пятница, 12 июня 2015 г.

А ЛАРЧИК ПРОСТО ОТКРЫВАЛСЯ


               Несмотря на всю непостижимую загадочность вселенной, природа всегда ищет и находит самые простые способы решения любых сложных проблем. Всё, что придумал и нафантазировал человек, так или иначе изначально заложено в окружающем нас мире: от колеса до термоядерного синтеза.

               Однако Бог с ним, с колесом, искать источник вдохновения древних первооткрывателей телеги равносильно изобретению велосипеда в 21 веке, поэтому, не углубляясь глубоко в теорию, остановимся на термояде. Причём, не только на «горячем», но и на «холодном», хотя последний существует лишь в голой теории и не более того (предполагаю по той простой причине, что до сих пор аналогов ему никто не обнаружил в природе).
               Согласно гипотезе учёных, наше родимое солнышко светит и греет потому, что в его недрах, при температуре 10-20 млн °С (либо °К) идёт реакция по образованию гелия из ядер водорода (H) и его изотопов. Преодоление взаимного отталкивания ядер (протонов) достигается за счёт сочетания огромной температуры и давления. Вот именно подобные реакции как раз и называются горячим термоядерным синтезом. То есть, непрерывно действующая горячая термоядерная реакция уже придумана природой, причём придумана непостижимо давно, что как раз и подвигло физиков-ядерщиков с середины прошлого века попытаться повторить природный феномен в управляемом режиме.
Напомню, что неуправляемую термоядерную реакцию люди уже освоили, она так и называется – водородная бомба. Из названия видно, что в качестве «топлива» во всех случаях прежде всего рассматривается именно водород, в том числе и потому, что запасы этого элемента во вселенной практически неограничены: 86 - 88% всей материи – это водород, так же, как и на Земле – в виде соединения с кислородом (вода - Н₂О). Особенно это актуально для вопросов безопасности термоядерного реактора, поскольку при синтезе гелия из водорода выделяется ничтожно малое количество радиации по сравнению с реакциями деления. Это, кстати, не касается водородной бомбы, термоядерный взрыв в которой по одной из схем инициируется обычным радиоактивным ядерным зарядом.
Итак, первое условие соблюдено: наличие воды, из которой можно относительно легко добыть водород и его изотопы: дейтерий (²Н) и тритий (³Н), необходимые для термоядерного синтеза.
Двигаемся дальше.
Согласно некоторым гипотезам, основанным на законе сохранения энергии, на Земле так же есть природные термоядерные реакторы, хотя и действующие далеко не так интенсивно, как на звёздах. Такими реакторами, периодически активизирующимися, являются вулканы – действующие, спящие или потухшие. Возвращаясь к первому условию – наличие источника водорода, обратим внимание, что подавляющее большинство вулканов расположено либо по побережью (вблизи воды), либо в горной местности (то есть, вблизи тектонических разломов или сдвигов, когда-то бывших краем суши), либо вообще под водой (опять же в местах разлома тектонических плит):

               Одновременно замечу, что у вулкана есть как видимая часть, так и невидимая, где как раз всё и происходит, причём на большой глубине, недоступной для исследования. А там, как раз таки, и происходит самое интересное. Причём, даже действующий вулкан с кипящей лавой в своём жерле – это обычное спокойное состояние, поддерживаемое высокой температурой магмы, сообщяющейся с жерлом по относительно тонкому каналу, ведущему из глубины Земли. Так вот, по предположению, в месте соединения магмы с вертикальным каналом, находится «камера», в которой вещество постоянно «варится» под большим давлением земной коры на глубине 5 – 10 км и температурой порядка 2000°С, что в сочетании даёт второе условие для термоядерного синтеза: наличие больших энергий (порядка 0,1 МэВ), способных преодолеть силу отталкивания ядер лёгких элементов. Данная система относительно стабильна, но, как говорится, до поры до времени, пока её равновесие не нарушается «вмешательством» извне, например, неконтролируемым притоком воды:

               Таким образом, дело за малым – доставить в камеру водород, что часто и происходит, когда в силу тех или иных причин большое количество воды вдруг проникает на большие глубины и, в условиях агрессивной среды, высокой температуры и большого давления, происходит сначала химическая реакция разложения воды на водород (с его изотопами) и кислород, а затем и термоядерный синтез с большим выбросом энергии, наблюдаемым как извержение вулкана. При этом, так как в синтезе участвуют лёгкие элементы,  радиоактивного заражения не происходит, а сила извержения зависит от многих обстоятельств: размера камеры, химического состава кипящей магмы, количества поступающей воды и т.д.
               Это означает, что с учётом относительно небольшой температуры (2000°С по сравнению с 10-20 млн °С на Солнце), природные термоядерные реакции на Земле совершенно определённо относятся к классу холодного синтеза. Из чего следует, что искать решение проблемы надо не по аналогии со звёздами, а по аналогии с земными вулканами. То есть, для преодоления сил отталкивания протонов достаточно прочной тугоплавкой камеры с внутренним давлением, соответствующим 5-10 км столба земной коры и с предохранительными клапанами для регулировки и аварийного сброса: для быстрой остановки реактора будет достаточно резко уменьшить давление в камере с одновременным усилением циркуляции теплоносителя в камере охлаждения. Экспериментальная установка может быть относительно малой, достаточно лишь зарегистрировать генерацию нейтронов. И всё это без риска радиационного заражения:

Простота конструкции несоизмерима с огромными и сложными горячими экспериментальными реакторами, к тому же, следует отметить, что в земных условиях для горячего синтеза нужна температура минимум 100 млн °С, что достижимо, но а пока что больше 10 млн °С получить не смогли, может быть только теоретически:
               Надо сказать, что попытки оседлать управляемые термоядерные реакции идут давно («токамаки», международный проект ITER), но в основном по пути горячего синтеза, однако воз и ныне там. За всё время потрачены десятки (если не сотни) миллиардов долларов, но преодолеть многие ограничения пока так и не удалось, поэтому перспективы «маленького солнца» в пределах Земли многим представляются утопией. А что касается холодного синтеза, то все истории вокруг него с участием маститых учёных, кроме как скандалами, до сих пор ничем отметиться не успели.
               Бумага, как говорится, всё стерпит, однако все подобные измышления имели бы смысл, если бы у них было бы хоть какое-то подтверждение с последующим практическим применением. То есть, всё это абсолютно бессмысленно, но лишь до тех пор, пока непонимание процесса не приведёт вдруг к неконтролируемому вмешательству человека с потенциально катастрофическими последствиями.
               И вот далее начинается самое интересное.
Одной из самых зловещих загадок последнего десятилетия стал гигантский «йеллоустонский супервулкан», который вдруг обнаружил свою пугающую и ничем необъяснимую активность. Находится это чудище недалеко от большого озера Йеллоустон, что на самом деле вряд ли является причиной пробуждения, ибо процессы «разбухания» магмы находятся гораздо глубже. Расчёты периодов извержения в 600 тысяч лет, основанные на крайне приблизительных оценках, вряд ли уместны, поскольку могут легко давать погрешности в десятки тысячелетий. Следовательно, для его пробуждения должно было произойти что-то чрезвычайное.
               А теперь давайте обратимся к карте месторождений сланцевой нефти США, из которой совершенно наглядно видно, что вокруг означенного места идёт (или шло) интенсивное извлечение нефти на большой глубине методом гидроразрыва пластов:

Данная технология подразумевает замещение извлекаемых углеводородов смесью песка, химических реагентов и, внимание, той самой воды! И всё это происходит под большим давлением, следствием чего на большой глубине могут появляться неконтролируемые трещины в пластах, с проникновением воды туда, куда ей совсем не нужно проникать. В том числе и туда, где в идеальных условиях для термоядерного синтеза находится гигантская камера йеллоустонского супервулкана с расплавленной магмой.
               И последнее. Голливуд приложил немало усилий для поднятия патриотизма в России и одновременно, посредством бесконечных фильмов-катастроф, создал в американском обществе атмосферу страха перед наступающим глобальным апокалипсисом, либо природным, либо техногенным, а то и природно-техногенным. По сути дела, деятельность Голливуда в нормальном обществе должна рассматриваться в качестве подрывной, направленной против своей собственной страны. Ведь, как известно психологам, если человек постоянно думает о чём-то плохом, рано или поздно это происходит, причём отследить причинно-следственную связь крайне трудно. Тем более, если при этом задействуются такие мощнейшие инструменты, как коллективное сознание вкупе с коллективным бессознательным.
К сожалению, гегемонистские амбиции США, в случае накопления ошибок и последующего провала по любому из направлений, будь то мировые финансы, техногенно-природные катастрофы или неудачи во внутренней социальной или национальной политике, уже не ограничатся границами американского континента. Особенно в условиях глобальной конкуренции, толкающей корпорации на получение прибыли любой ценой, не смотря на последствия.

Что касается Йеллоустонского супервулкана, то говорить о последствиях его полноценного извержения, полагаю, излишне. Однако обратить внимание на колоссальное нагнетание напряжённости вокруг России, обладающей бескрайними сейсмобезопасными территориями, пригодными для проживания миллиардов людей, необходимо очень внимательно. Не думаю, что нам для будущего благополучия стоит разбавлять свою ментальность англо-саксонскими морально-нравственными установками. Пусть лучше к этому готовятся те, кто изображает из себя трансатлантических союзников «свободного цивилизационного мира».

Источник вдохновения: http://www.spazint.ru/nauka/vulcan.html

2 комментария:

  1. Дело в том, что согласно полевой теории элементарных частиц, нейтрон не является элементарной частицей и состоит их протона и электрона. Вот здесь самое интересное, сохраняется ли протон или нет. Протон состоит из пи-мезонов и позитрона, так вот , смещаются ли пи-мезоны в перекрываемую область электрона и позитрона или нет. Но в любом случае образуются нейтроны (общеизвестно, что в молниях нейтроны образуются) и как нейтрально заряженные частицы попадают в ядро не преодолевая кулоновский барьер. Соответственно могут образовываться любые элементы периодической таблицы Менделеева (в вулканическом пепле есть даже уран)

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Согласен: при термояде в камере перехода магмы в вулканический канал в реакции участвуют масса всяких элементов. Это же не чистый лабораторный эксперимент, поэтому алхимия там идёт полным ходом и по всем направлениям. Но катализатором является вода с её водородом и его изотопами. Всё остальное происходит во временной промежуток между поступлением в камеру воды и выбросом энергии, т.е. извержением (как следствие термоядерного синтеза).Поэтому в лабораторной установке самое важное - зарегистрировать генерацию нейтронов, может даже для начала хотя бы один нейтрон.

      Удалить