Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла

Флейшман тоже был гостем в столице Юты, а Стэнли Понс здесь жил, и именно в его лаборатории были поставлены опыты низкотемпературного ядерного синтеза, ныне печально известные как «холодный синтез». Вдвоем они вложили в эксперименты сотню тысяч собственных долларов, но затем уперлись в глухую стену. Для продолжения требовались еще 600 тысяч. Они подали заявку на грант, где отмечалось, что углубленное понимание физических процессов в атомном ядре, включая возможность получения энергии при низких температурах, может положить начало принципиально новой энергетике. Реакция управляемого термоядерного синтеза (УТС) высвобождает больше тепла, чем поглощает, — это то же самое, что происходит в атомной бомбе, но далеко не столь драматично. За подобные посулы и ухватился университет штата Юта, когда убедил Понса с Флейшманом, гордых полученными результатами, созвать пресс-конференцию: дескать, УТС поможет сохранить нашу планету. Услышав такое, Флейшман содрогнулся, но все же решил продолжать игру, о чем впоследствии ему пришлось пожалеть. Упрямство стоило ему репутации и карьеры. Месяца два мир сходил с ума от новой сенсации, а потом ажиотаж без остатка выгорел в затяжном скандале. Отчасти по той причине, что опыт никому не удалось повторить, но главное, результаты его выглядели физическим абсурдом.

Ядерный синтез — реальное природное явление. Если с достаточной силой сжать два легких атома, их ядра соединятся, образовав более тяжелую частицу и испустив энергию. Это и есть источник всей жизни на Земле: гигантский реактор Солнца работает на термоядерном топливе. В нем атомы водорода сливаются под действием мощнейшей гравитации: каждая пара превращается в один атом гелия. При этом выделяется колоссальное количество тепла; неудивительно, что ученые столько лет мечтают осуществить управляемую термоядерную реакцию в земных условиях.

Идея «сделать Солнце на Земле» в большинстве вариантов основывается на синтезе тяжелого водорода. В ядре обычного водородного атома нейтронов нет, но его изотопы имеют один (дейтерий) или даже два нейтрона (тритий). Такие утяжеленные атомы лучше подходят для задачи, чем простой водород, потому что для их слияния требуются меньшие температура и давление. Ведь на Солнце синтез идет при температуре 10–15 миллионов градусов и давлении в сто раз большем, чем на дне самых глубоких океанских впадин. На Земле создать такие условия, позволяющие преодолеть взаимное отталкивание положительно заряженных ядер, неимоверно трудно. Любая помощь — тот же неприхотливый дейтерий — здесь во благо.

Тем более что дейтерий и тритий легко получать из морской воды. Теоретически мировой океан содержит в себе достаточно энергии для удовлетворения любых потребностей человечества на неограниченный срок. Но на практике все далеко не так просто: не один десяток лет ученые пытаются выполнить УТС. И вот ирония судьбы — всякий раз, как ни спроси, «до решающего прорыва» остается ровно столько же: «не один десяток лет». Не факт, что вообще когда-либо удастся воспроизвести на земле термические и гравитационные условия звездных тел.

Вот почему заявление Понса — Флейшмана прозвучало столь вызывающе. Неужто все долголетние усилия и миллионы долларов были потрачены впустую, а осуществлять УТС и получать атомную энергию можно при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, в обычной склянке?

Верно, оборудование у наших исследователей было не простым, а очень простым. В лабораторный стакан налили тяжелую воду, у которой каждая молекула кислорода связана с двумя атомами дейтерия (вместо обычного водорода). В нее был опущен пруток из палладия. Этот пруток подсоединялся к одному полюсу батареи, а от другого полюса шла платиновая проволока, которая обвивала спиралью внутреннюю стенку стакана. Ток батареи шел по этому проводнику через тяжелую воду в палладиевый электрод. Понс с Флейшманом утверждали, что в ходе реакции атомы дейтерия заняли свободные промежутки в атомной решетке палладия и там уплотнились настолько, что начали сливаться, высвобождая тепловую энергию.

Во всяком случае, первая половина объяснения выглядит правдоподобно. Еще в 1866 году шотландский химик Томас Грэм установил, что палладий поглощает водородный газ. Более того, «аппетит» у этого металла небывалый. Даже при нормальных температуре и давлении палладий может адсорбировать в девятьсот раз больший объем водорода, чем занимает сам. Но достаточно ли этого для ядерного синтеза?

Понс с Флейшманом стояли на своем, утверждая, что в ходе их опыта выделилось аномальное количество тепла. Температура воды в стакане поднялась гораздо выше уровня, который могла дать мощность батареи. Энергия поступала из неустановленного источника; единственно возможное объяснение — синтез атомных ядер дейтерия.

После сенсационного заявления двух химиков немедля началась сумасшедшая погоня за повторением их результата. Министерство энергетики США собрало ведущих ученых в рамках Консультативного совета по энергетическим исследованиям, чтобы обсудить собранные данные. В ноябре 1989 года совет вынес вердикт. «Отдельные лаборатории подтвердили результат Университета Юты в части избыточного тепловыделения (данный эффект носил, как правило, кратковременный и неустойчивый характер), но большинство сообщений — отрицательные», — говорилось в нем. Консультанты пришли к заключению, что замеры температуры «не предоставляют надежных доказательств возможности получить полезный источник энергии на основе явлений, приписываемых эффекту синтеза атомных ядер… полученные свидетельства не могут убедить в открытии принципиально нового ядерного процесса, называемого холодным синтезом». В итоге совет высказался «против создания специальных исследовательских программ или научных центров с целью развития холодного ядерного синтеза». Самое обнадеживающее, что изрек ареопаг ученых мужей, — «некоторые наблюдения, предполагающие реальность холодного синтеза, могут быть признаны не лишенными достоверности». Венцом же всему стало предложение «оказывать разумную поддержку консолидированным экспериментам, строго сосредоточенным в рамках существующих лимитов финансирования». Академическое большинство, возжелав скальпов Понса и Флейшмана, вовсе не собиралось следовать рекомендации; никто даже не попытался просить денег. По тогдашнему выражению журналиста Беннетта Дэвисса, холодный термояд стал «науке мил, как порнография церкви».

Впрочем, нашлось одно место, где к холодному синтезу отнеслись получше: Управление военно-морских исследований ВМС США. Мартин Флейшман был консультантом при этом учреждении; многие флотские исследователи публиковались в соавторстве с ним, разрабатывая собственную тактику наступления на проблему низкотемпературных ядерных реакций. Уж они-то ни за что не спутали бы Флейшмана с проходимцем. И то сказать, за три года до скандала его избрало своим действительным членом Королевское общество — британская академия, сосредоточившая лучшие научные мозги Соединенного Королевства и Содружества. Ему же принадлежали сотни работ, принятых на высочайшем уровне, и репутация одного из ведущих электрохимиков мира. Когда весь фурор вокруг открытия Понса — Флейшмана угас, начальник управления ВМС спросил на общем собрании, работает ли кто-либо из сотрудников над чем-нибудь подобным. В зале поднялось множество рук. Экспериментаторам разрешили продолжать.