Концепция теории совместимости

Главная

Концепция теории совместимости мю-мезонного катализа с прогрессивным методом решения проблемы термоядерного синтеза

Всем известна проблема термоядерного синтеза. Более 70 лет лучшие научные учреждения работают над этой проблемой, и чем дальше они продвигаются по этому пути, тем большие проблемы возникают. Многие исследователи, уже давно поняли, что идут не потому пути, по крайней мере, говорят об этом уже без энтузиазма и сдержанно. А между тем проблема эта довольно просто решается, если подойти к ней разумно. В этом случае затраты будут ничтожны по сравнению с известными методами реализации ядерного синтеза.

Естественно, решить эту проблему можно только, в корне изменив подход и тактику. Необходимо отказаться от силового решения этой проблемы. Силовой метод это достижение условий критерия Лоусона. Параметры чудовищны, но еще коварней ведет себя плазма, она постоянно выходит из-под контроля и создает все новые проблемы перед исследователями. Этот способ, из-за отсутствия в теории динамической составляющей, подобен нахождению центральной точки колеса через его радиус. Но, при таких параметрах важной частью теории должно являться нахождение радиальной массы колеса для устранения его биения. Метод "тыка" здесь не годится и может дорого обходиться бюджету страны. Предлагается другой метод решения этой проблемы - "холодный синтез", зародившийся еще в 50 годы. Сегодня этот метод, также, исчерпал свои возможности. Но, с учетом растущего числа научных теорий и многочисленных опытных данных, этот метод способен решить проблему - "термояда". Речь идет о мю-мезонном катализе. Механизм этого явления сейчас хорошо изучен. Разница между силовым методам и "холодным" ядерным синтезом колоссальна. Представьте, реакцию, протекающую при комнатной температуре и 100 млн.°С. Кроме того, следует отметить простоту, красоту и изящество теории "холодного" ядерного синтеза. Естественно, этой прекрасной теории не хватало, лишь, достойного завершения.

Мезон имеет массу, промежуточную между массой электрона и ядра. Поэтому из отрицательно заряженного мю-мезона и положительно заряженного ядра можно образовать мезоатом. В соответствии с законами атомной физики радиус атома обратно пропорционален массе более легкой частицы. Поэтому радиус мезоатома примерно в 200 раз меньше радиуса атома водорода. В то же время мезоатом электрически нейтрален. Значит, два мезоатома могут подойти друг к другу на расстояние порядка 10" м, а это уже сравнимо с радиусом действия ядерных сил. Недостатком этого метода является то, что через две миллионные доли секунды после своего рождения мюон распадается на электрон и два нейтрино. Поэтому осуществление мю-мезонного реактора зависит от того, сколько реакций мюон простимулирует за свою столь короткую жизнь. Интересно отметить, что вначале было обнаружено стимулирование ядерных актов, а затем только разобрались в их механизме.

Яркой страницей в истории исследования этого метода является неординарный случай. В одном эксперименте, в 1966 году в Дубне под руководством В.П. Джелепова ставили опыт по образованию мезомолекул в дейтерии. После того, как заменили жидководородную пузырьковую камеру на диффузионную, то четко отработанный эксперимент вдруг разошелся с теорией. Стимулирование реакций ядерного синтеза происходили в 10 раз чаще, чем в эксперименте с пузырьковой камерой. Следовательно, есть резерв у этого метода, необходимо только разобраться в причине столь необычного явления. Теперь можно с большой вероятностью сказать, что причина этого явления была неверно понята. Что, не удивительно, т.к. в то время отсутствовала теория принадлежности нестабильных частиц. Теория стабильных частиц, благодаря модели Бора, мягко сказать, - "хромала". Развитие ядерной физики находилось под строгой цензурой сторонников квантовой механики. Поэтому неверно трактовались многие физические явления. Сейчас теория строения атома Бора устарела и требует серьезной доработки. Естественно, одностороннее развитие физики препятствовало научному прогрессу.

В ядерной физике особый масштаб энергий, температур, уровней возбуждений и порогов реакций. Поэтому первоначально мысль о том, что перепад в 200-300 градусов может повлиять на скорость реакции, повергла экспериментаторов в шок. Скептическую реакцию физиков-ядерщиков легко понять. На заре атомной физики много раз пытались повлиять на скорость радиоактивного процесса, нагревая радиоактивные соли до тысяч градусов, помещали их в сильные магнитные поля. Сейчас, такие попытки кажутся наивными. После легкого замешательства ученые заявили, что все дело в резонансе. Но следует заметить, что первоначально об условиях соблюдения резонанса даже не думали. Просто заменили одну камеру для регистрации ядерных реакций на другую. Естественно, сделав неправильный вывод, интерес к этой замечательной идеи, у исследователей пропал. Сейчас этой идеей занимаются, лишь, немногие энтузиасты, но даже они не берут во внимание этот случай. Только с учетом новой гипотезы ядерного строения атома можно объяснить это явление. Новая гипотеза ядерного строения атома, дает основание рассматривать устаревшую модель атома Бора только в части нестабильных частиц, что и отразилось на результате эксперимента. Поэтому расчет скорости образования мезомолекул ДмД и ДмТ показал их феноменальную зависимость от роста температуры. Нельзя сказать, что этот результат не беспокоил физиков. В 1977году в Дубне был поставлен прямой эксперимент, чтобы исключить всякие сомнения. Мю-мезоны облучали сосуд с газообразным дейтерием, температуру которого последовательно изменяли с -200 до +100°С. Реакция плавно возрастала и при +100°С, превысила значения, зафиксированные при -200°С, примерно в 10 раз. Почему, затем физики вновь, склонились в сторону резонанса? Как известно, явление резонанса на таком небольшом по ядерным меркам, отрезке температуры не может протекать плавно. Наличие частотных пиков любого вещества квантовая механика не объясняла, а лишь, математически подтверждала. Конечно, эксперименты с наращиванием температуры следовало продолжать.

В любом случае для создания мю-мезонного реактора требуется новый способ получения пи-мезона (пиона). Единственным пока известным способом получения мюона, является распад пиона с массой 273 электронных масс. Метод имеется, причем, он также, требует некоторого увеличения температурного режима. Этот способ лежит на поверхности, достаточно, только вернуться к причине обнаружения мюона. А обнаружен он был при странных обстоятельствах. В жидководородной пузырьковой камере после торможения и остановки мюона иногда наблюдалось появление нового мюона со стандартной энергией -5,4 МэВ. Следовательно причиной появления мюона является эффект торможения, который необходимо создать искусственно. Для этого необходимо частицы разогнать. Вот и вся причина резкого увеличения числа мюонов. Использование параметра скорости в этом методе определяет, не только его качественную динамическую характеристику. Этот метод позволяет решить без особого труда сразу несколько проблем, которые ранее казались недостижимыми. Например, управление режима скорости потока нейтронов. Увеличение скорости нейтронов для физиков задача номер один. Но на практике осуществить это действие нельзя т.к. нейтрон не имеет заряда. Обычно для этой цели использовались природные качества радиоактивных веществ. Физики-атомщики знают, какой ценой достаются им, эти быстрые и медленные нейтроны. Также, этот метод дает возможность максимально использовать условие резонанса для возбуждения энергетической плотности частиц. До этого метода физики, также, использовали различные способы достижения условий резонанса, но о такой централизованной форме, даже, не мечтали. Кроме того, данный метод отличается от силового решения проблемы термояда, прежде всего тем, что не требует соблюдения высокой температуры. Параметр температуры в критерии Лоусона уже не выглядит так устрашающим, т.к. теперь, его можно заменить, на эквивалентную величину энергии- эВ. А, как известно, 1 эВ равен примерно 11600°С. Поэтому, процесс реакции не критичен и к давлению.

Предлагаемый метод учитывает совмещение всех положительных качеств ранее используемых, методов и позволяет решить проблему термояда только в случае обобщенного варианта, а не порознь. Следовательно, предлагаемый метод является единственно доступным для осуществления реакции ядерного синтеза. Действительно, каждый из известных способов имеет свои недостатки. Например, в силовом методе, создав условия сжатия компонентов реакции, взрывная волна от этого воздействия неминуемо встретится с встречной волной на другом конце реактора. Причем, чем мощнее это взаимодействие, тем быстрее реактор погасит его. Поэтому, естественно, времени для зажигания плазмы будет постоянно не хватать. Предлагаемый метод, за счет использования параметра скорости, устраняет замкнутость пространства реактора. В мю-мезонном катализе существует проблема с недостатком мюонов. В совокупности всех вышеуказанных моментов реактор, в какой то степени, становится подобен неприступной крепости. Естественно, в таком случае, проблему ядерного синтеза необходимо решать с позиции разума и опыта. Концепция теории решения этой проблемы выглядит следующим образом:

Необходимо вспомнить легенду о взятии Трои, т.к. она очень точно отображает суть проблемы. В реактор (в качестве троянского коня) вводится дейтерий, содержащий в себе ядра нейтронов. После ионизации дейтерий легко разгоняется в реакторе под действием магнитного поля. Затем, по сигналу из "вне", кратковременно, достигаются условия резонанса, и сразу же, следует торможение плазменного луча. В результате торможения, протоны чувствительные к магнитному полю тормозятся, а нейтроны, не почувствовав торможения будут бомбардировать протоны. Таким образом, осуществляется управление нейтронами. Чем больше скорость, компонентов реакции до торможения, тем мощнее реакция. Только таким разумным способом можно решить проблему термоядерного синтеза. Одновременно, в этом случае решается проблема наработки мюонов. Осуществляя, взаимодействие между частицами затрагивается закон сохранения энергии и импульса, требующий компенсации изменения энергии в виде частиц-переносчиков взаимодействия, которыми являются мезоны. Суть теории в следующем:

Существование мезонного облака вокруг нейтронов и протонов обусловлено одним из важнейших законов квантовой механики, которое называется соотношением неопределенностей, выведенным крупнейшим физиком - теоретиком В. Гейзенбергом. Согласно этим соотношениям энергия физической системы может, не сохранятся на произвольную величину, равную энергии испускаемого кванта (частицы), но на время, меньшее, чем отношение, введенное Планком постоянной h-к величине испускаемой энергии. Если энергия кванта мала, что характерно для безмассовой частицы - фотона, то и время испускания с последующим поглощением может быть большим. За это время фотон успеет не только оторваться от испустившей его частицы, но и улететь от нее на необычайно большое расстояние. Совсем другое дело обстоит с испусканием нуклонами мезонов, имеющими массу покоя 140 МэВ. Согласно соотношению Гейзенберга такой виртуальной частице отвечает время, меньшее, чем 10" сек. Даже при движении, близком к скорости света, пион отойдет от испустившего его нуклона на расстояние не больше 1(ф). Это и есть размеры мезонного "облака" - поля вокруг нейтронов и протонов.

В случае резкого торможения используется закон инерции, позволяющий сбросить с нуклонов пионное "облако". По мере ускорения диффузионного шнура в центре реакторе, происходит сжатие плазмы, увеличение ее плотности и температуры. Снижение температуры и плотности синтеза позволит увеличить количество смеси, следовательно, увеличится, число актов взаимодействия и КПД синтеза. В случае, достижения условия резонанса, диффузионный шнур разбивается на множество "осколков", при этом, высвобождается большое количество электростатической энергии. Эффект торможения, также, связан с большим выделением энергии. Таким образом, создав исскуственно условия для "зажигания" плазмы, в дальнейшем, можно контролировать ситуацию, управляя лишь скоростью вводимых в реактор компонентов ядерного синтеза. Снимется целый ряд инженерных проблем, связанных с теплоемкостью, стабилизацией магнитного и электрических полей, устойчивостью реактора к нагрузке и т.д. Это позволит снизить трудозатраты для осуществления реакции "холодного" ядерного синтеза.

Следует отметить, что в случае нового, динамического подхода реализации "холодного" синтеза, критерий Лоусона по-прежнему остается в силе. В этом случае, параметры синтеза легко вычислить, заменив параметры температуры на эквивалентную энергию возбуждения частиц. Энергия частицы выражается в эВ и в общем случае, примерно, температура ядра растет как корень квадратный из энергии возбуждения. Поэтому, взяв энергию возбуждения в квадрате и приравняв ее к критерию Лоусона, можно определить необходимые параметры давления. Например, энергии 1МэВ соответствует примерно 10" °С, или 10" °К. Следовательно, достаточно создать в реакторе давление, немного ниже атмосферного, чтобы осуществить реакцию "холодного" ядерного синтеза. Конечно, использовать для разгона частиц напряжение 1млн. вольт опасно и непредсказуемо с точки зрения техники безопасности. Но и этот вопрос решается, если использовать относительно небольшое напряжение для ускорения частицы несколько раз. Так, заставив частицу 100 раз пролететь, между точками с разностью потенциалов 10 кВ можно сообщить этой частице требуемую энергию. За счет, использования инерции частиц и совместимости этого метода с мю-мезонным катализом, условия ядерного синтеза будут проходить при значительно меньшем пороге критерия Лоусона. Поэтому, при соблюдении выше указанных действий, реакция ядерного синтеза будет достижима при значительно меньших потенциалах, и даже, при атмосферном давлении. Правда, это может привести к прежде временному прогару реактора.