LENR: лженаука или научная революция?

Немало в истории случаев, когда великие открытия современники поначалу называли бредом сумасшедшего, а их авторов отправляли лечиться или того хуже — на костер. В ядерной физике и сейчас немало подводных течений, которые официальная наука не признает. Среди них — знаменитый холодный термояд, ставший в последние годы едва ли не синонимом лженауки. Наш автор давно следит за этой темой, ему есть что сказать. Предвидя возражения некоторых читателей, ждем писем на info@strana-rosatom.ru.

Один из основных законов Вселенной — непрерывное развитие. Этот процесс, как и все остальные в природе, идет скачкообразно. Сначала в недрах старой отживающей формы возникает новое, более прогрессивное содержание, затем меняется сама форма. Эта закономерность касается всех областей науки и техники, в том числе фундаментальной физики.

В прошлом столетии произошли качественные научные прорывы в этой области, прежде всего речь идет об открытиях в области ядерной и квантовой физики. Но что происходит последние 60 лет? Все эти кварки с их цветом, запахом и очарованием, бозоны Хиггса, теория струн, сотни миллиардов долларов, потраченные на ИТЭР, ЦЕРН и прочие гигантоманские проекты, которые так и не нашли хоть какого-то практического применения… Может быть, причина тому — застарелый кризис старой фундаментальной физики, которой давно уже было пора перейти к новой научной парадигме?

Между тем где-то за кулисами официальной науки сначала на уровне теоретических изысканий, потом многочисленных удачных экспериментов, а теперь уже и с выпуском промышленной продукции идут параллельные процессы. Может быть, тут и надо искать новый научный прорыв? Что если его естественным образом тормозят ученые старой формации и чиновники? Первым не хочется терять свой статус и привилегии, вторым — делать что-то новое — и так очень хорошо живется. Но прорыв неизбежен, и что-то мне подсказывает, что он произойдет не плавно, эволюционным путем, а резким скачком, революционно. В результате он сотрясет все мировое сообщество, и прежде всего страны, основу экономики которых составляет энергетика.

Рождение LENR

В марте 1989 года физики Мартин Флейшман и Стенли Понс презентовали установку, в которой в условиях электролиза тяжелой воды, по утверждению авторов, происходили реакции ядерного синтеза (превращение дейтерия в тритий или гелий) при температуре близкой к комнатной. Однако ощутимого нейтронного и гамма-излучения зарегистрировано не было. Но опыты все равно наделали много шума. Тогда-то журналисты и придумали для таких эффектов название «холодный термояд».

Чуть позже Франческо Пиантелли и соавторы обнаружили эффект аномального выделения тепла в никель-водородных системах. Их эксперименты с переменным успехом повторяли во многих лабораториях мира. После пошли различные модификации и усовершенствования, позволившие стабилизировать и усилить данные эффекты. В частности, подобные эксперименты вели в СССР: на аппарате «Энергонива» Анатолия Вачаева, установке «Протон-21» Станислава Адаменко, установках Ивана Филимоненко. Однако, как это часто бывает, исследования не получили нужной поддержки и со смертью авторов прекратились.

Так как эти эффекты часто сопровождались трансмутацией элементов, то их назвали низкоэнергетическими ядерными реакциями (low energy nuclear reactions — LENR). Хотя это название не совсем точно отражает происходящие процессы и энергия от трансмутации элементов не всегда соответствует общему энергетическому эффекту, название так и прижилось.

Перспективная трансмутация

Сейчас эффекты с получением избыточной энергии и трансмутацией элементов получены уже в сотнях лабораторий различными способами: на металло-водородных установках, электролизом, импульсными технологиями, в плазменных вихревых генераторах, кавитацией, газовым разрядом и др.

Основными условиями подобных реакций являются наличие водорода или дейтерия в виде воды, газа или разлагающихся гидридов, геттеров на основе никеля или палладия с развитой поверхностью — нанопорошки, нанопокрытия, дефекты в структуре и двойники, позволяющие адсорбировать и поглощать водород с разделением его на протоны и электроны и плюс добавка поверхностной энергии, и мощного локального энергетического воздействия — электромагнитным импульсом, лазером, нагревом и т. д.

Трансмутация — вторичный эффект, первичным является взаимодействие некоей энергетической среды с материей. Но именно этот вторичный эффект может способствовать продвижению качественно новых технологий. Например, они могут позволить реально уничтожить радиоактивные отходы путем трансмутации радиоактивных изотопов в стабильные формы, изменяя период полураспада, что позволит реально повысить конкурентоспособность атомной энергетики. Отдельно следует отметить успешно проведенные эксперименты трансмутации элементов бактериями, в том числе перевода радиоактивного цезия в стабильный барий. Хотя эти работы начинались в России (Корнилова, МГУ), сейчас они на полупромышленной основе внедряются в Корее.

От стартапов к госпрограммам

Все работы по LENR начинались с небольшим частным финансированием. Но сейчас в США, Китае, Японии, Корее и Евросоюзе приняты государственные программы. Евросоюзом запущены международные проекты ГЕРМЕС и CleanHME, в которых участвуют десятки стран и организаций. Известен также проект SAFIRE, финансируемый США. Я уж не говорю о многочисленных малоизвестных проектах, финансируемых военными ведомствами. Проведено уже более сотни международных конференций по данной тематике. Последняя — в середине июня в Китае (ICCF23).

Обширная информация по LENR собрана на этом сайте, правда, она еще до конца не систематизирована, и на сотнях других сайтов. Думаю, не обращать на LENR внимание значит повторять позицию страуса, спрятавшего голову в песок.

Реактор Андреа Росси

Особый вклад в развитие тематики LENR внес итальянец Андреа Росси. Вложив сначала собственные накопления, потом привлекая частные фирмы и взяв в помощники Серджио Фокарди, за три года он создал реактор мощностью 12 кВт на выходе, который он назвал Е-Сат (energy catalyzer). Демонстрация состоялась 15 января 2011 года на болонской пресс-конференции в присутствии журналистов и произвела эффект разорвавшейся бомбы. Часть научной общественности вылила на Росси ушат грязи, обвинив в подлоге, мошенничестве и еще во многих грехах, припомнив ему прошлые неудачи.

В марте 2014 года в Лугано (Швейцария) была проведена верификация установки Росси международной группой независимых экспертов. Устройство весом 450 г, содержавшее 1 г топлива, непрерывно работало в течение месяца. Топливо состояло из смеси нанопорошков никеля, AlLiH4 как источника водорода и еще ряда компонентов, помещенных в стальную и керамические трубки, и нагревалось переменным током. По оценкам экспертов, выделилось 5800 МДж, или 1,6 МВт тепловой энергии. Чтобы выделить столько энергии, необходимо сжечь более чем 100 кг нефти.

Зарегистрировано превышение тепловыделения над потребленной электроэнергией в 3,2 раза при температуре 1250 ℃ и в 3,6 раза при температуре 1400 ℃.

Был выпущен официальный отчет. В нем раскрыты максимально параметры установки и состав топливной смеси, что позволило нашему соотечественнику Александру Пархомову создать аналогичную никель-водородную ячейку и в конце 2014 года первым повторить швейцарский эксперимент уже в Москве. Потом эту же установку воспроизвели в десятках других лабораторий разных стран. Это заставило призадуматься недоброжелателей, обвинявших Росси в фальсификации.

E-Cat на продажу

Росси не остановился на достигнутом. После ряда судов с финансировавшими его исследования фирмами, которые мешали начать массовое производство тепловых E-Cat, он нашел новых спонсоров (Leonardo Corporation) с аккредитацией в Майами (США). Росси разработал новую модификацию, E-Cat SKL, размером 20*20*20 см, которая, по его словам, генерирует уже не избыточное тепло, а избыточное электричество в количестве 4 кВт без внешнего источника питания. Сейчас идет доработка заводской модели, экспертиза и сертификация изделий. Представить модель и выпустить промышленный образец Росси планирует в 2022 году. А сейчас он уже полностью подготовил к продаже (прошли все экспертизы и сертификации) упрощенную модель E-Cat SKLed.
Презентация состоится 9 декабря. Вместе с промышленным SKLed Росси представит демонстративный образец SKL. Итальянец уже принимает предзаказы на сайте ecat.com, консультирует на портале rossilivecat.com. Росси рассчитывает к концу года выпустить уже 1 000 000 установок и начать продажи по цене 25 долларов за штуку.

Впечатляют заявленные характеристики изделия. Эта светодиодная лампа при весе 200 г и размером 15*10*10 см потребляет всего 4 Вт электроэнергии и дает более 10 000 люмен с гарантией 10 лет. Обычным светодиодным лампам для этого требуется 100 Вт, то есть СОР (коэффициент энергоэффективности) составляет 25 (превышение выходной мощности над входной). Лампа предназначена для освещения улиц и теплиц. И хотя это еще не основная модель, однако ее характеристики могут сыграть роль троянского коня и обрушить энергетический рынок. Далее пойдут модификации для других целей.

В поисках теории

Принципы работы LENR никто толком объяснить не может. Существует около сотни гипотез, но они противоречивы, а сами теоретики сильно друг друга не любят. Но практически все они исходят из обращения к окружающей нас энергетической среде — эфиру или физическому вакууму (ФВ), из которого образовалась материя и энергия которого безгранична. Скорее всего, здесь действует общий принцип — импульсное воздействие на материю (водородную среду), а через нее на ФВ, с ней связанный, локальное уплотнение среды ФВ с находящейся в нем материи — свободными электронами и протонами (из водородной среды). Их неравновесное состояние в ФВ большей плотности вызывает поглощение ими его энергии в виде антинейтрино и получением от него импульса, как при бета-распаде. Это дает избыток тепловой энергии. Конечно, здесь надо еще нащупать резонансные частоты ФВ. Но если на это хаотичное импульсное движение электронов наложить поле, то можно упорядочить движение электронов и протонов и получить электрический ток.

Это еще не теория, а только приближение. Тем не менее Андреа Росси поместил статью в своем журнале отметив, что данные подходы близки к его.

Так как законченной теории пока нет, все работают больше методом тыка или многократного тыка. У кого есть деньги, оборудование и специалисты высокого уровня, как у Росси, тот и имеет преимущество. У россиян ничего этого нет, поэтому почти 25 лет топчемся на месте. При всей неординарности и опыте теперешних российских ученых, занимающихся проблемами LENR, их стремлении развивать и продвигать процесс и привлекать к нему внимание вряд ли они смогут без помощи извне быть на мировом уровне. Но мониторить развитие этого направления во всем мире просто необходимо.