Журнал «Знание-сила» - Знание-сила 1997 № 09 (843)

Однако природа хитра на выдумки. Кто бы, например, мог подумать, что высокотемпературной сверхпроводимостью, которую долго искали в различных, самых экзотических соединениях и сплавах, обладает металлокерамика, которую можно «испечь» в простенькой учебной лаборатории?! Ошарашенные этим открытием физики готовы были поверить, что и с термоядом может быть нечто подобное — в силу какой-то не понятной нам пока игры межатомных сил в жидкостях или в твердых кристаллах, где присутствует большое количество отрицательно заряженных электронов, могут сложиться условия, при которых происходит частичная компенсация сил электрического отталкивания и реакция слияния ядер может происходить при меньших энергиях, чем в газообразной плазме «Токамака». Сенсационное открытие высокотемпературной сверхпроводимости побудило физиков быть осторожными, тем более что с межатомными силами в твердых телах иногда действительно происходят неожиданные «чудеса». Доказали же ведь опыты дубненских физиков, что не имеющий электрического заряда маленький кристаллик, если расположить его подходящим образом, отклоняет «упругий» пучок высокоэнергетических частиц так же, как мощная многотонная электромагнитная линза... Электрические поля внутри сложных кристаллических структур скрывают еще немало сюрпризов.

Конечно, ни один из законов физики при этом не нарушается. Просто находятся обходные пути, на которых эти законы, образно говоря, гасят друг друга. Такие «хитрые» случаи редки, но иногда все же бывают. Так, может, в холодном термояде мы как раз и встречаемся с такой необычной ситуацией?

Два химика из университета Юта, Стэнли Понс и Мартин Флейшман, пытались использовать процесс электролиза. Чуть-чуть подкисленную воду, куда опускаются подключенные к элеюрической цепи электроды, они заменили тяжелой, в которой атомы водорода замещены атомами его тяжелого собрата дейтерия. При прохождении электрического тока положительно заряженные ионы дейтерия — дейтроны — устремляются к отрицательному электроду, бомбардируя его поверхность и проникая «с разбега» в его внутренние слои.

Казалось бы, незатейливый, почти школьный эксперимент. Вот только в качестве электрода использовалась пластина благородного, похожего на золото и платину металла палладия, и не простая, а тоже пропитанная дейтерием. Палладий обладает замечательной способностью растворять в себе водород и дейтерий — впитывать их, как губка воду. Своего рода корзина для атомов дейтерия! При этом их число может стать сравнимым с числом атомов самого палладия и даже большим. Расталкивание кулоновских сил «усмиряется» экранирующим действием отрицательно заряженных «облаков» электронного газа, заполняющего пластину палладия, как и любое твердое тело. Атомы дейтерия располагаются там так тесно, что если сравнить с плазмой, то для того чтобы их так сжать, потребовалось бы фантастически огромное давление.

Бомбардирующие дейтроны сближаются с плотно заполняющими палладиевую пластинку атомами дейтерия и, можно надеяться, подходят к ним на значительно меньшие расстояния, чем в газообразной плазме. А это означает, что некоторые пары будут вступать в ядерные реакции и сливаться в тяжелый изотоп водорода тритий (он состоит из протона и двух нейтронов) или в ядро гелия. При этом, как нетрудно подсчитать, выделится значительная энергия. В первом случае ее унесет оставшийся лишним нейтрон, а в случае гелия — родившийся гамма-квант. Эта энергия пойдет на разогрев окружающего вещества.

Понятно, что все зависит от того, насколько сильно электронная экранировка уменьшит кулоновское расталкивание. Теоретически рассчитать это трудно, ответ может дать только опыт, и, как сообщили участникам пресс-конференции Понс и Флейшман, он был положительным — выделяющееся в их приборе тепло очень велико. В некоторых опытах электролит у них буквально вскипал.

Вообще говоря, идея подобного термоядерного «реактора на столе» была известна уже много лет. Ставились даже опыты по ее проверке, но только Понсу и Флейшману посчастливилось добиться успеха. В чем причина удачи, оставалось неясным. Возможно, в составе электролита, может быть, в особенностях обработки пластины палладия или еще в чем-то... Так же, как с высокотемпературной сверхпроводимостью — искали и вдруг наткнулись!

Кроме того, был тут еще один поразительный результат. Как уже говорилось выше, в термоядерной реакции должны рождаться нейтроны и гамма-кванты. При том количестве тепла, которое выделялось в приборе Понса и Флейшмана, их число измерялось бы триллионами. Прибор должен был бы стать мощным источником радиоактивных излучений, а их наблюдалось очень мало... Реакция была экологически чистой, безопасной в использовании — не нужно никакой защиты, термоядерную плиту можно безбоязненно установить в любой кухне!

Все указывало на то, что туг имеет место какое-то принципиально неизвестное явление. Казалось, Америка в очередной раз открыла новую страницу атомной науки. Правда, вместе с тем появилась и грозная опасность: образующийся в реакции тритий — основная компонента ядерной начинки водородных бомб. Что ждет нашу планету, если эту компоненту станут вырабатывать на кухне? Да и засекретить открытие не удается — уж слишком проста технология; к тому же слухи об удивительных результатах уже получили распространение и побудили ученых других лабора- . торий заняться их проверкой. Джин покинул бутылку, и загнать его обратно вряд ли удастся...

Авторы открытия холодного ядер кого синтеза Стэнли Понс (слева) и Мартин Флейшман

Сообщение Понса и Флейшмана было подобно взрыву бомбы. Большинство физиков узнали о нем из газет и с экранов телевизоров, и было не ясно, что тут правда, а что — плод фантазии журналистов, сенсационно, в рекламном стиле подающих интересную новость. Но поражал сам факт — термоядерная реакция в стакане кипящей воды! Новость обсуждалась на семинарах и в институтских коридорах. На второй план отошли даже споры о горбачевской перестройке.

Многое вызывало сомнения — уж очень противоречивой была информация. Конечно, опыт — высший судья науки, однако нужно быть уверенным в том, что он правильно поставлен и грамотно интерпретирован. В науке бывают пузыри-сенсации.

Тем не менее вскоре пришли известия о выступлениях Понса и Флейшмана в американских и европейских институтах. В самом университете Юта на продолжение их исследований было срочно выделено пять миллионов долларов. И хотя число вопросов не уменьшилось, а скорее даже возросло, пришлось признать: это не первоапрельская шутка (пресс-конференция Понса и Флейшмана состоялась в самом конце марта) и не плод журналистского воображения. Даже самые ярые скептики призадумались после того, как стало известно о распоряжении, которое адмирал Уэткинс, руководитель департамента энергетики, разослал государственным лабораториям США. В этом распоряжении он обязал их незамедлительно проверить выводы, сделанные в университете Юта.