Журнал "Домашняя лаборатория", 2006 №12 - Хоружик
Следующий виток истории о "холодном термояде" был уже связан с явлением сонолюминесценции. Давно известно, что при прохождении звуковых волн сквозь жидкость образуются крошечные пузырьки газа. В определенных условиях при схлопывании они излучают свет, называемый сонолюминесценцией, и нагреваются до тысяч градусов. Для того, чтобы запустить реакцию синтеза, необходимо добраться до заветного значения, равного 10 млн. градусов.
Группа Рузи Талейархана (Окриджская национальная лаборатория) утверждала, что ей удалось этого добиться. В их экспериментальной установке для образования микроскопических пузырьков газа в ацетоне использовался нейтронный пучок. При этом в ацетоне атомы обычного водорода были заменены атомами дейтерия — его более тяжелого изотопа. Утверждалось, что удалось зарегистрировать как излучение света и ударные волны схлопывающихся пузырьков, так и сопутствующее им излучение высокоэнергетичных нейтронов с энергией 2,5 МэВ. Нейтроны именно такой энергии должны сопровождать превращение дейтерия в гелий. При этом даже регистрировалось повышение уровня трития — еще одного продукта реакции синтеза. Однако хотя теоретически возможно достижение астрономических температур при схлопывании пузырьков, это возможно только лишь в том случае, если они сохраняют правильную сферическую форму. Любая нестабильность, ведет к тому, что процесс этот протекает при температурах от 10.000 до 20.000 градусов.
Рузи Талейархан со своей экспериментальной установкой.
Комментарий: Нет, и эти эксперименты воспроизвести никому не удалось. Печальное невезение. Тем более что математические модели вроде бы подтверждают возможность достижения нужных температур в схлопывающихся пузырьках. Но модели — они и есть модели. Модели имеют смысл только когда построены на экспериментальных данных, любая их экстраполяция за пределы этих данных может дать совершенно фантастический результат. Критерий правильности расчетов только один — практика. Заключительная фраза приведенного сообщения совершенно правильно подчеркивает, что на практике не удасться выдержать допущения модели. Настораживает также то, что для инициации пузырьков использовался нейтронный пучок. А ведь именно нейтроны и ожидались для регистрации термоядерной реакции. Ошибки регистрации потока нейтронов могли дать какой угодно результат. И все-таки посмотрите еще раз внимательно на снимок. Явление сонолюминесценции красиво и интересно само по себе. Воссоздать его по-видимому совершенно нетрудно в вашей домашней лаборатории. Потребуется только сделать ультразвуковой или низкочастотный генератор, а это под силу даже неопытному в электронике. Направление же исследований совершенно очевидно — протекание различных химических реакций в объемах с сонолюминесценцией. Не исключено, что для некоторых реакций это явление может оказаться эффективным катализаторов. В общем, учитывая огромное количество доступных химических реакций, вполне можно надеяться найти какой-нибудь полезный эффект.
Как сообщил журнал Nature, эстафету по "холодному" термояду приняли сотрудники иллинойского университета (г. Урбана-Шампэйн) Кен Суслик (Ken Suslik) и Дэвид Флэнниган (David Flannigan). Они сумели достичь сонолюминисценции с необычно яркими вспышками света — настолько яркими, что они хорошо видны невооруженным глазом. Измерения, проведенные американскими химиками, показали, что температура в пузырьках достигает 15 тыс. градусов Цельсия — что в несколько раз выше, чем на поверхности Солнца (? — прим. ред.).
«Наши результаты не являются ни подтверждением, ни опровержением заявлений Талейархана о протекании реакции синтеза, — отметил он, подчеркнув при этом, что обязательным условием протекания реакции ядерного синтеза является наличие плазмы. — В нашей статье впервые со всей определенностью показано, что в данном процессе образование плазмы возможно».
Ученые воздействовали ультразвуковыми волнами частотой от 20 кГц до 40 кГц, находящимися за пределами чувствительности слуха человека, на концентрированную серную кислоту, содержащую газ аргон. Звуковые волны приводили к образованию в жидкости областей, в которых давление менялось с высокого на низкое с высокой частотой.
В результате этого микроскопические пузырьки газа то увеличивались в размерах, то «схлопывались». При этом скорость изменения давления была столь высока, что пузырьки буквально «взрывались» под воздействием так называемой акустической кавитации, в результате чего вещество в микроскопической области нагревалось до сверхвысоких температур. Вещество ионизировалось, а при возвращении в исходное состояние накопленная энергия высвобождалась в виде вспышки
Признаком наличия плазмы стало бы обнаружение наличия ионизированных молекул кислорода. Простой нагрев вещества привел бы сначала к разрыву связей между атомами в молекуле, и лишь затем — к их ионизации. Именно такие ионы и были обнаружены — Суслик и Фланниган утверждают, что образоваться они могли лишь при соударении с высокоэнергетичными электронами или другими ионами в горячем плазменном ядре.
Неудача предыдущих экспериментов с измерениями сонолюминисценции, вызванной акустической кавитацией, была связана с тем, что они проводились в воде, и львиная доля энергии поглощалась молекулами водяных паров. Серная кислота, использованная Сусликом и Фланниганом, намного менее летуча, чем вода, вследствие чего газовые пузырьки состояли практически из одного аргона с малой примесью молекул кислоты. А поскольку аргон существует в атомарном состоянии, энергия не расходовалась на разрыв этих связей либо возбуждение колебаний.
Излучение света пузырьками под воздействием ультразвука
В результате оказалось, что пузырьки газа в серной кислоте под воздействием сонолюминисценции вызывают свечение в 2700 раз более интенсивное, чем пузырьки в воде. Это позволило провести измерения температуры в пузырьках с намного более высокой точностью, чем прежде.
С важным достижением американских ученых проблема промышленного производства дешевой и чистой энергии, смутно маячившая вдалеке, начинает обретать реальные очертания. Сама задача из чисто физической приобрела внезапно «химическое» измерение — так, ученые из группы Суслика уже сегодня используют акустическую кавитацию для того, чтобы инициировать определенные химические реакции. Они полагают, что им удастся увеличить выделяемую пузырьками энергию за счет подбора наиболее подходящих для этой цели газов и жидкостей.
Комментарий: Пожалуй тут даже нечего комментировать. Нет, "проблема промышленного производства дешевой и чистой энергии", вместо приобретения "реальных очертаний", вообще перестала маячить. Сами исследователи уже осторожно говорят только о наличии плазмы в пузырьках. Но дело то ведь не в плазме, плазму мы имеем, например в люминесцентных лампах, горящих над нашими головами. Дело в температуре плазмы. Есть некоторая разница между необходимыми 10 млн. градусов и достигнутыми 15 тыс. тех же градусов. А вот использование группой Суслика акустической кавитации для инициации химических реакций уже представляет вполне практический интерес.
Внесла свою лепту и
