Холодный ядерный синтез: почему у Google ничего не получилось?

В первой из цикла статей о сложившейся сегодня в мире ситуации вокруг исследований холодного ядерного синтеза объясняется, почему четыре научные группы, финансируемые несколько лет корпорацией Google и государственными фондами США и Канады, так и не смогли получить и зарегистрировать реакции холодного ядерного синтеза ни одним из трёх широко известных способов, неоднократно воспроизведённых в других лабораториях.

В февральском номере Journal of Electroanalytical Chemistry опубликована статья Филиппа Смита, Роберта Хендрикса и Брюса Стейница — сотрудников Исследовательского центра NASA Джона Гленна в Кливленде «Измерение производства нейтронов с помощью пузырьковых детекторов при электролитическом совместном осаждении [палладия и дейтерия]» (Electrolytic co-deposition neutron production measured by bubble detectors). Главной целью их исследования была надёжная регистрация нейтронов, образующихся при реакциях холодного ядерного синтеза, которые были получены с помощью электролиза тяжёлой воды с использованием палладиевого электрода. То есть в экспериментах, подобных тому, о котором Мартин Флейшман и Стэнли Понс сообщили на знаменитой пресс-конференции в Университете штата Юта 23 марта 1989 года. В экспериментах исследовательской группы NASA был использован считающийся самым точным метод регистрации нейтронов с помощью пузырьковых детекторов. Параметры зарегистрированных нейтронов однозначно свидетельствуют, по мнению авторов, об их ядерном происхождении.

Почти двумя годами ранее журнал Nature «отметил» 30-летие конференции Флейшмана и Понса странной статьёй семи канадских и американских авторов (C.P. Berlinguette et al. Revisiting the cold case of cold fusion // Nature, Vol. 570, pр. 45−51, 2019), которые на средства корпорации Google и нескольких государственных научных фондов США и Канады пытались воспроизвести три широко известных способа получения холодного ядерного синтеза:

1) при насыщении палладия водородом в процессе электролиза, как в опытах Флейшмана-Понса;

2) насыщения палладия водородом из газовой фазы за счет высокого давления (Майкл МакКубре, 1992);

3) нагрева в атмосфере водорода порошка никеля и алюмогидрида лития, как в реакторе Андреа Росси.

При этом нужно отдать должное авторам статьи в Nature, которые честно признают, что ни в одном эксперименте ими не были достигнуты параметры, необходимые для инициации ядерных реакций холодного синтеза в каждом из трёх способов. Поэтому вызывает недоумение появление в престижном журнале как самой публикации о «застрявшем» на подготовительном этапе многолетнем исследовании, так и неприлично ангажированных и злорадных редакционных комментариев Nature, Science и других СМИ, ни коим образом не следующих из экспериментов, в которых холодный синтез не был и не должен был быть получен из-за отсутствия необходимых для его получения параметров. Суть этих комментариев сводилась к тому, что якобы 30 лет назад уже было окончательно и бесповоротно доказано, что холодного синтеза на белом свете не существует, и вот спустя 30 лет «нормальными» учёными при финансировании не кого-нибудь, а самой Google был окончательно вбит ещё один гвоздь в крышку гроба лженаучного направления, видимо, для профилактики, чтобы оно случайно не воскресло и не заразило неокрепшие умы научной молодежи.

В действительности ситуация вокруг холодного ядерного синтеза в 2019 году была совсем иной. В феврале 2019 года были опубликованы результаты положительной государственной экспертизы в Южной Корее российской технологии микробиологической трансмутации жидких радиоактивных отходов, разработанной под руководством Аллы Александровны Корниловой из МГУ им. М. В. Ломоносова (см. Kyu-Jin Yum, Jong Man Lee, Gun Woong Bahng and Shanghi Rhee. An Experiment in Reducing the Radioactivity of Radionuclide (137Cs) with Multi-component Microorganisms of 10 Strains), в Индии была восстановлена государственная программа по холодному ядерному синтезу, а в рамках подготовки программы развития новых технологий ЕС по итогам конкурса были отобраны более 50 проектов по холодному ядерному синтезу и многое-многое другое.

К 2019 году были опубликованы документально подтвержденные результаты расследований, которые показали откровенно политизированный характер травли Мартина Флейшмана, Стенли Понса и других исследователей холодного синтеза, главными мотивами которых были финансовые интересы и зависть.

Более того, как показала прошедшая в Москве 23 марта 2019 года мемориальная конференция «Холодному синтезу — 30 лет: итоги и перспективы», в которой приняли участие известные российские исследователи, уже в начале 1990-х годов вопрос о реальности феномена холодного ядерного синтеза не стоял, так как надежные подтверждения его существования были получены ещё в советское время в ведущих научных центрах Министерства среднего машиностроения и Академии наук СССР. Для Государственного комитета по науке и технике в 1990 году академиками А. Н. Барабошкиным и Б. В. Дерягиным был разработан проект государственной программы по исследованию холодного синтеза, которая не была реализована из-за распада СССР. Кстати, Мартин Флейшман и Стэнли Понс признавали приоритет группы Бориса Дерягина в получении реакций холодного ядерного синтеза, полученных при раскалывании дейтерированного льда в 1986 году.

Некоторые участники российской мемориальной конференции начали свои эксперименты и подали первые заявки на изобретения, как, например, Ирина Савватимова из НИИ НПО «Луч» и Сергей Цветков из Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники (НИКИЭТ) уже весной 1989 года (см. «Холодный ядерный синтез: мы сразу пошли своим путём»).

Но обо всём по порядку. Для начала попробуем разобраться, почему же «группе Google» не удалось запустить холодный ядерный синтез при использовании трёх, казалось бы, классических способов, которые были неоднократно воспроизведены за прошедшие 30 лет и основные условия воспроизводимости результатов для которых были давно установлены. За разъяснением причин этого мы обратились к известному российскому исследователю холодного ядерного синтеза ведущему технологу Института геологии и минералогии СО РАН имени академика В. С. Соболева, доктору геолого-минералогических наук, член-корреспонденту РАЕН Виталию Алексеевичу Киркинскому (о результатах собственных многолетних исследований В. А. Киркинский рассказал в докладе «Холодный ядерный синтез и трансмутации элементов: эксперименты, теория, патенты, природные проявления» на конференции «Холодному синтезу — 30 лет: итоги и перспективы»)

* * *

Первая ошибка авторов статьи в Nature состоит в том, что для проверки возможности холодного ядерного синтеза авторы выбрали наименее чувствительный метод — измерение выделяемой энергии. Этот метод можно использовать, если интенсивность ядерных реакций — высокая, на несколько порядков выше, чем при обнаружении продуктов синтеза. Достижение такой интенсивности — значительно более сложная задача. Мартин Флейшман и Стэнли Понс и большинство их последователей при калориметрических измерениях не всегда получали положительные результаты. Выход избыточной энергии происходил спорадически и зависел, в частности, от используемого палладия, поставляемого разными фирмами. Как было выяснено позже, положительное влияние на выход тепла оказывает присутствие некоторых примесей, например бора, и ряд других факторов. Даже при благоприятных условиях при работе с катодами малой площади интегральный коэффициент преобразования энергии был мал, что требовало высокой точности измерений. В ряде экспериментов, проведенных квалифицированными электрохимиками, в растворах на основе тяжелой воды наблюдались всплески нейтронного излучения и выделение избыточной энергии мощностью до нескольких ватт, в то время как в совершенно аналогичных условиях при использовании растворов с обычной водой никакого дополнительного тепловыделения не происходило.

Ни в одном из проверочных опытов в статье в Nature не определялся гелий и его изотопный состав — непосредственный продукт ядерного синтеза. Йошиаки Арата и Юи-Чанг Жанг (Arata Y. and Zhang Y.Ch., 1990−1999) в серии своих работ 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 (McKubre et al., 1992−2001). Было надежно 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! Все эти результаты однозначно свидетельствуют о том, что происходили ядерные реакции слияния атомов дейтерия с образованием гелия.

Как было показано Флейшманом и Понсом, а затем в Индийском атомном центре (P.К.Iyengar et al., 1990), образовавшийся в электрохимических опытах тритий постепенно накапливается в электролите, связываясь с тяжелой водой в виде щелочного основания. Непонятно, почему авторы статьи в Nature, получив большие средства, не использовали эти чувствительные и надежные методы идентификации продуктов ядерного синтеза.

В экспериментах по облучению палладиевой проволоки дейтериевой плазмой сохранить тритий в тонкой проволоке крайне трудно, так как он практически полностью улетучивается в газовую фазу. Это объясняет, почему авторы статьи в Nature не обнаружили тритий в cвоих экспериментах. Тритий может частично сохраняться в более толстых мишенях, что, по-видимому, имело место в опытах (T.N. Claytor at al. Tritium production from a low voltage deuterium discharge on palladium and other metals. Low energy nuclear reactions conference, Monaco, 1995), которые авторы статьи безуспешно пытались воспроизвести. В то же время они наблюдали выход нейтронов, что является прямым свидетельством ядерных реакций, однако более подробных количественных данных не было приведено.

В опытах с порошком никеля в атмосфере водорода экспериментаторы, проводившие проверку, не указали размер частиц, состав элементов-примесей и даже температуру опытов. Все эти факторы имеют принципиальное значение для ядерной реакции и выхода тепла. Сконструированный ими калориметр был рассчитан для работы при температуре до 1200^ºС, а реальная температура опытов, по-видимому, была ещё ниже.

При исследовании способа Андреа Росси, проведенном шестью независимыми экспертами (Levi et al, 2016), выделение избыточной энергии было заметно только при температуре выше 1200^ºС, что объясняет отрицательный результат в статье в Nature. В аппарате Росси при 1400^ºC выделяемая энергия уже более чем в три раза превышала затраченную. Очень важно, что в продуктах длительных опытов обнаружено изменение отношения изотопов никеля в десятки раз, что однозначно подтверждает ядерную природу выделяемой энергии. В опытах Александра Пархомова, проведенных по способу А. Росси, также зафиксировано выделение энергии, в 2−3 раза превышающее затраченную, и образование ряда элементов, отсутствовавших в исходном составе.

В наших экспериментах с тонкокристаллическим палладием под давлением газа дейтерия до 10 атмосфер при температурах до 600^ºС измеренный выход избыточной энергии до 180 Ватт на 1 см³ дейтерида палладия сопровождался значительным (в несколько раз) изменением состава 15 элементов-примесей. Так, например, содержание серебра возросло до 200 раз, что вызвано реакцией высокоэнергичных продуктов ядерного синтеза: нейтронов и протонов с изотопами палладия. Образовался галлий, которого в исходном образце вообще не было. Рассчитанное суммарное выделение энергии за счет трансмутаций элементов-примесей составляет основную долю измеренного выхода избыточной энергии в опытах. Это объясняет отрицательные результаты экспериментов при использовании палладия высокой чистоты.

Достигнутые нами успехи по значительной интенсификации низкотемпературных ядерных реакций — результат предварительного компьютерного моделирования таких реакций в конденсированных средах, что позволило найти благоприятные условия для их осуществления. Ссылки на наши работы и патенты, в которых приведен также обзор многочисленных статей по ядерным реакциям при низких энергиях, можно найти в недавно опубликованной статье автора «Ядерные реакции в конденсированных средах — основа новой энергетики». Стоит заметить, что все исследования, включая разработку и испытания дейтериевого теплогенератора, мы провели на собственные скудные средства. Они составляют менее 1% средств, потраченных авторами статьи в Nature на эксперименты, отсутствие положительных результатов в которых объясняется методическими ошибками, отличием условий от оригинальных работ и непониманием механизма ядерных реакций в конденсированных средах.

Приведенные выше и сотни других фактов не оставляют сомнения в том, что ядерные реакции можно осуществить в целом ряде физико-химических процессов при низких температурах. Если Google и научные фонды действительно заинтересованы в установлении научной истины, они могли бы выделить равные гранты сторонникам и противникам холодного ядерного синтеза для проведения экспериментов с точным их описанием. Желательно, чтобы Nature и другие авторитетные научные журналы предоставили страницы для опубликования результатов и свободной дискуссии, тогда независимые эксперты и читатели смогут сформировать своё собственное мнение о том, возможен ли холодный ядерный синтез и стоит ли его изучать.

Продолжение следует…