Давайте рассмотри два текущих проекта NASA по созданию движения на синтезе.
Магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (VASIMR)
VASIMR представляет собой плазменную ракету, которая является предшественником ракет на термоядерном синтезе. Но поскольку ракеты на синтезе будут использовать плазму, исследователи многое узнают об этом типе ракеты. Двигатель VASIMR прекрасен тем, что создает плазму в экстремально горячих условиях, а после выталкивает, создавая тягу. Есть три основных типа ячеек в двигателе VASIMR.
- Передняя ячейка — пропеллент, обычно водород, вводится в ячейку и ионизируется, чтобы создать плазму.
- Центральная ячейка — ячейка действует как усилитель для дальнейшего нагрева плазмы электромагнитной энергией. Радиоволнами добавляют энергии плазме, как в микроволновой печи.
- Кормовая ячейка — магнитное сопло преобразует энергию плазмы в струю выхлопных газов. Магнитное поле используется для выброса плазмы и защищает космический корабль, чтобы плазма не коснулась оболочки. Плазма уничтожила бы любой материал, с которым вступила бы в контакт. Температура плазмы в сопле составляет 100 миллионов градусов Цельсия. Это в 25 000 раз горячее, чем температура газа, который выбрасывается из космического шаттла.
Во время миссии на Марс двигатель VASIMR постоянно бы разгонялся в течение первой половины путешествия, а после изменил бы направление и замедлялся бы вторую половину. Ракету на переменной плазме можно также использовать для позиционирования спутников на орбите Земли.
Движение на термоядерном синтезе с динамическим газовым зеркалом
Одновременно с VASIMR разрабатывается и система движения на синтезе с динамическим газовым зеркалом (GDM). В этом двигателе длинные тонкие мотки проволоки с током действуют как магнит, окружая вакуумную камеру, содержащую плазму. Плазма находится в ловушке магнитного поля, создаваемого центральной секцией системы. В каждом конце двигателя находятся зеркальные магниты, которые препятствуют слишком быстрому выбросу плазмы из двигателя. Разумеется, часть плазмы должна просачиваться и обеспечивать тягу.
Как правило, плазма неустойчива и ее сложно удержать, поэтому первые машины с таким механизмом давались очень сложно. Динамическое газовое зеркало позволяет избежать проблем неустойчивости, потому что построено длинным и тонким, поэтому магнитные линии выстраиваются по всей длине системы. Нестабильность контролируется тем, что позволяет определенному количеству плазмы протекать через узкую часть зеркала.
В 1998 году в рамках эксперимента было продемонстрировано, как GDM производит плазму в процессе работы системы впрыска плазмы, которая работает аналогично передней ячейке VASIMR. Она вводит газ в GDM и нагревает его микроволновой антенной, работающей на частоте 2,45 ГГц. Этот эксперимент проводится для подтверждения обоснованности концепции GDM. Исследователи также разрабатывают полноразмерную систему двигателя с этим механизмом.
Хотя многие передовые концепции двигателей NASA еще далеки от реализации, основа для двигателя на энергии синтеза уже заложена. Когда станут доступны другие технологии, которые сделают путешествие на Марс возможным, корабль с энергией синтеза придется как нельзя кстати. В середине 21 века поездки на Марс могут стать такой же рутиной, как и отправка еды на МКС.
ХОЛОДНЫЙ ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ — миф или реальность
ХОЛОДНЫЙ ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ или «холодный термояд» — предполагаемая возможность осуществления ядерной реакции синтеза в химических системах без значительного нагрева рабочего вещества. Известные ядерные реакции синтеза проходят при температурах в миллионы Кельвин.
Наверное, нет на свете другого научного направления, кроме исследований ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА, которое так напоминало бы чистое мошенничество и, которое, возможно, им не является. Хотя, конечно, без мошенников и сумасшедших здесь явно не обошлось.
После неудач в 1989 году и фальсификации результатов в 2002 «холодный термояд» прочно зарекомендовал себя как псевдонаука.
Однако с 2008 года, после публичной демонстрации эксперимента с электрохимической ячейкой Йосиаки Аратой (Yoshiaki Arata) из университета Осаки о холодном ядерном синтезе заговорили снова. Однако большинство химиков и физиков пытаются найти альтернативное (не ядерное) объяснение явления, тем более что информации о нейтронном излучении не поступало.
Скандал в истории создания ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА
История холодного термояда началась крайне подозрительно. 23 марта 1989 года два химика – профессор Мартин Флейшман (Martin Fleischmann) и его коллега Стенли Понс (Stanley Pons) — провели в своем Университете штата Юта пресс-конференцию, где сообщили о том, как они путем почти обычного пропускания тока через электролит получили положительный энергетический выход в виде тепла, и зафиксировали идущее от электролита гамма-излучение.
Это взорвало американскую прессу. Еще бы – термояд на письменном столе вместо серии громадных и дорогостоящих установок, которые приведут к этому термояду неизвестно когда. Это было похоже на сказку. Это была потрясающая удача.
Но одновременно это была первая и решающая ошибка исследователей. Ученым очень не нравится, когда их коллеги выступают перед СМИ с заявлением о своем открытии прежде, чем сообщение о нем будет опубликовано в специализированных научных изданиях. Это дурной тон, это нарушение раз и навсегда заведенного порядка, согласно которому сначала научное сообщество должно оценить открытие и решить, признавать его или не признавать научно доказанной истиной. На деле сегодня это выливается в юридически оформленное требование полного молчания о сути статьи, поданной в научный журнал, но еще не опубликованной.
А такая статья уже была послана Флейшманом и Понсом в Nature — один из самых главных научных журналов мира, который, как известно, кого попало у себя не печатает. А профессор Мартин Флейшман уже тогда был весьма уважаемым специалистом в электрохимии. Статья вышла в июне, когда шум вокруг открытия вовсю разгорелся. Джон Мэддокс, главный редактор журнала, в редакционной статье следующего, июльского, номера усомнился в реальности открытия и заявил, что Флейшман и Понс должны нести ответственность за то, что они преждевременно сделали его предметом общественного обсуждения.
Ученые, как правило, не заявляют публично о своем открытии, прежде чем оно пройдет научную аттестацию. Обычно так поступают авантюристы. Правда, в реальной жизни люди не всегда поступают обычно.
Тут же Флейшману и Понсу был нанесен следующий, сокрушающий удар. Исследователи из ведущих научных центров США — Калифорнийского и Массачусетского технологических институтов в деталях повторили этот эксперимент, и ничего такого не обнаружили.
С тех пор не только научное, но и практически все общество по этому поводу разделилось на две несогласные части. Одни уверены, что никакого ХОЛОДНОГО ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА нет и не может быть, что Флейшман и Понс просто-напросто смошенничали, а другие не верят в мошенничество и даже в то, что здесь была просто ошибка, и надеются, что найден наконец чистый и практически неисчерпаемый источник энергии.
Сторонники и противники ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА
Но даже если и не вспоминать, что вся эта история началась как-то подозрительно, она все равно словно бы просится в руки мошенников и сумасшедших изобретателей вечного двигателя из-за своего глобального значения для всего мира и самой сути открытия. Народы объединяют свои финансы, чтобы через 20-50 лет построить, наконец, термоядерную электростанцию, а тут, на письменном столе, в банке с электролитом пропустили ток — и сразу получили энергию. Такая простота завораживает. Любители погреть руки обожают такие научные прорывы и инновационные проекты, равно как и персоны с проблемами психического расстройства. В кругу сторонников холодного термояда можно увидеть и тех, и других.
И точно так же эта история просто настаивала, чтобы ее записали в анналы лженаучных историй. В самом деле, для того чтобы объединить два атома в один, нужно приложить огромную энергию для преодоления электрического отталкивания. Именно поэтому ИТЭР, Международный термоядерный реактор, который сейчас строится во французском городе Карадаше, будет соединять два самых легких в природе атома, которые могут дать положительный выход энергии — дейтерий и тритий, изотопы водорода. Для их слияния нужны температуры в сотни миллионов градусов и давление, которое до сих пор достигается только в звездах. Получается, ХОЛОДНЫЙ ТЕРМОЯД в принципе невозможен?
Однако среди тех, кто занимается холодным термоядом есть не только единичные случаи авантюристов и изобретателей вечного двигателя. Среди сторонников холодного термоядерного синтеза множество вполне нормальных и вменяемых исследователей, которых заинтересовал сам эффект. Дело в том, что эксперимент Флейшмана-Понса пытались повторить не только в элитных западных институтах, а и во множестве других мест, в частности и в России, и самое интересное в том, что иногда это получалось, а иногда — нет.
Невозможность воспроизведения экспериментального результата в науке подобна приговору. Не получалось повторить опыт и у самих исследователей – то есть эффект, то нет. Сначала никто не понимал почему, да и сейчас только подозревают причину. Человек, который в таких условиях продолжает настаивать на своей правоте, становится подозреваемым то ли в подтасовках, то ли в некомпетентности. Надо обладать мужеством, чтобы продолжать заниматься делом, за которое можно получить клеймо авантюриста и маргинального ученого.
Результаты без объяснений
Американский электрохимик Майкл Маккубре (Michael McKubre), который сейчас возглавляет Центр энергетических исследований при Стенфордском исследовательском институте, ХОЛОДНЫМ ТЕРМОЯДОМ занимается с 1989-года. Маккубре — один из немногих работающих в этой сфере, кто умудрился не только не испортить себе репутацию, но и чрезвычайно ее упрочить, главным образом, потому что не обещает золотых гор, и вообще весьма осторожен в высказываниях. По-видимому, это главный специалист по плохой воспроизводимости экспериментов с холодным синтезом. В интервью он заявил, что обычно экспериментаторы добиваются положительного эффекта в 5-10% случаев. «Но на самой последней экспериментальной установке, — говорит Майкл Маккубре, — нам удалось добиться примерно 75% воспроизводимости (всего на ней было проведено 23 эксперимента), так что прогресс налицо. Мы стали лучше понимать, какие условия требуются для того, чтобы добиться положительного эффекта, то есть получения избыточного тепла».
В своей экспериментальной установке для получения ХОЛОДНОГО ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА Майкл Маккубре использует дейтерий. До конца объяснить причину плохой воспроизводимости Маккубре пока не может. Не может он также объяснить причину, по которой ядра дейтерия (в тяжелой воде электролита) при контакте с палладиевым электродом могут производить избыточное тепло. По его мнению, там происходит следующее – «слегка ионизированные дейтроны проникают внутрь кубической решетки, в узлах которой находятся ядра палладия. Когерентный ансамбль этих дейтронов и производит тепло вместе с гелием-4. Вовлечены ли в этот эффект электроны решетки и сами ядра палладия, мы не знаем».
Противостояние сверху
Здесь мы подходим к очень тонкому моменту – люди, вовлеченные в исследования ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА, утверждают, что против этих исследований ведется активная и организованная война. Сводится она, главным образом, к публичным выступлениям, часто со стороны очень авторитетных или очень высокопоставленных ученых, где явно или неявно между ХОЛОДНЫМ ЯДЕРНЫМ СИНТЕЗОМ и «патологической» наукой ставится знак равенства, создавая тем самым у общества совершенно определенное, негативное отношение ко всему этому научному направлению.
Все началось, утверждают эти ученые, с эксперимента Флейшмана и Понса, который сначала признали ошибочным, а потом переквалифицировали в мошеннический. В результате государственные структуры очень редко соглашаются финансировать такие эксперименты – деньги на них приходят от частных лиц, крупных фирм и т.д. Похоже, единственное исключение из этого правила – Пентагон. Противники холодного термояда утверждают, что никакого сопротивления нет и в помине, а есть люди, упорствующие в своих заблуждениях, а то и в подтасовках, но за два десятилетия так и не сумевшие доказать свою правоту в виде стабильно повторяющегося и воспроизводимого физического эффекта.
Маккубре подтверждает наличие яростного противодействия попыткам развивать эксперименты по ХОЛОДНОМУ ТЕРМОЯДУ, но не понимает его причин. «Даже если бы мы заявляли о намерении конкурировать с «большой нефтью» или «большим углем«, — говорит он, — это не имело бы смысла. Даже если бы мы были неправы, все равно это не причина направлять на нас «большие пушки»». Маккубре не сомневается, что противодействие ХОЛОДНОМУ ЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ носит организованный характер, что оно действует на высоких уровнях, причем пока действует очень успешно.
Так это или не так, неизвестно. За два десятилетия об удачном и воспроизводимом получении холодного термояда ученые заявляли уже не один раз. В 2008-м году Рузи Талейархан за такое заявление лишился профессорского звания. Возможно, он и впрямь был мошенником, но тогда не совсем понятна судьба других заявлений.
Например, в феврале 2009 года физики из Центра боевых, космических и морских систем ВС США (Space and Naval Warfare Systems Center, SPAWAR) получили подтверждение «протекания термоядерного синтеза при ультранизких энергиях», громко заявили об этом, и с тех пор молчат, как будто бы ничего не было. Почти одновременно с заявлениями Талейархана группа японских физиков из Университета Осаки выступила с публичным заявлением (и публичной демонстрацией опыта) о том, что им, наконец, удалось справиться с невоспроизводимостью ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА, и с тех пор о них ничего не слышно.
ХОЛОДНЫЙ ТЕРМОЯД — мошенничество или удача?
Очередное сенсационное заявление итальянских ученых, случившееся недавно, по всей видимости, ждет та же судьба. Тогда профессор Университета Болоньи Серджио Фоккарди и некто Андреа Росси предъявили миру работающий и уже запатентованный реактор, который генерирует тепло мощностью в 10 киловатт за счет холодного синтеза. Было обещано также, что через год реактор будет доведен до состояния полной готовности к коммерческому использованию, а через 2-3 года – к массовому производству и что на этот счет уже имеются контракты с США и рядом стран Европы. Причем стоимость электроэнергии у такого реактора будет около 1 цента за киловатт-час.
Именно это заявление очень похоже на авантюру. Формально авторы не нарушили научного протокола, перед публичным заявлением они опубликовали статью о своем реакторе в научном журнале, правда, потом оказалось, что журналом управляют все те же Фоккарди и Росси. Вызвала сомнения также и личность обладателя патента Андреа Росси — быстро выяснилось, что и идею он украл у другого итальянского ученого, Франческо Пьянтелли (Francesco Piantelli) из Сиены, да и вообще имеет за плечами судимость за мошенничество. Любопытно, что разоблачительные факты были вскрыты сторонниками ХОЛОДНОГО ТЕРМОЯДА.
Любопытно также, что сам факт протекания реакции холодного синтеза разоблачителями не оспаривается, так что остается маленькая, хотя и очень-очень призрачная, надежда на то, что спустя пять лет реактор Фоккарди-Росси можно будет купить в магазине.
Если такое, вопреки очевидности, все же случится, это будет достойное завершение эпопеи ХОЛОДНОГО ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА. Дело, за которое Флейшман и Понс получили клеймо мошенников, будет благополучно завершено мошенниками же.
Стенли Понс, соавтор профессора Флейшмана и сотрудник его лаборатории в Университете штата Юта, в 1992-м году перебрался во Францию, где пытался получить ХОЛОДНЫЙ ТЕРМОЯД в лаборатории IMRA, финансируемой компанией «Тойота». В 1998-м эта лаборатория была закрыта после того как исследования, обошедшиеся в 12 млн. фунтов, не дали результатов.
Профессор Мартин Флейшман покинул США вместе с Понсом и до 1995-го года работал вместе с ним в одной лаборатории. В 1995-м году он перебрался в Великобританию, где успешно сотрудничал с национальными военными лабораториями Италии и США. Как ни странно, на его репутации скандал с холодным термоядом не сказался. Больше того, впоследствии он ее только упрочил, и одно время даже считался одним из виднейших электрохимиков мира.
Сейчас он живет в собственном доме близ Солсбери, где построил «улучшенный» вариант установки для получения холодного термояда. Его мучают болезнь Паркинсона и сожаления о прошедшем. «Я упустил свой шанс», — говорит Мартин Флейшман.
Реактор холодного ядерного синтеза с высоким КПД
В статье продемонстрирована работа миниатюрного реактора холодного ядерного синтеза и сделан расчёт его КПД.
Самые интересные ролики на Youtube
Пролог
Почему до сих пор мы используем традиционные источники энергии, когда уже много лет известны альтернативные источники сравнительно дешёвой энергии?
Причин этому масса, как то: экономические, технические и даже политические.
Но, начнём с самого начала.
Миллионы лет планета Земля с помощью всевозможных живых организмов перерабатывала углекислый газ в уголь, нефть и природный газ. Превращать все эти природный богатства обратно в углекислый газ оказалось сравнительно просто, достаточно было научиться использовать огонь. Собственно, этим человечество и занимается до сих пор.
По мере развития науки и техники, появились преобразователи энергии, позволяющие использовать энергию воды, солнца, ветра, геотермальных источников и даже энергию морских волн. Но все эти преобразователи имеют ряд недостатков, и главный из них — это зависимость от сил природы.
Попытки человечества обуздать энергию расщепляющегося атомного ядра до поры до времени имели успех, но оказались не менее опасными для природы, чем обычные тепловые электростанции.
Что же нас ждёт в будущем?
В далёком будущем, нас ждут новые технологии получения энергии с помощью реакторов, так называемого, холодного ядерного синтеза. А в ближайшем будущем, нас в этом плане не ждёт ничего хорошего.
Первое и основное препятствие этому – экономические интересы. Крупный капитал ведёт бизнес согласно своим стратегическим планам, в которых пока нет места для новых технологий. Глупо выводить деньги из бизнеса, когда доходы всё время растут, как на дрожжах.
Так что, пока стоимость нефти и газа не обвалится настолько, что добыча станет нерентабельной, не стоит ждать прорыва в области новых технологий производства энергии. Но, цены вряд ли обвалятся, так как ресурсы всё время истощаются, а это напротив подстёгивает рост цен.
Почему учёные не занимаются исследованиями в этом направлении?
Учёные занимаются исследованиями в том направлении, на которое выделятся средства.
Например, миллионы долларов выделяются каждый год на разработку новых препаратов для лечения рака. Но, средства выделяют крупные фармацевтические компании, которым нужно сбывать лекарства больным раком, а не излечивать пациентов, тем самым разрушая свой хорошо отлаженный бизнес.
То же самое случилось и с генераторами, работающими на нетрадиционных видах топлива. И в самом деле, на научные исследования в области термоядерного синтеза (Токамак, Лазерный термоядерный синтез) выделяются огромные суммы, на которые кормятся тысячи учёных. Уже полвека идут эксперименты, а воз и ныне там. То ли учёные принципиально не хотят менять доктрину, то ли терпеливо ждут, пока закончится нефть…
Так вот, некоторые весьма полезные для общества технологии могут оказаться вредными не только для крупного капитала, но и для всей мировой экономической системы. Ведь ни для кого не секрет, что экономика некоторых стран целиком зависит от добычи углеводородного сырья.
Так что, только революция в энергетике, которая состоится в отдалённом будущем, сможет что-то кардинально изменить в этом замкнутом круге.
Почему энтузиасты не строят компактные электростанции на основе холодного ядерного синтеза?
Большинство известных реакторов ХЯС существуют только в виде небольших лабораторных установок, описание которых часто бывают недостаточно подробными. Кроме этого, материалы и реактивы, используемые для постройки таких реакторов сложно добыть человеку, не имеющему доступа к научным лабораториям. Например, захотите Вы раздобыть бутылку тяжёлой воды, а вас начнут подозревать в обогащении урана.
Но, если очень хочется, то можно уже сейчас попытаться хотя бы поэкспериментировать с настольными реакторами вроде реакторов Мартина Флейшмана и Стенли Понса или Андреа Росси.
Предыстория
История этого эксперимента ведёт начало от случайной встречи на курорте. Тогда мне понадобились обычные батарейки, и мы с супругой отправились в магазин. Там, увидев срок годности пальчиковых элементов Energizer (около десяти лет), я попытался пошутить, вспомнив, как Ходжа Насреддин обещал эмиру за 10 лет научить ишака разговаривать. Сам Хаджа Насреддин так прокомментировал это: «За десять лет, либо ишак умрёт, либо эмир…» Рядом стоящий покупатель прореагировал на шутку. Как оказалось, им был инженер с русскими корнями. Слова за слово и мы с ним уже обсуждали проблемы мировой энергетики. Разговор продолжился за рюмкой чая. В той дискуссии новый знакомый поведал мне интересную историю. Суть истории в том, что, в прошлом, мой визави работал в лаборатории по разработке опреснительных установок для Австралии. Установки эти работают на основе фильтров обратного осмоса. Так вот, в одном из экспериментов, им было получено аномальное выделение тепла, с сопутствующим разрушением мембраны. Тогда я не придал этому большого значения, но потом идея эта всплыла в памяти и начала меня преследовать. В результате, я пустился во все тяжкие – занялся экспериментальной физикой.
Реактор холодного ядерного синтеза в стакане воды
После серии экспериментов, был построен весьма производительный реактор на основе наномембраны и резонатора оригинальной конструкции.
В видеоролике, показана работа реактора ХЯС с выделением аномально высокого количества тепла.
Чтобы убедить скептиков в подлинности эксперимента, были предприняты некоторые меры. В частности, установка была собрана на стеклянной подставке. Для регистрации отсутствия скрытого инфракрасного излучения была использована обычная свеча, а для регистрации отсутствия высокочастотного электромагнитного излучения – неоновая лампа.
Первичный источник энергии – батарея была подключена с помощью сравнительно тонкого провода, что исключает возможность передачи большого количества энергии в нагрузку.
Если Вы уже посмотрели этот ролик, то могли заметить, что реактор выделят большое количество тепла. Между тем, питание реактора осуществляется от батареи, составленной из четырёх обычных щелочных элементов типоразмера ААА. Ток, контролируемый с помощью амперметра, достигает величины всего 0,35 Ампера. Несложные расчёты позволяют сделать вывод, что КПД установки многократно превышает 100%, так как энергия батарей сравнительно мала.
Но, давайте лучше посчитаем.
Вода — 500 грамм
Начальная температура раствора — 22°С
Конечная температура раствора — 93°С
Время, затраченное на нагрев — 720 секунд.
Теплоёмкость воды — 4,2 Дж/Грамм*°С
Сколько всего выделилось энергии?
4,2*500 (гр) * 71 (°С) = 149100 (Дж)
Какая мощность требуется для этого?
149100 (Дж) / 720 (сек) ≈ 207 (Ватт)
Если бы батарея была даже литий-ионной и отдавала такую мощность, она должна была бы генерировать ток:
207 (Ватт) / (3,6 * 4) (Вольт) ≈ 14 (Ампер)
Понятно, что для столь высоких значений тока нужны были бы провода большего сечения, чем те, что были использованы.
Замеры тока батареи показали 0,35 Ампера. При этом под нагрузкой было зафиксировано напряжение 4,82 Вольта.
Посчитаем мощность, отдаваемую батареей:
4,82 (Вольт) * 0,35(Ампер) ≈ 1,7 (Ватт)
Остаётся рассчитать КПД:
207 (Ватт) / 1,7 (Ватт) ≈ 122 (Раз)
Поспешу ответить на вопрос о перспективах данной технологии. Пока не удалось обеспечить продолжительную работу реактора из-за быстрого разрушения мембраны. Среднее время работы ректора – 35 минут. Рекордное – 1 час 23 минуты. Так что, подключить реактор к батарее парового отопления пока не получится.
Устал писать эту статью, отвлёкся, чтобы побродить по сети. Вот, что удалось откопать на просторах Интернета. Как сказал Штирлиц, запоминается последняя фраза. Так что спросите про снотворное!
Нашли ошибку в тексте? Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!
Комментарии (68)
Страниц: « 1 2 3 4 5 6 [7] Показать все
admin
Я наверное вас немного не понял.
Не нужно ничего никуда прятать в вашем случае.
У вас ведь и так высокочастотный импульсный источник питания. Вы ведь ТВС использовали (даже два). У вас в вашей схеме питания и так всё присутствует. Так как вы питаете свой девайс высоковольтным импульсным током…
Тёмыч, чтобы передать такую мощность рядом с проложенным проводом, нужно высокое напряжение. Откуда оно возьмётся, если внутри одного из элементов батареи не будет высоковольтного ВЧ преобразователя? Ну, и вы забываете про форму проводов, соединяющих батарею с преобразователем.
admin
Я вас что то недопонимаю ))
Вы ведь неспроста взяли два ТВС и на их основе импульсный высоковольтный источник питания изваяли. И измеряете вы не совсем корректно. То что могут дать батареи и так известно — на них же их номиналы и написаны. Мерять нужно то, что поступает непосредственно к вашему девайсу. Но тут уже, как сказал wwwcase, одним цифровым мультиметром не обойтись.
Понимаете ли admin, вы в вычислении КПД девайса запитаного от высоковольтного импульсного источника не один такой. На те же грабли наступали и парни, занимающиеся репликой Дона Смитта. Вот считают они на ВЧ то вроде у них что то там такое вроде прибавки и есть. Но ВЧ в том виде в котором она у них получается никуда не применить (и без подключения — на расстоянии всё погорит). Пропускают через инвертор — ан и нет уже никакой прибавки. КПД девайса запитаного от высоковольтного импульсника традиционно не подсчитаешь. Нужно это дело эмпирически догонять-погонять.
P.S. Интересно было бы ваш девайс погонять в полную так сказать:
— сколько можно вобще нагреть воды (или чего там) на том или ином источнике?
— какова в таком случае будет КПД с учётом теплопотерь?
— каково будет потребление после прогрева системы и поддержания теплоносителя на каком то определённом заданном уровне? и т.д. и т.п.
Боюсь, что в таком случае, окажется, что нет никакой «сверхединичности»…
3) И так, в эксперименте за счет 36000 Джоулей 500г воды можно подогреть все го лишь на 17 градусов, мы же видим подогрев аж на 71 градус, что соответствует как бы избыточной энергии 500*4.2*(71-17)=113400 Джоулей; Ка-бы потому, что в эксперименте наблюдаются признаки экзотермической реакции — электрохимической реакции на электродах с выделением тепла. Для его расчета необходимо знать материал электродов и состав водного раствора.
4) Чистый эксперимент гарантируется, только если нет коррозии самих электродов и образования осадков на них — иначе идет химическая реакция, которая и дает избыточную энергию. Если ваша мембрана не содержит термитов (используются в качестве электродов при экзотермической сварке под водой), то я думаю весь ваш эксперимент рассыпется если вы используете дистиллированную воду!
В экспериментах различных девайсов, которые запитывают высоковольтными высокочастотными (именно высокочастотными) источниками энергии как правило разрядники (в попытках реплики Дона Смитта например) или различного рода мембраны и поддаются значительному и ускоренному износу.
Объясняют это кулибины по разному — мол идёт некая трансмутация хим. элементов, или холодным ядерным синтезом и т.д и т.п.
Но, на мой взгляд, самый правильный ответ на это дал wwwcase.
P.S. Собственно именно по этому (а не для того, что бы слямзить идею) мои вопросы к admin и носили технический характер — какая схема, какое устройство «реактора», какой материал электродов в «реакторе» и т.д. и т.п.
Друзья.
В отношении прикидки энергетики- всё четко и без ошибок.
Все наслышались Дона Смитта, Капанадзе и прочих очковтирвтелей, якобы Безтопливный генератор. Однако уже много лет перетирают эти темы на многих форумах, а дело с места не двигается. И естественно, из ничего и получат -Ничего.
Здесь предлагается вариант вполне реальный. Здесь топливом служит сама мембрана. Естественно и не может служить долго. Но это вопрос исследований, и возможно найдётся материал, конструкция или ещё что-то, чтоб продлить срок службы. Если, допустим 1 раз в месяц менять топливный элемент- это разве не то что все ищут?
Пока всё.
1. А причём здесь ХЯС?
2. Если мембрана является топливом — то это уже не БТГ!
3. Скорее всего, под действием высоковольтных импульсов, идет химическая реакция мембраны с водой, с выделением тепла. Я не химик, но впечатление такое.
Обсуждение статьи перенесено в форум, так как было превышено максимально-допустимого количество страниц.
Источник http://hi-news.ru/eto-interesno/kak-budet-rabotat-dvigatel-na-termoyadernom-sinteze.html
Источник http://energoboard.ru/post/589/
Источник http://oldoctober.com/ru/cold_fusion/
