Ядерные реакции в конденсированных средах — основа новой энергетики
Дистанционный доклад ведущего технолога Института геологии и минералогии СО РАН имени академика В. С. Соболева, доктора геолого-минералогических наук, члена-корреспондента РАЕН Виталия Алексеевича Киркинского «Холодный ядерный синтез и трансмутации элементов: эксперименты, теория, патенты, природные проявления» на конференции «Холодному синтезу — 30 лет: итоги и перспективы», прошедшей в Москве 23 марта 2019 года.
* * *
Интерес к холодному ядерному синтезу возник у меня сразу после того, как 30 лет тому назад по радио сообщили о пресс-конференции электрохимиков Мартина Флейшмана и Стенли Понса в университете штата Юта, США. Они утверждали, что при электролизе растворов солей лития в тяжелой воде на палладиевом электроде наблюдался выход нейтронов и избыточной энергии около 1 ватта, а также повышение концентрации трития в растворе, что, по их мнению, вызвано ядерным синтезом гелия из дейтерия. Это совершенно не укладывалось в существующие представления физиков, так как такие реакции удавалось осуществить только при огромных энергиях. Сложилось мнение, что эти данные — результат ошибки или мошенничества. В пользу этого приводились весьма серьёзные аргументы: продуктов ядерных реакций не было обнаружено, повышение содержания трития могло быть вызвано его накоплением при испарении тяжелой воды, а выделение энергии должно было бы сопровождаться огромным потоком нейтронов.
Согласно принятой теории, для осуществления термоядерного синтеза требуются температуры более 100 млн градусов. Принципиальная идея нагрева и удержания плазмы в тороидальных камерах, помещаемых в магнитное поле, — ТОКАМАКах была предложена академиками А. Д. Сахаровым и И. Е. Таммом 70 лет тому назад. Практическая реализация этой идеи натолкнулась на чрезвычайные технические трудности. По свидетельству академика Е. П. Велихова, на эти работы в нашей стране уже затрачено более $40 млрд. Россия участвует в программе разработки международного термоядерного реактора ITER, только на первый этап которой планируется затратить $20 млрд. К 2027 году на юге Франции предполагается построить опытный реактор и начать эксперименты с плазмой, которые смогут дать ответ — удастся ли создать необходимые условия термоядерного горения. В случае успеха испытаний результаты будут положены в основу проекта ещё более крупного — демонстрационного термоядерного реактора DEMO. Опыт работы DEMO в свою очередь послужит основанием для проектирования первой опытной промышленной станции. Однако, даже если все научно-технические проблемы за полвека удастся решить, есть большие сомнения в экономической обоснованности и безопасности получения энергии в термоядерных реакторах.
При огромной стоимости проекта, срок службы реакторов из-за сильного потока нейтронов, судя по опыту эксплуатации менее мощных токамаков, составит всего несколько месяцев. Безнейтронные реакции требуют ещё более высоких температур плазмы и значительно более дорогих реакторов.
По техническим условиям, термоядерную реакцию можно поддерживать только в реакторах большого объема. Однократное заполнение рабочей камеры реактора объёмом 830 куб. метров смесью дейтерия и трития будет стоить более миллиарда долларов. Только за счет распада радиоактивного трития ежемесячные потери составят более $160 тысяч. Для наработки трития необходимы атомные реакторы. Диффузия дейтерия и трития через стенки реактора или микротрещины может привести к образованию гремучей смеси с кислородом атмосферы и взрыву реактора с тяжелыми последствиями.
Возможность реализации ядерного синтеза при низких температурах могла бы открыть огромные перспективы для энергетики.
Около ста групп во всём мире попытались воспроизвести опыты Флейшмана и Понса [30]. Наиболее убедительные результаты были получены в Японии [31−33]. Йошиаки Арата и Юи-Чанг Жанг установили выход избыточного тепла 200−500 МДж/см3 и образование значительного количества гелия в дейтерированной палладиевой черни, помещенной в закрытую палладиевую ампулу, служившую катодом во время электрохимических экспериментов продолжительностью 5000 часов. Особо следует отметить, что отношение 3He/4He в продуктах опытов было на 4−5 порядков выше атмосферного. Подобные эксперименты были воспроизведены в лаборатории Electric Power Research Institute в США [34]. Подтверждено выделение избыточного тепла и его корреляция с выходом трития и гелия. Отношение 3He/4He в продуктах опытов было в 44 000 раз выше атмосферного.
Эти и многие другие результаты публиковались не в рецензируемых журналах, а в основном в Материалах международных и национальных конференций. Официальная наука считала их ненадежными. Даже спустя 23 года после первого сообщения о новом явлении в некрологе о смерти Мартина Флейшмана в авторитетном журнале Nature было написано:
«…холодный синтез сейчас рассматривается как один из самых известных случаев того, что химик Ирвин Лэнгмюр называл патологической наукой: science of things that aren`t so».
Главной причиной упорного игнорирования нового научного направления была невозможность теоретического объяснения экспериментальных данных. Как показывает вся история развития науки, новые явления получают признание только после того, как найдены условия их надежного воспроизведения и дано теоретическое объяснение на основе фундаментальных законов природы. Построение теории явления — неотъемлемый этап крупного открытия. По этой причине разработка теоретических основ механизма и кинетики ядерных реакций в конденсированных средах при низких энергиях имеет не меньшее значение, чем обнаружение и подтверждение аномальных явлений. Для практического использования в энергетике необходимо повысить интенсивность ядерных реакций в миллионы раз по сравнению с первыми опытами, что крайне трудно осуществить без теоретического понимания явления.
С 1989 года опубликовано более ста работ, в которых высказывались самые разнообразные гипотезы о причинах «эффекта Флейшмана и Понса». Ссылки и классификация их приведена нами в работах [2, 5]. Большинство авторов ограничивались предположениями, высказанными в качественной форме. В обзоре [35] теоретики США и России сделали вывод:
«Несмотря на значительные усилия, не удалось создать теорию холодного ядерного синтеза, количественно или даже качественно описывающую экспериментальные результаты. Модели, в которых заявлено, что они решили эту задачу, оказываются далёкими от достижения цели».
На многих последующих международных конференциях отмечалось, что создание теории ядерных реакций в конденсированных средах является задачей первостепенной важности.
Экспериментаторы проводили и до сих пор проводят опыты в основном неэффективным методом проб и ошибок. На 9-й Конференции по холодному синтезу в Пекине в 2003 году я задал Mартину Флейшману вопрос; что, по его мнению, более важно для развития этого направления: эксперименты или теория? Он ответил кратко: «Both» (и то, и другое).
* * *
С самого начала своих исследований основной задачей мы ставили разработку теории ядерных реакций при низких энергиях, сочетая это с экспериментами.
Проблеме преодоления кулоновского барьера посвящены статьи, опубликованные в Europhysics Letters [2, 3], монография [5] и ряд статей в Материалах международных конференций [6, 7, 10−12].
Разработанная нами модель механизма ядерных реакций основывается на учёте динамического экранирования зарядов протонов (дейтронов) внешними электронными орбиталями атомов металлов. Использовалась как квазиклассическая, так и квантово-механическая модели. Проведено несколько сотен тысяч численных экспериментов методами молекулярной динамики при случайных начальных положениях дейтронов при их диффузии в кристаллических структурах ряда металлов, показавших, насколько они сближаются друг с другом. Оказалось, что, хотя среднее расстояние между ними примерно такое же, как в молекуле D2 — 0,74 Ǻ, несколько процентов пар сближаются на расстояние менее 0,1 Ǻ, вплоть до 0,01 Ǻ. На таких расстояниях происходит ядерный синтез за счет туннельного эффекта, что рассчитывается по общепринятым в квантовой механике формулам. Расчёты по этим моделям впервые позволили получить количественные данные о вероятности и скорости ядерных реакций изотопов водорода в ряде металлов: палладии, титане, лантане, альфа‑ и гамма-железе [5−8, 11, 12, 14].
Совместно с физиком-теоретиком Алтайского государственного университета кандидатом физико-математических наук А. И. Гончаровым мы провели компьютерное моделирование поведения атомов водорода в среде свободных электронов в металлах [13]. Открыто неизвестное ранее явление: образование нестационарных комплексов протонов или дейтронов с вращающимися вокруг них по изменяющимся по размеру и форме орбитам электронов. По размеру они на 3−4 порядка меньше атома водорода и всего на один порядок крупнее нейтрона. Мы назвали их миниатомами или квазинейтронами. За короткое время своего существования благодаря своей электронейтральности они могут свободно перемещаться в кристаллических структурах металлов и приближаться к ядрам изотопов водорода или металла на расстояния, при котором благодаря туннельному эффекту происходит ядерное взаимодействие. Это решает ключевую проблему преодоления кулоновского барьера. Рассчитанная скорость реакции между дейтронами в дейтериде палладия при учете образования миниатомов на 6 порядков выше полученной ранее на основе модели динамической деформации электронных орбиталей.
Проведенные расчеты позволили нам найти пути интенсификации ядерных реакций дейтерия в кристаллической структуре гидридов металлов. Удалось найти нетривиальный и эффективный путь интенсификации ядерного взаимодействия за счет изоструктурных фазовых переходов, вероятность преодоления барьера при которых значительно возрастает, что на несколько порядков увеличивает скорость ядерного синтеза.
Обоснованы причины чрезвычайно сильного (на десятки порядков) ослабления нейтронного и жесткого гамма-излучения при ядерных реакциях в гидридах и дейтеридах металлов при низких температурах по сравнению с термоядерными процессами в плазме. Это связано с механизмом ядерных реакций, происходящих через промежуточную стадию образования миниатомов. Характерные особенности таких реакций в гидридах (дейтеридах) металлов и их влияние на радиоактивные излучения рассмотрены в [21]. Показано, что энергия ядерного синтеза выделяется в основном в виде более мягкого — рентгеновского излучения, которое при поглощении в металлах топлива, реактора и охлаждающей системы приводит к их нагреву. Это очень важная в практическом отношении особенность ядерных реакций в конденсированных средах, так как защита от рентгеновского излучения с помощью экранов не представляет труда и хорошо отработана в научных и медицинских аппаратах.
Теоретически рассчитанное выделение избыточной энергии в процессе α-β перехода в дейтериде палладия было проверено нами совместно со специалистом по термохимическим измерениям В. А. Дребущаком в экспериментах на сканирующем калориметре SETARAM DSK-III с помощью специально разработанной методики. Результаты восьми серий экспериментов показали, что при сорбции-десорбции дейтерия в тонкокристаллическом порошке палладия выделяется избыточная энергия более 1 Вт на грамм дейтерида палладия, в то время как в аналогичных экспериментах с легким изотопом водорода аномальных эффектов не наблюдалось. Эти результаты опубликованы нами в журнале Europhysics letters [4] и в материалах международной конференции [9].
На базе проведенных теоретических и экспериментальных исследований были разработаны способ и устройства для получения энергии, на которые получены два российских патента [26, 27], евразийский и европейский патенты [28, 29], каждый из которых включает более 20 частных изобретений.
Главными их особенностями является использование нанопорошков специально подобранных металлов и интерметаллических соединений, которые при насыщении дейтерием или обычным водородом претерпевают изоструктурные превращения с изменением состава при изменении температуры или давления.
На Рис. 1 приведена схема устройства по патенту [26] с датой приоритета 3 августа 1992 года.
Установка включает два связанных между собой стальных сосуда 1 и 2 с затворами 3 и 4 и карманами, в которые помещены электронагреватели 5, 6 и термопары 9 и 10. Снаружи сосудов находятся медные трубки 7 и 8 с охлаждающей проточной жидкостью. Внутри сосудов помещен тонкокристаллический металл (Me), гидриды или дейтериды которого испытывают изоструктурный переход при изменении температуры. Из подсоединенного баллона 16 в один из сосудов подаётся сжатый водород, дейтерий или их смеси до полного насыщения, затем включается нагреватель и открывается вентиль для соединения со вторым сосудом, снаружи которого пропускается охлаждающаяся вода. Через некоторое время включается нагреватель второго сосуда, и процесс идёт в обратном направлении. Циклы сорбции-десорбции многократно повторяются.
На Рис. 2 приведена схема дейтериевого теплогенератора по патентам [27, 28] вместе с системой измерения баланса энергии.
Обозначения на Рис. 2:1 — внутренний цилиндр реактора, 2 — внешний цилиндр реактора, 3 — кожух охлаждения, 4 — рабочий объем с рабочим веществом, 5 — обтюратор, 6 — нажимная гайка, 7 — фильтры противопылевые, 8 — блок уплотнений запорный, 9 — фланец сочленения с вакуумной системой и запорным вентилем, 10 — теплоизоляция, 11 — нагревательные элементы, 12 — охлаждающая жидкость, 13 — уплотнения, 14 — гайка нажимная охлаждающего кожуха, 15 — система подачи и контроля расхода охлаждающей жидкости, 16 — блок измерительный термопарный, 17 — термостат комбинированной термопары, 18 — источник питания, 19 — трансформатор, 20 — термопары, 21 — термопарный датчик температуры жидкости, поступающей в теплообменник, 22 — термопарный датчик температуры жидкости, выходящей из теплообменника, 23 — электросчетчик Ватт-часов активной энергии.
Общий вид изготовленной установки показан на Рис. 3.
В реактор теплогенератора объёмом 308 см3 помещалось 32,7 г специально приготовленного тонкокристаллического палладия с размером частиц от 20 до 100 нм. После вакуумирования до ~1 Па в реактор вводилось от 700 до 2600 мл газообразного дейтерия, полученного из тяжёлой воды. Измерения проводились как при постоянных температуре и давлении, так и при циклическом изменении температуры от 50º до 600ºC. Потребляемая энергия измерялась по напряжению и силе тока в нагревателе, а выделенная энергия рассчитывалась по теплоемкости и массе воды, нагретой в теплообменнике. Результаты экспериментов по зависимости избыточной энергии от температуры представлены на графике (Рис. 4) [18].
Относительная избыточная энергия составляла в среднем ~23% с максимальными значениями до 35% от затраченной, что соответствует выделяемой мощности ~20 Ватт на грамм палладия или 1 кВт на грамм дейтерия. Максимальная избыточная энергия составила ~600 Ватт. Общее количество выделенной избыточной энергии составляет ~100 МДж, что в 2500 раз превышает энергию возможных химических реакций в реакторе. Это доказывает, что избыточная энергия обусловлена не химическими, а ядерными процессами. Выделение энергии, на 25−35% превышающей потребляемую, было подтверждено в серии опытов с циклами нагрева и охлаждения реактора.
Свидетельством ядерных реакций в реакторе является повышение потоков нейтронного и гамма-излучения при росте температуры до 400ºC и их снижение до уровня фона при охлаждении (Рис. 5 и 6) [21].
Измеренное повышение радиоактивных излучений не превышает вариаций естественного космического фона, но возможность воспроизводимо изменять их уровень в зависимости от температуры доказывает, что в реакторе происходят ядерные реакции.
Наблюдаемая интенсивность радиоактивных излучений на много порядков ниже, чем при термоядерных реакциях в плазме для эквивалентного выделения общей энергии, что неоднократно отмечалось при всех исследованиях холодного ядерного синтеза. Следует всё же сказать, что вопросы безопасности, особенно при работе с плазменными установками холодного ядерного синтеза, требуют дальнейшего серьёзного изучения.
Ещё более убедительные доказательства ядерных реакций были получены при исследовании содержимого реактора после серии из 65 опытов.
Анализ исходного палладия и продуктов, полученных после всей серии опытов, проводился двумя методами атомно-эмиссионного спектрального анализа в Институте геологии и минералогии СО РАН. В первом из них, разработанном ВМК-Оптоэлектроника, методе «просыпка — вдувание» на установке «Поток» с электродуговым возбуждением пробы смешивались с особо чистым графитом в отношении 1:50 и после растирания в ступке подавались в электрическую дугу. Измерения пяти параллельных проб проводились путем сопоставления интенсивностей 2−3 спектральных линий со стандартами известного состава. В другом методе — атомно-эмиссионном спектральном анализе с индуктивно связанной плазмой ISP-AES на приборе IRIS использовались растворы, предварительно полученные растворением исследуемых веществ. Использовался также лазерный масс-спектральный анализ MS-AES в ИОНХ РАН на приборе ЭМАЛ-2. Изотопный состав палладия был также определен в ИГМ СО РАН масс-спектральным методом с индуктивно связанной плазмой ИСП-МС.
Сопоставление результатов анализов, произведенных использованными методами, позволяет придти к следующим выводам [19].
1. При взаимодействии газообразного дейтерия с рядом элементов — примесей в исходном палладии: Li, Be, B, C, F, Mg, Si, S, K, Ca, Ti, V, Fe, Co, Ni, Zn — наблюдались их трансмутации, которые описываются обобщенными ядерными реакциями:
AZMe + (2H + e) = A+2z+1Me + e + wи
AZMe + (2H + e) = A+2zMe + w
c выделением значительной энергии w, рассчитанной по возрастанию дефекта массы (Таблица 1).
2. Для 15 элементов, в которых подобная реакция приводила бы к уменьшению дефекта массы: Ge, As, Y, Cd, Sn, Sb, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Pt, Hg, Pb, Bi, Hf, Ta, изменение содержания элементов в пределах погрешности спектральных методов анализов не происходит.
3. Значительное (на два порядка) возрастание содержания серебра в продукте опытов, вероятнее всего, происходит за счет реакции изотопов палладия с протонами высокой энергии — продуктами реакции ядерного синтеза из дейтронов.
4. Изотопный состав палладия продукта опытов в пределах точности анализа ICP-MS (±1%) идентичен исходному.
5. Оценка энергии, выделившейся при ядерных реакциях синтеза изотопов гелия из дейтерия и за счёт трансмутации примесных элементов, приблизительно соответствует суммарной энергии, выделившейся во всём цикле экспериментов.
* * *
В 2014 году итальянский инженер Андреа Росси получил патент США на устройство и способ получения тепла [36]. В 2015 году опубликована статья с результатами проверки его аппарата (E-cat) международной группой из шести экспертов [37]. В эксперименте при температуре ~1400ºС, длившемся 32 дня, также как и в ранее проведенных двух сериях опытов, был измерен выход тепловой энергии, более чем в три раза превышающей затраченную. Общее количество избыточной энергии на два порядка превышало лучшие источники химической энергии. Самым важным достижением последнего эксперимента являются результаты исследования продуктов опыта комплексом современных методов. Двумя различными методами: SIMS и ICP-MS в двух независимых лабораториях было показано, что соотношение изотопов никеля после опыта изменилось в 30−80 раз по сравнению с исходным, при этом данные, полученные в разных лабораториях, согласуются между собой. Результаты Росси по выходу избыточной энергии были повторены и подтверждены А. Г. Пархомовым [38].
Детальный анализ патента А. Росси показывает, что по совокупности признаков он незначительно отличается от наших российских и европейского патентов [26−29], полученных на несколько лет раньше. Росси использовал в качестве топливного материала твердое вещество, включающее никель и водород. В качестве рабочих веществ в наших патентах указаны приготовленные в виде тонкокристаллических порошков металлы, в частности, Pd, V, Nb, LaNi5 и интерметаллиды, LaNi5, LaCo5, TiFe, TiMn1,5 и другие, гидриды или дейтериды которых способны к изоструктурным фазовым превращениям, что увеличивает скорость ядерных реакций в сравнении с чистым никелем. Меньший выход избыточной энергии в нашем аппарате был связан с проведением экспериментов при температурах до 600ºС, по сравнению с опытами Росси при 1200º-1400ºС. Конструктивные особенности запатентованных нами устройств имеют важные преимущества для измерения баланса энергии и практического использования.
Полученные нами, Сергеем Цветковым, Андреа Росси и Александром Пархомовым результаты не только убедительно доказывают протекание ядерных реакций при низких энергиях, но и показывают, что их скорость может быть повышена до значений, имеющих практическое значение. Использование дейтеридов и гидридов в закрытых сосудах и их термоциклирование позволяет сделать устройства значительно более надежными и безопасными по сравнению с электрохимическими, плазменными, лазерными и кавитационными способами.
Энергетика, основанная на ядерных реакциях в конденсированных средах, имеет важные преимущества.
Топливо — водород или дейтерий получают известными методами из обычной воды, запасы которой в океанах и морях практически неисчерпаемы. Природных ресурсов используемых металлов хватит на миллионы лет.
Ожидаемое многократное уменьшение стоимости тепловой энергии снизит затраты на жилищно-коммунальное хозяйство городов, позволит обеспечить теплом малые посёлки и индивидуальные дома, теплицы, позволит получать чистую пресную воду.
Новая технология экологически безопасна. Исходное сырье (дейтерий) и продукты реакций (гелий), в отличие от атомной энергетики на основе урана и плутония, нерадиоактивны. Повышение нейтронного и гамма-излучения находится в пределах колебаний естественного космического фона. При получении энергии не загрязняется окружающая среда. Уменьшение потребления традиционных энергоносителей приведёт к снижению, а в будущем — к устранению важнейших источников загрязнения природной среды, таких как выделение в атмосферу окислов азота, серы, углерода и радиоактивной пыли при сжигании каменного угля, нефтяные пожары, аварии на танкерах, нефте‑ и газопроводах, угольных шахтах, атомных электростанциях. Переход на новую технологию получения энергии может остановить глобальное потепление — результат накопления углекислого газа при сжигании углеводородов, ожидаемый ущерб от которого, по расчетам экономистов, за десять лет превысит потери от двух мировых войн, вместе взятых.
Развитие новой технологии получения энергии может привести к революционным преобразованиям в энергоемких производствах, транспорте и космической технике и даст мощный импульс экономического роста.
Ядерные реакции при низких энергиях позволят получать редкие элементы и изотопы, например тритий, изотопы гелия, бериллий, ванадий, галлий и другие за счёт трансмутации ядер более дешёвых элементов.
* * *
Для меня как геохимика особый интерес представлял вопрос, возможны ли ядерные реакции и трансмутации элементов в природных условиях нашей планеты? Этой проблеме были посвящены работы [1, 6, 8, 14, 16, 17, 20, 22]. Главные итоги этих исследований приведу в тезисной форме.
По геохимическим данным, ядро Земли, основу которого составляют железо и никель, содержит ~0,06 мас.% водорода, общая масса которого в ядре в несколько раз превышает его содержание во всей гидросфере Земли. Ядерные реакции холодного ядерного синтеза и трансмутаций элементов при низких энергиях в кристаллических структурах ряда металлов, в том числе никеля, надежно доказаны. Теоретическое моделирование и непосредственные эксперименты показывают, что высокие температуры и давления ускоряют такие реакции. Возможные ядерные реакции, происходящие в ядре Земли, приведены в Таблице 2.
Геологическими свидетельствами ядерных реакций водорода в ядре Земли являются: фиксируемый геофизиками высокий тепловой поток из ядра 13±3 ТВт, необъяснимый известными причинами; аномальные соотношения изотопов He, S, Fe и других в породах глубинного происхождения и связанных с ними гидротермах; высокие содержания тяжелых изотопов Fe в железных метеоритах — остатках металлических ядер астероидов (аналогах ядер планет). Выделение энергии при ядерных реакциях водорода, наблюдаемое в экспериментах, в пересчете на массу ядра значительно превышает тепловой поток от него, а запас энергии при современных оценках содержания водорода в ядре достаточен для обеспечения общего теплопотока Земли на протяжении многих миллиардов лет. Вызванное нагревом и образованием воды при поступлении водорода в мантию плавление силикатных пород приводит к формированию и подъёму гигантских магматических масс — плюмов, росту радиуса Земли и раскалыванию верхней твердой её оболочки — литосферы на крупные плиты. Поступление горячих магм к трещинам раскола приводит к формированию областей поднятия уровня астеносферы (частично расплавленного слоя) и сползанию с них плит под действием сил гравитации. В областях столкновения плит происходят сколы сжатия и образуются зоны субдукции — погружения плит либо формируются горные системы при утолщении и деформации литосферы. Механизм, приводящий в движение литосферные плиты, подробно рассмотрен в моих ранее опубликованных статье и монографии [23, 24]. В то время была неясна причина разогрева и расширения Земли. Нашими последующими работами установлено, что причиной этого является энергия, выделяемая при ядерных реакциях водорода в ядре Земли. Подъем крупных плюмов в континентальных областях, зародившихся на границе с ядром, вызывает излияния базальтовых магм, примером которых являются гигантские по мощности сибирские траппы. Процессы, происходящие под действием ядерных реакций в ядре Земли, в конечном счете являются первопричиной происхождения многих магматических и гидротермальных рудных месторождений, в частности никеля, платины, палладия, золота и других. Реакции холодного ядерного синтеза и трансмутаций элементов являются главным энергетическим источником глобальных геологических процессов.
Теоретически и экспериментально установленная, а также подтвержденная природными фактами возможность синтеза и трансмутации элементов не только в звёздах, но и в земных условиях имеет принципиальное значение для геохимии и космохимии.
* * *
В настоящее время исследования ядерных реакций при низких энергиях интенсивно ведутся во многих странах мира, опубликованы сотни статей и десятки патентов, ежегодно проводятся международные и национальные научные конференции. К сожалению, это направление науки в нашей стране до сих пор не получало государственной поддержки. Работы по этой тематике связаны с риском, поэтому не включались в планы НИР и не финансировались. Публикация работ, идущих вразрез с традиционными представлениями, крайне затруднена, а в российских журналах — до последнего времени была фактически запрещена. Отсутствие статей в ведущих журналах было основанием отклонять заявки в РФФИ — альтернативный источник средств на фундаментальные исследования. За 30 лет ни один из проектов по холодному синтезу не был поддержан.
Стоит также отметить, что становление этого направления совпало с двумя десятилетиями перестройки, что очень тяжело отразилось на финансировании науки. Частные инвесторы не заинтересованы вкладывать средства в проекты, не гарантирующие быструю прибыль. По этим причинам дорогостоящие исследования мы проводили за свои личные средства. В таком же положении находились практически все группы, работавшие по этой тематике. Многие из них были расформированы или распались, часть исследователей уехали за границу. Продолжение такой научно-технической политики приведет к технологическому отставанию нашей страны. Успехи российских энтузиастов не получат развития. Зарубежным владельцам патентов придется выплачивать за каждый киловатт-час энергии, произведенной по новой технологии.
ИА REGNUM, предоставляя авторам возможность популяризировать свои разработки, делает важный вклад в развитие этого прорывного направления.
* * *
Публикации группы В. А. Киркинского
1. Киркинский В. А., Новиков Ю. А. 1997. Проблема нуклеосинтеза в геологических процессах. В кн. «Науки о Земле на пороге XXI века: новые идеи подходы, решения», Москва, Научный мир, с. 85.
2. Киркинский В. А., Новиков Ю. А. 1998. Теоретическое моделирование холодного ядерного синтеза. Новосибирск, 48 с.
3. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A. 1999. A new approach to theoretical modeling of nuclear fusion in palladium deuteride. Europhysics Letters, v. 46, No. 4, pp. 448−453.
4. Kirkinskii V. A., Drebushchak V. A., Khmelnikov A.I. 2002. Excess heat release during deuterium sorption-desorption by finely powdered palladium deuteride. Europhysics Letters, v. 58, No. 3, pp. 462−467.
5. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A. Theoretical modeling of cold fusion. Novosibirsk, Novosibirsk State University, 2002, 105 p.
6. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A. 2002, Hydrogen isotopes interaction in crystal substances on results of numerical computation in connection with the problem of natural nucleosynthesis. Experiment in Geosciences, v. 10, No1, pp. 51−53.
7. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A. 2003. Numerical calculations of cold fusion in metal deuterides. In the book: «Condensed Matter Nuclear Science» (Proceedings of the ICCF-9, ed. by Xing Z. Li), pp. 162−165,
8. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A., 2003. Fusion reaction probability in iron hydride and the problem of nucleosynthesis in the Earth's interior. In the book: «Condensed Matter Nuclear Science» (Proceedings of the ICCF-9, ed. by Xing Z. Li), 166−169, 2003.
9. Kirkinskii V. A., Drebushchak V. A., Khmelnikov A.I. 2003. Experimental evidence of excess heat output during deuterium sorption-desorption in palladium deuteride. In the book: «Condensed Matter Nuclear Science» (Proc. of the ICCF-9, ed. by Xing Z. Li), pp. 170−173.
10. Kirkinskii, V. A., Novikov, Yu. A. 2004. Modelling of dynamic screening effects in solid state. Europhysics Letters. Vol. 67, N 3, pp 362−367.
11. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A., 2006. Calculation of nuclear reaction probability in a crystal lattice of lanthanum deuteride. In the book «Progress in condensed matter nuclear science». Editor A. Takahashi, World Scientific Publ. Co., Proc. of 12th Conference on cold fusion.
12. Kirkinskii V. A., Novikov Yu. A., 2006. Calculation of nuclear reaction probabilities in a crystal lattice of titanium deuteride. In the book «Condensed matter nuclear science». Editors: P. Hagelstein and S. Chubb. World Scientific, Proc. of the ICCF-10, pp. 681−685.
13. Goncharov A I., Kirkinskii.V. A., 2006. Theoretical modeling of electron flow action on probability of nuclear fusion of deuterons. In the book «Progress in Condensed Matter Nuclear Science», Editor A.Takahashi. World Scientific Proceedings of 12th conference on cold fusion.
14. Kirkinskii V. A., 2008. Estimation of geofusion probability. In the book: Proceedings of the 13-th International Сonference on Condensed Matter Nuclear Science (ICCF 13), Moscow, pp. 674−678.
15. Kirkinskii V. A., Khmelnikov A. I., 2008. Setup for measuring of energy balance at interaction of metals and hydrogen isotopes gas at high temperatures and pressures Proc. of the 13-th International Сonference on Condensed Matter Nuclear Science (ICCF-13), Moscow, p. 43−46.
16. Киркинский В. А., 2015. Экспериментальные доказательства ядерных реакций в ядре Земли. Труды ВЕСЭМПГ-2015. С.270−275.
17. Киркинский В. А., 2015. Ядерные реакции водорода как источник энергии ядра Земли. Труды ВЕСЭМПГ-2015. С.276−281.
18. Киркинский В. А., Хмельников А. И., 2016. Результаты измерения избыточной энергии в дейтериевом теплогенераторе. Материалы 22-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии, с. 105−115, Москва.
19. Киркинский В. А., Хмельников А. И., 2016. Трансмутации элементов в дейтериевом телогенераторе: предварительные результаты. Материалы 22-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии, с. 116−123. Москва.
20. Киркинский В. А., 2016. Ядерные реакции синтеза и трансмутаций элементов в ядре Земли, Материалы 22-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии, с. 125−135, Москва.
21. Киркинский В. А., 2016. Нейтронное и гамма излучения в дейтериевом теплогенераторе в связи с проблемой механизма ядерных реакций при низких энергиях Материалы 24-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии, с. 91−100, Москва.
22. Киркинский В. А., Природные свидетельства ядерных реакций синтеза и трансмутаций химических элементов в ядре Земли. Материалы 25-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии, 2019 (в печати), Москва.
23. Киркинский В. А., О физико-химическом механизме глобальных тектонических процессов. Геология и геофизика, 1985, №4, с.3−14.
24. Киркинский В. А., Механизм и цикличность глобального тектогенеза. 1987, Новосибирск, Наука, 71 с.
* * *
Патенты
25. Kirkinskii V. A., 1994. Method and device for producing energy and obtaining tritium, helium and free neutrons. (Способ получения энергии, а также гелия, трития и свободных нейтронов и устройства для его осуществления). Международная заявка, опубликованная в соответствии с договором о патентной кооперации (РСТ). Номер международной заявки РСТ/RU93/00174. МКИ G21 B1/00 G21 G4/02. Номер международной публикации WO 94/03902. 17.02.94, 30 с.
26. Киркинский В. А., 1996. Патент Российской Федерации № 2 056 656 на изобретение «Способ получения свободных нейтронов». Дата приоритета 3 августа 1992 г. Опубликован в бюллетене «Изобретения, товарные знаки» 20 марта 1996 г., №8, часть II, с. 267−268.
27. Киркинский В. А., Хмельников А. И., 2002, Устройство для получения энергии. Патент РФ № 2 195 717. Бюллетень «Изобретения, товарные знаки», № 26.
28. Киркинский В.А., Хмельников А.И., 2006. Устройство для получения энергии. Евразийский патент № 006525 В 1, Int. Class. G21B/00, дата публ. 2006.02.24.
29. Kirkinskii V. A., Khmelnikov A. I., 2009. Energieеrzeugungseinrichtung (Power Producing Deviсe) Europaische Patentschrift 1 426 976 B1, Int. Cl. G21B 1/00 Publikation Date 23.12.2009, Patentblatt 2009/52.
* * *
Цитированнаялитература
30. Fleishman M., Pons S., J. Electroanal. Chemistry, 1989, vol. 261, p. 301−308.
31. Arata Y. and Zhang Y. Ch., Proc. Japan. Academ., 1996, vol. 72, ser. B, p. 179−184.
32. Arata Y. and Zhang Y. Ch., Proc. Japan. Academ., 1997, vol. 72, ser B, p. 1−6.
33. Arata Y. and Zhang Y. Ch., Proc. Japan. Academ., 1999, vol. 75, ser B, p. 76, p. 281.
34. McCubre M., Crouch-Baker S, Hauser A. K. et al. In Proc. ICFF-8, 2000, Lerichi, Itali, 2001.
35. Chechin V. A., Tsarev V. A., Rabinovitz M., Kim G.E., Int. J. Theor. Phys., 1994, v. 33, p. 617−670.
36. Rossi A., US Patent 2014/0326711 A1.
37. Levi G., Foschi E., Hoistad B., Pettersson R., Tegner L. and Essen H. Observation of abundant heat production from a reactor device and of isotopic changes in the fuel.
38. Пархомов А. Г. Журнал формирующихся направлений науки, 2015, т.3, №7, с. 68−72.