Глава одиннадцатая
НОВЫЙ ПОДХОД К ХОЛОДНОМУ ЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ

11.1. Таинство электронного захвата

Когда говорят об атоме, то со времен Н. Бора перед глазами возникает его планетарная модель атома, в которой шарики-электроны летят по замкнутым орбитам вокруг ядра, а физикам остается только следить, чтобы на длине этих орбит укладывалось целое число длин дебройлевских волн электрона X. И хотя эта модель устарела уже лет через пять после того, как была изобретена, по-другому атом в широких кругах даже высокообразованных читателей мало кто себе представляет. А квантовая механика давно ведь учит, что электрон в атоме не мчится по орбите, а как бы размазан по целой области в нем - орбитали. И невозможно вычислить, в какой точке орбитали он находится в конкретный момент. Можно лишь сосчитать вероятность нахождения электрона в каждой точке. Результаты таких расчетов изображают обычно в виде точек, нанесенных на рисунок. Чем гуще точки в данном месте, тем больше вероятность нахождения там электрона (см. рис. 11.1.)
Как же движется электрон, находясь на орбитали в атоме? Квантовая механика принципиально не дает ответа на этот вопрос. Но вместе с тем отрицает, что электрон летит по орбите вокруг ядра атома как планета вокруг Солнца. Действительно, в основном своем S-состоянии на первой боровской орбите атома электрон имеет нулевой орбитальный момент количества движения l, а значит, должен не лететь вокруг ядра, а просто падать на него. Но он почему-то не поглощается ядром, хотя оно имеет положительный электрический заряд, который притягивает отрицательно заряженный электрон. Почему? Квантовая механика не стала решать эти ребусы. Ей хватило соотношения неопределенностей Гейзенберга, которое показывает, что электрон, находящийся в связанном виде в атоме, а потому обязанный обладать кинетической энергией, равной энергии связи (которая в атоме водорода составляет 14эВ), никак не может быть локализован в области с размерами, меньшими радиуса первой боровской орбиты а0.

Рис. 11.1. Электронное облако

А вот профессор Л. Г. Сапогин, о котором мы уже упоминали в разделе 10.3, в той же популярной статье [168]
вместе с.новым взглядом на туннельные явления предложил и новое понимание поведения электрона в атомных
орбиталях. Он утверждает, что находясь на К - оболочке атома в S - состоянии, электрон совершает квантовые скачки в пределах этой орбитали не беспорядочно, как думали все, а сквозь ядро атома, каждый раз туннелируя через него. Туннелирует благодаря тому, что в это мгновение находится в "нулевой фазе", при которой мгновенные значения массы рис. 11.1. и заряда электрона равны нулю.
В этой идее есть что-то привлекательное даже для приверженцев классической механики, которое вслед за Эйнштейном не мирятся с квантовыми скачками. Идя им навстречу, можно предложить следующую полуклассическую модель, являющуюся как бы компромиссным вариантом.

Рис. 11.2.

Забыв пока о дебройлевской длине волны электрона, предположим, что он, оказавшись на расстоянии а0 от ядра атома водорода -фотона, не имеет орбитального момента, а потому должен падать на ядро, ускорюсь силами его электростатического протяжения. Но ядро, как и сам электрон, обладает еще и магнитным моментом. При пересечении силовых линий магнитного юля ядра падающим электроном на негодействует сила Лоренца, заставляющая злектрон отклониться от прямолинейной траектории и лететь по дуге с ларморовскм радиусом . В результате падающий к ядру электрон не попадет в цепр ядра, а пролетит мимо, лишь слегка зацепив его поверхность (см. рис. 11.2.).
На нашем рисунке все это изображено, конечно же нез истинном масштабе, так как радиус первой боровской орбиты а0 примерно в раз больше диаметра ядра атома (~ Rе), и если бы мы начертили всё в истинных пропорциях, то ядро выглядело бы не кружочком, а точкой, и траектории электрона казались бы не дугами, а прямыми линиями, проходящими через эту точку.
Падающий к ядру электрон ускоряется его электрическим полем до околосветовых скоростей. А с увеличением скорости сечение электромагнитных взаимодействий частиц, как известно, уменьшается (частицы не успевают провзаимодействовать.) Поэтому вероятность рассеяния электрона на нуклонах ядра уменьшается, и электрон благополучно проскакивает сквозь ядро. Исследования физиков во второй половине XX века убедительно показали, что нуклоны - отнюдь не монолитные образования, а имеют рыхлую структуру, в отличие от электрона, который представляется точечным. Электроны, ускоренные на ускорителях до почти световых скоростей, пронизывают ядра атомов как пули пену. В нашей модели атома водорода электрон совершает гармонические колебания относительно ядра как шарик на резинке. В точках максимального удаления от ядра (на расстоянии а0 от него) электрон на мгновение останавливается, чтобы сменить направление движения на противоположное. Появляясь через период своих колебаний, равный /С, в следующей точке поворота, электрон как бы совершает скачок в нее из предыдущей (соседней) точки поворота на боровской орбите, если не принимать во внимание его путешествие с околосветовой скоростью через внутренние области атома.
Если успевать разглядеть электрон только в эти мгновения его неподвижности, как кинозритель успевает разглядеть изображение кинокадра на экране лишь в моменты кратковременных остановок кинопленки между ее скачками в киноаппарате, то мы, как в мультипликационном фильме, будем наблюдать картину последовательных перемещений электрона вдоль орбиты, не замечая его путешествий между появлениями в этих точках. Заметить трудно, потому что расстояние между этими соседними точками поворота на орбите составляет всего , что равно комптоновской длине волны электрона . (Не путать с дебройлевской длиной волны, которая обратно пропорциональна кинетической энергии электрона, а потому много длинней и в данном случае равна для S-состояния). Столь густое расположение точек поворота и создает иллюзию непрерывности движения электрона вдоль орбиты даже у сколь угодно внимательного наблюдателя.
Получается, что электрон как бы движется по круговой траектории орбиты со скоростью а . Но это иллюзия движения, как иллюзией является движение изображения поезда на экране кинозала. На самом же деле электрон не летит по круговой траектории, а неподвижен в каждой ее точке, однако то и дело срывается с нее к центру атома, чтобы тотчас вернуться в соседнюю точку орбиты.
Как иллюзия движения поезда по экрану не создает в кинозале волн воздуха, рассекаемого поездом, так и иллюзия движения электрона по круговым или эллиптическим орбитам в атоме не сопровождается излучением электромагнитных волн. Наверно, поэтому электрон на атомных орбиталях не излучает, что с самого начала удивляло физиков.
Заметьте, что в нашей модели электрон, прежде чем оказаться в соседней точке поворота на орбите, успевает побывать в диаметрально противоположной точке орбиты, чтобы остановиться там на мгновение и повернуть обратно. Получается, что электрон почти одновременно присутствует с обоих сторон от ядра атома. Система оказывается электростатически уравновешенной, и атом не имеет электрического дипольного момента, что давно заметили экспериментаторы.
Если же учесть еще и квантовые флуктуации окружающего физического вакуума, воздействующие на движение электрона, то в скоростях его прыжков появится какой-то разброс, что заставит электрон останавливаться не точно на орбите, а то чуть дальше, то чуть ближе.
Это и объясняет появление точек на рис. 11.1 за окружностью боровской орбиты, то есть размытость траектории.
Веским доказательством правильности гипотезы туннелирования электронов атомных орбиталей сквозь ядро атома является то обстоятельство, что орбитали Р- и d -состояний атома имеют вид восьмерок с узловыми точками в ядре атома (см. рис. 11. 3.) Поскольку областями, разрешенными квантовой механикой для пребывания в электрона, являются лишь внутренние области орбиталей, то чтобы попасть из одной ветви "восьмерки" орбитали в другую, электрон должен проскочить сквозь ядро атома. Удивительно, что на это очевидное обстоятельство до сих пор никто из физиков не обратил внимания.
Нас же во всем этом интересуют не тонкости движения электрона в атоме и даже

Рис. 11.3. Формы электронных облаков для различных состояний электронов в атомах
(полярные диаграммы 2(в квадрате)).

не традиционный вопрос, почему он при своих скачках в пределах орбитали не излучает электромагнитные волны, а то обстоятельство, что электрон атома то и дело пролетает сквозь ядро. Это раскрывает глаза на механизм таинственного К -захвата электрона в атоме ядром. Электронный захват, как известно, заключается в том, что ядра атомов некоторых изотопов химических элементов (особенно тяжелых) каким-то таинственным образом иногда "похищают" электрон с внутренних (К или L) электронных оболочек атома. Физиков давно мучает вопрос, как совершается такое похищение, если электроны в атоме находятся на орбитах очень далеко (по ядерным масштабам) от ядра.
А вот если они, как полагает Сапогин, то и дело "ныряют" к ядру, как бы "заигрывая" с ним, то все становится понятным. Ведь нечаянная флуктуация в движениях электрона или ядра может сбить отлаженный ритм этих рискованных трюков, и тогда электрон, вместо того чтобы благополучно вынырнуть из области ядра, оказывается захваченным им.
Но "похищенным" оказывается не весь электрон, а только его "шуба" - электрический заряд, который жадно "пожирается" одним из положительно заряженных протонов ядра. А вот "скелет" электрона в виде нейтрино "выплевывается" из ядра.
Предполагают, что при этом в ядре идет процесс

(11.1)

который, однако, почему-то никогда не наблюдали в экспериментах по бомбардировке протонов пучками ускоренных электронов, о чем учебники, публикуя формулу (11.1), стыдливо умалчивают.
В результате К-захвата один из протонов ядра атома превращается в нейтрон, а суммарный заряд ядра уменьшается на единицу (в единицах заряда протона). Поэтому ядро при К - захвате превращается в ядро атома одного из изотопов химического элемента, стоящего в таблице Менделеева перед исходным химическим элементом. Правда, ядра атомов далеко не всех изотопов могут претерпеть такое превращение. Оно осуществляется только при выполнении существующих в ядерной физике правил отбора и законов сохранения. В частности, сумма масс-энергий исходного ядра и электрона должна быть больше массы - энергии получающегося ядра.
При К - захвате электрон превращается в нейтрино. А это слабый, а значит, очень редкий процесс. Поэтому К -захват - обычно редкое явление, характерное в нормальных условиях лишь для некоторых изотопов, масса атома которых, как правило, меньше массы атома стабильного изотопа данного химического элемента. И вообще стабильные изотопы потому стабильны, что ядра их атомов в обычных условиях не способны превращаться в ядра атомов других химических элементов ни в результате электронного захвата, ни в результате каких - либо самопроизвольных распадов.
Разность энергий ∆Е, выделяющаяся в ядре атома при превращении его в ядро другого атома во время электронного захвата, распределяется только между двумя частицами - ядром и нейтрино, которые разлетаются друг от друга с противоположно направленными импульсами, равными по абсолютной величине. А поскольку масса-энергия ядра атома намного больше массы-энергии нейтрино, то львиную долю выделяющейся энергии уносит нейтрино (Еv ~ ∆Е.) Энергия же отдачи ядра оказывается до смешного малой [186]:

(11.2)

Например, при известном процессе К-захвата электрона ядром 7В с превращением его в ядро 7Li и излучением нейтрино последнее уносит 0,864 МэВ, а энергия отдачи ядра составляет всего 57,3 эВ [186].
Явление К - захвата обычно сопровождается характерным низкоэнергетичным рентгеновским излучением, возникающим из-за того, что освобождающееся место на К- или L - оболочках атома тотчас занимает электрон, до того находившийся на следующих оболочках в атоме, высвечивая при этом у-квант [186].
Блестящим доказательством правильности нашего понимания процесса электронного захвата является наличие явления внутренней конверсии электронов в атоме. Оно заключается в том, что когда правила отбора запрещают излучение у - кванта возбужденным ядром атома, то возбуждение чаще всего снимается за счет передачи
энергии возбуждения ядра электрону оболочки атома. Передаваемая энергия бывает столь высокой (до ~1 МэВ), что электрон выбивается из атома [186]. До сих пор механизм передачи возбуждения от ядра электрону оболочки был загадкой для физиков. Раньше ошибочно полагали, что возбуждение электрону передается у-квантом, излучаемым ядром, но излучение запрещено существующими правилами отбора. Поэтому нам остается только предположить, что возбуждение от ядра электрону оболочки атома передается тогда, когда в соответствии с гипотезой Сапогина этот электрон пронизывает ядро атома.

11.2. Гипотеза о синтезе дейтерия в воде

Как уже отмечалось в разделе 10.1, первую ядерную реакцию водородного цикла

(11.3)

якобы идущую в недрах Солнца и лимитирующую скорость всего цикла, никто никогда не наблюдал в земных условиях. И не удивительно - ведь в данной реакции нарушается и закон сохранения изотопического спина, и закон сохранения четности. Но первый из названных законов является не очень строгим, а второй, как выяснилось в 50-е годы, вообще не работает при слабых взаимодействиях, сопровождающихся появлением нейтрино. Потому-то теоретики и надеются, что реакция (11.3) иногда случается в недрах Солнца, чем и объясняют появление там ядер атомов дейтерия, который затем расходуется в реакциях синтеза ядер гелия.
Земной же дейтерий, как считают многие [187], рождается в результате захвата нейтронов космического излучения ядрами протия 1Н в воде океанов и в водяных парах земной атмосферы:

(11.4)

В этой реакции опять же нарушается закон сохранения четности (четность фотона отрицательна, а всех остальных частиц в данной реакции - положительна), о чем большинство авторов умалчивают, хотя в реакции уже не фигурирует нейтрино. Значит, что-то тут не так.
Рассмотренный нами в предыдущем разделе механизм К-захвата электронов позволяет по-другому объяснить рождение как звездного, так и земного дейтерия. Давайте перенесем в уравнении (11.3) символ позитрона е+ из правой части в левую. Такой перенос не запрещен правилами "ядерной алгебры", только требуется при этом заменять частицу античастицей. В данном случае - позитрон электроном:

(11.5)

Эта реакция в принципе тоже возможна. Более того, она имеет ряд преимуществ перед реакцией ( 11.3). И то, что энергетический выход реакции возрос до 1,953 МэВ -не самое важное из них. Более важно то, что теперь уже не надо долго ждать внутриядерного флуктуационного слабого (а значит, медленного) распада протона на нейтрон, позитрон и нейтрино, как это было в реакции (11.3), ибо теперь в реакции (115) электрон уже изначально имеется в готовом виде и рожать его не надо. А процесс "переодевания" электрона в нейтрино - более легкий, чем процесс рождения позитрон-нейтринной пары. Недаром реакции К-захвата, в отличие от реакции 11.3), идут уже с измеримыми для людей скоростями. (Периоды полураспадов большинства изотопов, осуществляющихся посредством К -захвата, составляют порядка
года).
В результате переноса символа электрона из правой части уравнения (11.3) в
левую реакция (11.5) оказывается уже не дважды запрещенной, как это было с реакцией (11.3), а нормально разрешенной, как выражаются ядерщики [17]. Объясним это подробнее. Реакция ( 11.3) предполагает столкновение в термоядерной плазме двух протонов. Когда навстречу друг другу летят протоны с одинаково ориентированными (параллельными) спинами, то принцип запрета Паули не разрешает им одновременно оказаться в одной и той же точке пространства. И тогда к силам кулоновского опал кивания добавляются еще и ядерные силы опал кивания, для преодоления которых кинетической энергии протонов оказывается недостаточно.
Более тесно сблизиться могут лишь протоны с антипараллельной ориентацией спинов. Тогда сумма их спинов равна нулю. А у дейтрона 2D, образующегося в результате слияния нуклонов, спин равен единице. Значит, во-первых, в момент слияния нуклонов в одном из них спин должен "перевернуться". А во-вторых, чтобы суммарный момент количества движения системы частиц остался неизменным (в данном случае равным нулю), рождающиеся позитрон и нейтрино должны иметь одинаковую ориентацию спинов, противоположную направлению спина дейтрона. Кроме того, учтем, что нейтрино имеет отрицательную спиральность (всегда является левовинтовым) и летит только в направлении своего спина. Но вылет в одну сторону двух из трех частиц-продуктов реакции - явление маловероятное. Вот и получается, что процесс (11.3) дважды запрещен.
А вот реакция (11.5), если в ней протон и ядро атома водорода перед столкновением имеют параллельную ориентацию спинов и каким-то чудом оказались сближенными на достаточно малое расстояние, будет нормально разрешенной, как выражаются ядерники.
Оценки показывают, что если в ядерной реакции (11.3) период "полураспада" составляет 12 млн лет, то в реакции (11.5) он будет лишь чуть больше часа при одинаковой частоте столкновений частиц исходных "реагентов".
Но если для осуществления реакции (11.3) достаточно столкновения двух протонов, то для осуществления реакции (11.5) требуется, чтобы столкнулись уже не две, а три частицы. Вероятность такого трехчастичного столкновения в плазме крайне мала, поэтому трехчастичные реакции в физике плазмы обычно даже не рассматривают.
Но мы-то имеем дело не с плазмой! У нас в атомах и молекулах, если верна гипотеза Г. Сапогина, ядро атома водорода непрерывно пронизывается электроном оболочки атома. При этом К-захвата электрона с превращением протона в нейтрон не происходит лишь потому, что суммы масс ядра протия 1Н и электрона недостаточно
образования массы нейтрона. Другое дело, когда с атомом протия сталкивается он Р. Тогда закон сохранения массы-энергии уже не запрещает реакцию (11.5).
Но при бомбардировке водорода пучками ускоренных протонов такую реакцию никогда не наблюдали. И не потому, что плохо искали, а потому, что в пучках от ускорителя протоны обычно имеют кинетическую энергию, много большую, чем 2,2 МэВ, - энергия связи нуклонов в дейтроне. В результате не происходило "сцепления" между нуклонами. Когда же протоны пучка имеют энергию менее 2,2 МэВ, то они не способны преодолеть кулоновский и ядерный барьер ядер атомов водорода, о чем мы уже говорили выше.
А вот когда два протона находятся одновременно на одной ориентационно-дефектной водородной связи в воде на очень малом расстоянии друг от друга (0,75 А), да еще, как предположил Л. Полинг, непрерывно прыгают навстречу друг другу! периодически меняясь местами, то вероятность их столкновений и начала реакции (115) резко повышается.
Но этому при обычных условиях в воде мешает то, что в силу принципа запрета Паули два протона на дефектной водородной связи имеют антипараллельную ориентацию спинов, а для осуществления реакции (11.5) требуется параллельная, как в дейтроне. Лишь в момент таяния льда в обычных природных условиях может происходить поворот спина ядра одного из атомов водорода в молекуле воды с превращением ее в параводу [145].
А вот торсионные поля, как уверяют А. Е. Акимов и Г. И. Шипов, легко поворачивают спины ядер атомов [55,70]. Поэтому можно предполагать, что в вихревых потоках воды происходит поворот спина одного из протонов в некоторых ее ориентационно-дефектных водородных связях, и оказывается возможной ядерная реакция (11.5) при столкновениях этих протонов.

Рис. 11.4. Электронная модель молекулы Н20.
Восемь электронов попарно вращаются по четырем орбиталям,
расположенным в трех плоскостях (углы 90°), вписывающихся в куб:
1,2- неподеленные пары электронов [188].

А необходимый для трехчастичного столкновения электрон всегда имеется "под рукой" - это S-электрон атома водорода, находящийся в данном случае на той же Р-орбитали атома кислорода молекулы воды, к которой прикрепилось ядро атома водорода (протон), образуя водородную связь (см. рис. 11.4, позаимствованный из [188]). Не исключено, что в вихревом теплогенераторе, описанном в разделе 8.4, идут именно ядерные реакции (11.5) синтеза дейтронов из протонов дефектных водородных связей в льдоподоб-ных ассоциатах воды. Но большая часть выделяющейся при каждом таком акте синтеза энергии уносится всепроникающим нейтрино, а на долю дейтрона, имеющего массу , остается только , что составляет 1016,5 эВ, или . Лишь эта кинетическая энергия ядер отдачи может пойти на нагрев воды.
Поскольку в описанном процессе лишь незначительная часть выделяющейся ядерной энергии может остаться в системе в виде тепла, а остальная энергия уносится неуловимыми нейтрино, то согласитесь, что такой процесс, если он реализуется, мог бы являться одним из наилучших способов удаления из системы тел, приводимых во вращение, "лишней" массы-энергии, как того требует теория движения. Поэтому можно предполагать, что в природных атмосферных и водяных вихрях такой процесс наверняка идет повсюду на Земле, откуда и появляются примеси дейтерия в природных водах.
Если предположить, что вся "лишняя" масса-энергия из вихревого потока воды, приводимого во вращение, излучается в виде рождаемых при реакции (11.5) нейтрино (а это 1 кВт излучения на каждый киловатт мощности, вкладываемой во вращение воды), то для этого необходима интенсивность реакций (11.5) в вихревом потоке порядка 1015 сек'1 на каждый киловатт. Как мы видели в разделе 10.4, необходимое для этого количество ориентационных дефектов содержится всего лишь в 1 грамме
воды.
Если бы такой процесс шел в теплогенераторе "Юсмар" именно с такой интенсивностью, то при объеме воды в замкнутом цикле вихревого теплогенератора 10 литров это приводило бы к повышению содержания дейтерия в воде на 10"5 % в сутки на каждый киловатт мощности насоса теплогенератора при непрерывной его работе. Это в тысячу раз меньше средней концентрации дейтерия в природной воде. Поэтому такой процесс не мог бы привести к существенному возрастанию содержания дейтерия в воде, а потому не может быть легко обнаружен экспериментально.
Если бы вся "лишняя" масса-энергия вихревого потока воды излучалась только по этому каналу, то в воде от каждого киловатта излученной энергии оставалось бы в виде тепла всего 0,52 Вт. Мы же имеем в теплогенераторе "Юсмар" выход "лишнего" тепла по крайней мере 500 Вт на каждый киловатт, вкладываемый насосом. Не говорит ли это о том, что уносящий энергию поток нейтрино из вихревого теплогенератора не столь интенсивен, а скорость наработки дейтерия в нем по крайней мере в 2 раза ниже предельной, вычисленной выше?
Казалось бы, что нас это должно только радовать. Ибо если бы большая часть "лишней" энергии уносилась всепроникающим потоком нейтрино, то мы не смогли бы нагревать воду вихревым теплогенератором с эффективностью, заметно превышающей единицу. Полезность для нашего теплогенератора реакции (11.5), которая, хоть с небольшой скоростью, но, по-видимому, все же идет в нем, тогда в другом - в постепенном обогащении воды дейтерием, который потом участвует в других ядерных реакциях, идущих уже с выделением тепла, остающегося в воде.
Л действительно, опыт эксплуатации теплоустановок "Юсмар" показал, что при многолетней их работе без замены воды в замкнутом цикле вихревого теплогенератора эффективность его работы повышается со временем. Это может объясняться и постепенным накоплением дейтерия в воде, превышающем его расходование.
Ну и наконец, вышеизложенное, если все действительно так, объясняет механизм образования дейтерия в звездах. В [145] рассказывается, что наблюдения астрономов за протозвездами (только-только формирующимися звездами) показали, что они состоят в основном из молекул воды. Формируясь в звезду, они, подобно гигантским
эрам, излучают радиоволны на длине 1,35 см (линия паров воды) и 18 см (линия гидроксилов ОН), что и доказало астрономам водяную природу протозвезд.
А поскольку в звездах вихревые процессы сильны как нигде, о чем мы уже говорили в разделе 7.7, то теперь становится понятно, что в этих вихрях интенсивно идут реакции (11.5) с образованием и накоплением дейтерия, который затем становится основным "топливом" звезды.
А вот в высокотемпературной плазме сформировавшейся звезды, такой как Солнце, реакция (11.5) маловероятна, если там нет молекул с водородными связями. Другое дело, если Солнце внутри действительно холоднее, чем снаружи, как это предполагает С. М. Журавлев из Кишинева. Под словом "холоднее" мы тут понимаем не криогенные температуры, а температуры ниже 5 тысяч градусов Цельсия, при которых еще могут сохраняться гидроксилы. И они действительно наблюдаются в солнечных пятнах [6,119].

11.3. Нейтринный двигатель для космических кораблей

Фантасты в рассказах о путешествиях к другим звездам давно усадили космонавтов далекого будущего в ракеты с фотонными двигателями, способными развивать околосветовые скорости. Но не подумайте, что тяга фотонного двигателя больше, чем обычного реактивного. Наоборот! Выбор фотонного двигателя был сделан не поэтому, а потому, что он меньше, чем любой другой, расходует массы отбрасываемого вещества для создания одного Ньютона реактивной тяги.
Импульс, развиваемый обычным реактивным двигателем, равен произведению массы т продуктов сгорания его топлива, выбрасываемых в секунду из сопла, на скорость истечения их из сопла: P = Vmи. При полетах на сверхдальние расстояния, такие как до Марса и дальше, горючее надо экономить - ведь это тот груз, который ракета везет с собой, и чем меньше его расход, тем меньшими будут баки с горючим, которые для длительных путешествий на ракетах с обычным горючим оказываются слишком большими и неподъемными. Уменьшить необходимую массу т горючего можно при увеличении скорости Vи истечения продуктов сгорания из сопла.
Самую большую скорость имеют, как известно, фотоны. Отсюда и сделали вывод, что наиболее эффективна для путешествий на сверхдальние расстояния фотонная ракета, выбрасывающая в сопло не поток раскаленных газов, а поток фотонов. Формировать этот поток фантасты предлагают, как луч прожектора, с помощью огромного параболического зеркала, в фокусе которого горит яркий и мощный источник света. Для получения последнего предлагают осуществлять реакцию аннигиляции между веществом и антивеществом, запас которого космический корабль везет с собой. При аннигиляции, например электрона с позитроном:

(11.6)

масса этих частиц, как известно, полностью превращается в излучение.
Тягу фотонного двигателя вычисляют как суммарное давление света на всю отражающую поверхность зеркала [17]:

(11.7)

где W - мощность источника света. Для создания тяги всего лишь в 1 кг силы (9,81 И) требуется мощность источника света 1,47 o 109 Вт. Это больше мощности Днепрогэса. И вся эта мощность расходуется только на то, чтобы создать тягу всего в 1 кгс! Вы одной своей рукой, имея точку опоры на Земле, легко можете развить и в 10 раз большую! Вот какую цену приходится платить за экономию отбрасываемой ракетным двигателем массы, которая в космосе заменяет точку опоры. Но расход ее в такой фотонной ракете, использующей аннигиляцию, будет всего ∆m = Wу /С = 1,6 o 10-8(10 в минус 8 степени) кг/сек, или 0,5 кг "топлива" в год.
При тяге в 1 кгс космический корабль, имеющий массу 100 тонн, достигнет скорости, в 2 раза меньшей скорости света, всего за 485 часов (отсчитанных собственными часами корабля, которые при таких скоростях полета уже отстают от земных часов из-за релятивистского эффекта) непрерывного ускорения этой тягой. Поэтому вместимость "баков" для аннигиляционного "топлива" - антивещества - на фотонной ракете может быть совсем небольшой. Но эти "баки" физикам еще предстоит сконструировать. И вообще проблем с созданием фотонной ракеты предвидится немало. Чего будет стоить создание одного только гигантского параболического зеркала, способного длительное время выдерживать всю мощь горячего излучения! Да и чтобы наработать килограмм антивещества с помощью мощных ускорителей элементарных частиц, земляне должны будут трудиться не один год, затрачивая на это мощность десятков Днепрогэсов.
Промежуточное положение между реактивным и фотонным двигателями занимает ионный двигатель, уже испытанный в космических полетах и развивающий тягу до 0,01 H [106]. Из его сопла выбрасываются уже не продукты сгорания, а ионы, ускоренные электрическим полем в двигателе до скоростей ~ 0,01 С, уже соизмеримых со скоростью света С. Поскольку в ионном двигателе надо затрачивать энергию не только на ускорение ионов, но и на ионизацию рабочего вещества, то понятно, что выгоднее всего использовать ионы щелочных металлов (например цезия), имеющих наименьшую энергию ионизации. Из закона сохранения импульса следует, что если скорость истечения ионов составляет 0,01 С, то для ускорения космического корабля ионным двигателем до такой же скорости 0,01 С необходимо израсходовать массу цезия, равную массе корабля. А поскольку запас цезия нужно везти с собой, ускоряя вместе с кораблем (а значит, затрачивая на это энергию), то формула Циолковского подсказывает, что корабль, имеющий массу в 100 тонн, должен везти с собой 172 тонны цезия, не считая массы горючего (предпочтительно, конечно, ядерного), которое надо затрачивать на выработку электроэнергии для электроснабжения ионных двигателей.
Вы спросите, какое отношение все эти проблемы далекого будущего имеют к нашей книге? Может оказаться, что самое прямое. А если наши смелые предположения окажутся верны, то проблемы эти станут проблемами не далекого будущего, а буквально завтрашнего дня. Но сначала вернемся к нашей теме.
Поскольку спин электрона, вступающего вместе с протонами в ядерную реакцию 5), при осуществлении ее в вихревом потоке воды тоже ориентируется торсионным полем вдоль оси вращения вихря, то образующиеся при реакции (11.5) нейтрино, имеющие левовинтовую спиральность, вылетают в основном в одну сторону вдоль оси вращения вихря. При этом импульс отдачи дейтрона, излучающего нейтрино, в отличие от вычисленной в предыдущем разделе энергии отдачи, получается не малым, а точно таким же по абсолютной величине, как и импульс, уносимый нейтрино:

(11.8)

В результате на воду в вихревом потоке начинает действовать осевая сила, передаваемая воде дейтронами и создающая противоток в вихревой трубе, о чем мы писали в разделах 6.4 и 7.4.
В книге [9], исходя из теории движения, было выдвинуто предположение, что нейтрино - это тахионы, которые могут лететь только со сверхсветовыми скоростями. Эти скорости тем больше, чем меньше абсолютная величина энергии тахиона. А импульс, понятно, неразрывно связан со скоростью частицы. При сверхсветовых скоростях он уменьшается по абсолютной величине с ростом скорости [15]. Поэтому если нейтрино действительно являются тахионами, то оперировать с их импульсами надо с осторожностью. Но можно надеяться, что при столь большой энергии нейтрино (1,953 МэВ) в данном случае их скорости уже ненамного отличаются от скорости света в вакууме С. (Чуть больше этой фундаментальной скорости, если нейтрино действительно тахион.) Поэтому используемые нами здесь формулы, в которых в качестве скорости нейтрино берется скорость света С, оказываются верными для данного случая.
Масса покоя нейтрино считается очень близкой к равной нулю массе покоя фотонов. (До недавнего времени ее полагали тоже нулевой.) Поэтому силу отдачи от осевого потока нейтрино в вихревом теплогенераторе легко вычислить по той же формуле (11.7), в которой вместо мощности фотонного потока W теперь надо подставить мощность Wv, уносимую потоком нейтрино. Если принять, как в предыдущем разделе, что эта уносимая нейтринным потоком энергия не превышает величину "лишней" тепловой энергии, вырабатываемой теплогенератором, то вычисленная так величина осевой (аксиальной) силы отдачи Fa (силы противотока) в вихревой трубе теплогенератора не превысит H на каждый киловатт "лишней" тепловой мощности.
Много это или мало? А давайте представим, что мы установили наш вихревой теплогенератор на космический корабль, имеющий массу M = 10 тонн. Тогда скорость, приобретаемая этим кораблем в результате ускорения его силой отдачи от киловаттного потока нейтрино, определится формулой

(11.9)

в которой t- продолжительность работы вихревого теплогенератора, используемого в качестве маршевого двигателя корабля, выраженная в секундах.
После часа работы такого двигателя, вырабатывающего 1 кВт "лишней" тепловой мощности (это самый маленький теплогенератор "Юсмар-1М", потребляющий 2,7 кВт электрической мощности), десятитонный космический корабль приобретет скорость всего 2,1 мм/сек. Через сутки непрерывной работы теплогенератора -1,2 м/сек, а через месяц - уже 1,1 км/сек. До космических скоростей (-10 км/сек) такой двигатель разгонит корабль лишь за 3 месяца.
Нам пока не ясно, будет ли резон использовать на космических кораблях дальнего действия теплогенераторы столь малой мощности в качестве маршевых двигателей. Но прелесть такого их использования еще и в том, что они будут и вырабатывать тепло, необходимое для обогрева корабля. Кстати, с последней целью теплогенератор "Юсмар" в середине 90-х годов планировали поставить на орбитальную станцию "Мир". Но тогда еще никто не подозревал о возможности наличия у вихревых теплогенераторов свойств нейтринного двигателя. И если он действительно обладает ими, то орбитальная станция при работе на ней теплогенератора приобретала бы ускорения, непонятные для Центра управления полетом. Теперь нам понятно, что для предотвращения этого надо ставить два теплогенератора, излучающие потоки нейтрино в противоположные стороны.
Для получения большей тяги нейтринного двигателя можно, конечно, использовать более мощные теплогенераторы, вырабатывающие, допустим, 10 кВт "лишнего" тепла. Тогда 10-тонный космический корабль можно будет разогнать до скорости 10 км/сек уже за месяц. А за два будет достигнута скорость 40 км/сек. С такой скоростью до Марса можно долететь всего за месяц. Если же учесть еще и необходимость столь же медленного торможения корабля с помощью того же нейтринного двигателя-теплогенератора, то полет до Марса займет полгода.
В общем, получаются примерно те же сроки, что и при планируемых полетах на Марс с помощью обычных ракетных двигателей. Но наше преимущество перед ними, во-первых, в гораздо большей надежности и большем ресурсе работы теплогенератора по сравнению с ракетным двигателем, а это - безопасность полета. Во-вторых, уже не надо везти с собой много жидкого ракетного топлива, которое и массу имеет значительную, и весьма опасно в обращении. А для питания теплогенератора электроэнергией можно использовать компактный ядерный источник электроэнергии из числа тех, какие уже успешно апробированы на космических аппаратах.
Но при использовании теплогенератора столь большой мощности появляется проблема сброса в космическое пространство (вакуум) излишков тепла, вырабатываемого им. А это аж 30 кВт - для обогрева корабля слишком много, а искусственно излучать низкотемпературное тепло в вакуум не так просто. (Но проще, чем спроектировать фотонную ракету с такой же тягой).
Впрочем, не исключено, что мы напрасно беспокоимся, и сделанные оценки и прикидки не верны. Но не в том смысле, что нейтринного излучения из вихревого теплогенератора вообще нет, а наоборот. Давайте взглянем на проблему с другой стороны. Если нейтринный поток теплогенератора создает тягу (силу отдачи) всего
10-6 (10 в минус 6 степени)H на киловатт тепловой мощности, то легко понять, что столь малая сила никак е могла бы создать в вихревой трубе теплогенератора заметный осевой противоток воды. А он существует! Поскольку другие причины появления этого противотока, как отмечалось в разделе 6.4, не ясны, то предположим, что противоток вызывает все-таки сила отдачи нейтринного потока. Тогда интенсивность последнего должна быть намного большей, чем мы предположили в разделе 11.2.
Но почему мы там решили, что энергетический выход ядерной реакции (11.5) не должен превышать вклада энергии в ускорение вращения потока воды? До сих пор мы неявно предполагали, что этот выход осуществляется лишь во время ускорения вращения воды. Однако эксперименты (см. разделы 14.5-14.9) показали, что ядерные реакции в вихревой трубе теплогенератора продолжаются и некоторое время после прекращения вращения воды в ней. Если остаточное торсионное поле, стимулирующее их, продолжает существовать и тогда, то тем более оно должно существовать после того, как мы прекратим вкладывание энергии в раскручивание воды, и дальше она вращается по инерции. Если для осуществления реакции (11.5) требуется только наличие торсионного поля, то она будет продолжаться и при инерционном вращении воды. А если так, если энергетический выход реакции (11.5) в теплогенераторе может быть больше вклада энергии во вращение воды в нем, то ничто не запрещает ему быть выше этого вклада и во время самого раскручивания воды. Ведь избыток энерговыделения "карман не тянет", поскольку выделяющаяся энергия тотчас почти бесследно улетучивается вместе со всепроникающими нейтрино, рождаемыми при реакции (11.5). В воде остается лишь 3,83 o 10-2 % от этой энергии вместе с синтезируемыми дейтронами, несущими импульс отдачи.
Правда, основоположники теории торсионных полей Шипов и Акимов настойчиво утверждают, что торсионные поля эффективно поворачивают и ориентируют спины частиц лишь в неравновесных условиях, например при фазовых переходах или в сильных полях с большими градиентами [55,70]. В раскручиваемом вихревом потоке неравновесности больше, чем во вращающемся по инерции, где силовых нагрузок меньше. Но кто сказал, что именно эти нагрузки являются определяющими в нашем случае? Может, более важную роль тут играют акустические колебания воды, усиливающиеся в вихревой трубе как в резонаторе? На это для случая газовых вихревых труб указывал В. Е. Финько [84]. Так ведь акустические колебания воды могут генерироваться и без ускорения вращения ее потока. Например, за счет кавитации. Эти вопросы еще предстоит изучать и уточнять.
Поэтому давайте не только предположим, что энергетический выход ядерных реакций (11.5), протекающих в вихревом теплогенераторе, может оказаться больше энергии, вкладываемой во вращение воды в нем, но сделаем и более смелое предположение. А именно, предположим, что значительная часть того "лишнего" тепла, которое образуется в теплогенераторе при его работе, появляется за счет реакции (11.5)v\ передается воде рождающимися дейтронами, несущими кинетическую энергию отдачи. Они сталкиваются с атомами и молекулами воды и возбуждают их, а те затем испускают инфракрасное излучение, поглощаемое в основном стенками вихревой трубы. Стенки нагреваются и отдают тепло омывающему их периферийному потоку воды. Такой процесс теплопередачи мы уже описывали в разделе 6.3.
А поскольку каждый дейтрон привносит всего лишь 1016 эВ энергии отдачи, то для того чтобы обеспечить появление одного киловатта "лишней" тепловой мощности, выход дейтронов за счет реакции (11.5) должен составить 6 o 1018(10 в 18 степени)сек-1 (сек в минус1)(или2- 1022 (10 в 22 степени)в час).
При объеме воды в замкнутом цикле вихревого теплогенератора 10 л и концентрации атомов водорода в обычной воде 6,2 o 1022(10 в 22 степени) см-3 (см в минус 3 степени) такой выход дейтронов будет вести к росту концентрации дейтерия в воде на 0,003% в час. Поскольку естественная концентрация дейтерия в природных водах составляет 0,018%, то это означает, что если нарабатываемый за счет реакции (11.5) дейтерий мало расходуется в других ядерных реакциях, протекающих в теплогенераторе, то через 6 часов его работы концентрация дейтерия в его воде возрастет примерно вдвое против природной нормы. Это увеличение легко может быть выявлено анализом воды на дейтерий, когда такой будет осуществлен. До сих пор он не проводился, поскольку никто и предположить не мог, что в теплогенераторе рождаются дейтроны. Все предполагали, что они в нем могут только расходоваться в ядерных реакциях синтеза гелия и трития из дейтерия, содержащегося в исходной воде.
Полный энергетический выход реакций (11.5) в теплогенераторе при так вычисленной их скорости - сек-1 должен достигать Вт на каждый киловатт "лишней" тепловой мощности, вырабатываемой им. (А расход воды на это составит всего лишь кг в час). И почти вся эта мегаваиная мощность бесследно уносится рождаемым потоком нейтрино. Уносится в одну сторону вдоль оси вихревой трубы, не замечая никаких преград.
В противоположную же сторону на воду в вихревой трубе, как уже говорилось, действует сила отдачи от этого потока, как она действует и в реактивном или фотонном двигателе. Только надобность в сопле или параболическом зеркале у нас отпадает: поток нейтрино формируется и без них. Эта сила отдачи будет единственным доступным прямым нашим измерениям проявлением всего того мощного потока энергии, которая уносится рождаемым потоком нейтрино.
Если снова оценить эту силу с помощью формулы (11.7), подставив в нее найденную величину Вт, то увидим, что величина осевой силы отдачи (тяга нейтринного двигателя) составит 23,5 o 10-3 H на каждый киловатт вырабатываемой теплогенератором "лишней" тепловой мощности. Это уже сравнимо с тягой ионного двигателя.
А в вихревой трубе теплогенератора под действием этой силы появляется центральный противоток воды. Если масса столба воды M в вихревой трубе ~1 кг, то уже через 1 секунду этот осевой столб приобретет под воздействием такой силы скорость противотока и будет продолжать ускоряться до тех пор, пока встречное движение остального (периферийного) потока воды в вихревой трубе не погасит своим противодействием дальнейшее увеличение скорости осевого противотока.
Вы обратили внимание на то, как удивительно в этих наших последних оценках сходятся все числа?! И наработка дейтерия в воде теплового генератора оказывается в разумных пределах (что объясняет замеченное эксплуатационниками повышение эффективности работы теплогенераторов со временем), и сила отдачи в вихревой трубе оказывается достаточной для создания наблюдаемого в ней противотока. Вот только суммарный выход энергии, уносимой потоком нейтрино может показаться чересчур большим - это ведь мощность огромного турбогенератора! Неужели в нашей ничтожной по размерам и потребляемой мощности вихревой трубе выделяется и бесследно уносится в безбрежное космическое пространство столь огромное количество внутренней энергии вещества?!
И сравните: это всего лишь в 560 раз меньше той мощности, которую должен вырабатывать фотонный двигатель межзвездного космического корабля, несчитанный в самом начале данного раздела. Если все действительно так, то
достаточно установить самый маленький из выпускаемых промышленностью вихревой теплогенератор "Юсмар" на космический корабль (и не в далеком будущем, а уже сегодня!), чтобы получить некий аналог фотонной ракеты.
Под действием тяги H десятитонный космический корабль уже через сутки ускорения приобретет скорость 3,2 км/сек, а через неделю - 160 км/сек! Расстояние до Марса корабль с такой скоростью покроет уже за неделю. Так что если все это подтвердится, то полеты к другим звездам не за горами.
То, что вихревой теплогенератор излучает остронаправленный пучок моноэнергетичных нейтрино (если излучает), безусловно окажется весьма ценным и для физиков. Ведь до сих пор в их распоряжении не было достаточно интенсивного источника нейтрино для исследовательских целей. (Ядерные реакторы являются источниками антинейтрино.) Если подтвердятся наши самые оптимистические гипотезы, то поток нейтрино от вихревого теплогенератора близок к суммарной интенсивности потока антинейтрино от ядерного реактора излучаемого, правда, тем во все стороны. Последнее обстоятельство будет означать, что на Земле нет источников нейтринных пучков большей интенсивности, чем от вихревых теплогенераторов. (Не считая, конечно, неуправляемых тайфунов и смерчей). О таких нейтринных пучках давно мечтают и геофизики, и геологи [189].
Конечно, все это настоятельно требует, чтобы было обращено самое серьезное внимание на дальнейшие исследования как вихревого теплогенератора, так и вихревых эффектов вообще. Ну а получить ответ на самый главный вопрос о том, действительно ли вихревой теплогенератор генерирует мощный пучок нейтрино, не составляет особых сложностей. Для этого надо сначала осуществить анализы воды из него на дейтерий. А затем попробовать облучить теплогенератором один из немногих существующих в мире счетчиков нейтринного излучения от Солнца - "нейтринных телескопов" [190]. Если владельцы последних откажутся от сотрудничества, то это можно сделать и дистанционно, не спрашивая их разрешения. Ведь ожидаемая интенсивность пучка нейтрино от теплогенератора на много порядков величины больше интенсивности у поверхности Земли того потока солнечных нейтрино, который физики уже много лет без особых успехов пытаются зарегистрировать с помощью этих дорогостоящих установок [190]. Достаточно с дистанции хоть в 100 км направить ось вихревой трубы работающего теплогенератора в сторону такой установки, как ее счетчики зашкалят. Вот где будет переполох!
В заключение отметим, что нейтринное излучение из-за крайней малости сечения его взаимодействия с веществом ([190]) считается совершенно безвредным для людей и других организмов при любой мыслимой его интенсивности. Поэтому при проектировании атомных электростанций совершенно не учитывают возможные эффекты от облучения окрестностей станции (и не только окрестностей!) всепроникающим нейтринным излучением. (Хотя оно уносит до 10% от вырабатываемой электростанцией мощности [17].) И хотя мы не разделяем официальную точку зрения о том, что нейтринное излучение всегда крайне слабо взаимодействует с веществом, у нас пока нет оснований высказывать опасения о возможных последствиях от облучения людей нейтринным потоком, рождаемым вихревым теплогенератором.

11.4. Осевое ионизирующее излучение вихревого теплогенератора - еще одно проявление несохранения четности?

Обсуждая результаты экспериментов по низкотемпературному ядерному синтезу, осуществляемых с использованием тяжелой воды, в первую очередь обычно рассматривают реакции (10.3) и (10.4) между дейтронами, подразумевая, что тяжелая вода имеет формулу D2О. Но тяжелая вода, получаемая обычными промышленными способами выделением ее из природных вод, состоит в основном из молекул ООН, так как в природных водах этих молекул в раз больше, чем молекул D2О [122]. Следовательно, в такой тяжелой воде столкновения атомов дейтерия с атомами протия происходят в раз чаще, чем с атомами дейтерия. А когда тяжелая вода еще и разбавлена обычной, то и того чаще. Поэтому в первую очередь следует рассматривать ядерную реакцию [6]:

(11.10)

Тем более, что с понижением температуры среды (или кинетической энергии сталкивающихся частиц) от солнечных до земных величин сечение реакций между дейтронами уменьшается быстрее, чем у реакции между дейтроном и протоном, и при энергиях ~3 кэВ сечения сравниваются, составляя . (Эти величины сечений, правда, получены при столкновениях в плазме, где ориентации спинов частиц самые случайные.)
Когда дейтрон и протон оказываются на одной ориентационно - дефектной водородной связи в воде, то, в отличие от рассмотренного в предыдущих разделах данной главы случая двух протонов на такой связи, их спины на этот раз могут быть как параллельными, так и антипараллельными. (Потому что дейтрон имеет спин 1, а значит, не является фермионом, и принцип запрета Паули на него не распространяется.) Наложение торсионного поля, делающее спины этих частиц параллельными, в данном случая только увеличивает (максимум вдвое) число связей с параллельно ориентированными спинами частиц на них.
У ядра атома гелия-3, образующегося в результате реакции (11.10) и состоящего из двух протонов и одного нейтрона, спины протонов антипараллельны, в результате чего суммарный спин и магнитный момент ядра 3Не определяется спином и магнитным моментом его нейтрона.
Можно спорить, какая взаимная ориентация спинов исходных дейтрона и протона выгоднее для быстрейшего протекания реакции (11.10), но на первый взгляд кажется, что во всех случаях эта реакция должна протекать быстрее, чем рассматривавшаяся в предыдущих разделах реакция (11.5), протекающая при трехчастичных столкновениях, ибо теперь уже достаточно столкновения всего двух частиц. Если торсионное поле ориентирует спины исходных частиц параллельно друг другу, то из закона сохранения момента количества движения следует, что спин рождаемого при реакции (11.10) гамма-кванта должен быть ориентирован в том же направлении.
Казалось бы, что в отличие от рассмотренного в предыдущих разделах случая излучения нейтрино, эти фотоны, не имеющие спиральности, теперь могут излучаться в любом направлении, а не только вдоль оси вихревой трубы, хотя их спины будут ориентированы преимущественно вдоль нее. Но в разделе 7.4 мы выдвинули предположение, что у некоторых атомарных систем, ориентированных вдоль оси вращения, должна проявляться асимметрия в распределении излучаемых ими фотонов вдоль направления спина ядра атома или вдоль направления оси вращения системы. Эта асимметрия является следствием открытого новосибирскими физиками несоблюдения закона сохранения четности в некоторых атомарных процессах. В реакции же (11.10) имеются явные проблемы с законом сохранения четности, поскольку четность фотона отрицательна, а четность всех остальных частиц, участвующих в этой реакции, - положительна. Поэтому можно ожидать, что при этом процессе, когда он протекает в вихревом потоке воды, фотон, рождающийся при реакции (11.10), будет излучаться в основном в одном направлении вдоль оси вращения вихревого потока.
И действительно, при работе вихревого теплогенератора "Юсмар" нами было зарегистрировано слабое ионизирующее излучение, направленное только вдоль оси вихревой трубы от ее горячего конца (см. раздел. 14.9).
Поскольку в результате ядерной реакции (11.10) образуются опять только две частицы, масса-энергия у одной из которых (у фотона) намного больше, чем у другой , то фотон здесь будет уносить львиную долю выделяющейся энергии реакции, то есть около 5,49 МэВ. Это должно быть моноэнергетичное у-излучение. И хотя такой энергии у-квантов соответствует минимум сечения их взаимодействия с веществом на кривой зависимости сечения от энергии, всё же это сечение достаточно велико [192]. При этом толщина слоя 10-кратного ослабления такого излучения составляет 65 см воды [192], что соизмеримо с длиной вихревой трубы теплогенератора "Юсмар". Следовательно, большая часть энергии такого осевого у - излучения должна поглощаться водой и металлом стенок теплогенератора и превращаться в них в тепло.
Если бы в вихревом теплогенераторе основным каналом рождения "лишнего" тепла была реакция ( 11.10), то для получения тепловой мощности -1 кВт потребовалась бы интенсивность этих реакций . Но при этом мощность у-излучения достигала бы ~1 кВт и более, что немедленно было бы зафиксировано счетчиками ионизирующего излучения. А они в непосредственной близости от теплогенератора показывают дозу на уровне, не превышающем естественный фон более чем в 2 раза. Следовательно, если ядерная реакция (11.10) и идет в вихревом теплогенераторе, то она не является основной, определяющей выход тепла в нем, а ее интенсивность намного меньше, чем .
Почему же реакция (11.10) не хочет идти? Наверно потому, что концентрация дейтерия в воде всего -0,02% [122]. А при концентрации ориентационно дефектных связей в этой воде [140] будем иметь концентрацию nd в ней дейтронов, попавших на такие водородные связи, всего лишь ~см-3. И если реакции (11.10) идут только на дефектных водородных связях при столкновениях дейтрона и протона, находящихся на этих связях и прыгающих навстречу друг другу, меняясь местами, то только отдельные из них могут вступить в реакцию (11.10), удачно столкнувшись.
Оценим интенсивность реакций (11.10), исходя из этого. Правда, нам не известны относительные скорости 1/ск протона и дейтрона при их квантовых скачках вдоль связи. Но будем считать, что они не превышают скорости света в вакууме С. Тогда при максимальном сечении [191 ] легко вычислить ожидаемую интенсивность реакций:

(11.11)

При работе теплогенератора "Юсмар" нами было зарегистрировано увеличение уровня ионизирующего излучения вдоль направления оси вихревой трубы непосредственно за ее стальным фланцем до 15 мкР/час при естественном фоне 6-8 мкР/час, измеренном за минуту до включения теплогенератора.
Сразу отметим, что величина мощности дозы этого ионизирующего излучения в 4 раза ниже предельно допустимой мощности дозы (60 мкР/час), установленной действующими Нормами радиационной безопасности (НРБ-76/87) для населения, не связанного в своей профессиональной деятельности с источниками ионизирующего излучения. Для сравнения скажем, что уровень естественного фона ионизирующего излучения (от космического излучения и излучения горных пород) на местности в различных регионах колеблется в пределах от 5 до 50 мкР/час, и на Земле очень мало мест, где он ниже 10 мкР/час.
Нами было выявлено (см. раздел 14.9), что ионизирующее излучение при работе теплогенератора имеет острую направленность строго по оси его вихревой трубы в сторону от горячего ее конца. При этом расходимость луча излучения в воздухе за горячим концом трубы остается малой (<15°). А поскольку длина столба воды, пронизываемого излучением до выхода в воздух, составляет 30 см, да еще 5 мм стали фланца, то можно сделать вывод, что это действительно высокоэнергетичное у-излучение.
Если это действительно фотоны, рождаемые ядерной реакцией (11.10), и если их энергия равна 5,49 МэВ, то после пробега 30-сантиметрового слоя воды и 5-миллиметрового слоя стали интенсивность этого излучения в результате частичного поглощения его средой должна уменьшиться примерно в 10 раз [192]. И если мощность дозы непосредственно за фланцем горячего конца вихревой трубы составляет ~10 мкР/час (за вычетом естественного фона), то в месте испускания (в вихревом потоке воды) она должна была быть в 10 раз больше, то есть -100 мкР/час. Такой мощности дозы, согласно [192], соответствует плотность потока фотонов с энергией 5,5 МэВ, составляющая -. При энергии фотона 5,5 МэВ такой поток несет мощность всего Вт/см2. А поскольку площадь сечения 75-миллиметровой трубы равна 44 см2, то весь поток фотонов в ней составляет и несет всего Вт. Понятно, что этому потоку соответствует интенсивность реакций (11.10) в вихревой трубе .
Мы получили блестящее совпадение с результатом приведенных выше теоретических оценок интенсивности ядерной реакции (11.10) в вихревой трубе теплогенератора. Это доказывает правильность наших представлений.
Таким образом, можно констатировать, что ядерная реакция (11.10) действительно не вносит ощутимого вклада в теплопроизводительность вихревого теплогенератора. Тем не менее эта реакция идет в вихревой трубе, и рождаемое ею остронаправленное осевое у-излучение доступно измерениям и легко регистрируется. ели эти выводы будут подтверждены другими исследователями, то это будет означать открытие еще одного эффекта несохранения четности в ядерных взаимодействиях, не связанных с рождением нейтрино.

Выводы к главе

1. В развитие гипотезы Л. Г. Сапогина о туннелировании орбитальных S -электронов сквозь ядра атомов объясняется явление К -захвата как поглощение протоном в ядре атома туннелирующего электрона с образованием нейтрона и излучением нейтрино.
2. Явление внутренней конверсии, при которой возбуждение ядра атома передается электрону оболочки атома без посредничества у-кванта, объясняется передачей энергии возбуждения электрону, туннелирующему сквозь ядро.
3. Рассматривается возможность стимулирования торсионным полем вихря ядерных реакций синтеза дейтронов в воде при трехчастичных столкновениях протонов на водородной связи и электрона.
4. Нейтрино, рождающиеся при синтезе дейтронов в воде, должны уносить большую часть выделяющейся энергии реакций ядерного синтеза, а появляющиеся дейтроны приобретать энергию отдачи 1016 эВ, которая идет на нагрев воды. Такие ядерные реакции, если они возможны, могут явиться идеальным механизмом для сбрасывания водой, приводимой во вращение, "лишней" энергии, которую уносят потоки рождающихся нейтрино.
5. При синтезе дейтронов в вихревом потоке рождаемые нейтрино должны излучаться в основном в одном направлении вдоль оси вихря. При этом импульс отдачи дейтронов создает в воде противоток. Это объясняет появление противотока в вихревых трубах и в закрученных струях.
6. Вихревой теплогенератор в этом случае можно использовать как источник интенсивного направленного потока нейтрино для исследовательских целей.
7. Размещение вихревого теплогенератора на космическом аппарате позволит в таком случае использовать импульс отдачи для ускорения космического аппарата подобно тому, как его ускоряет ионный двигатель. Это не потребует больших энергозатрат и будет отличаться высокой надежностью и простотой конструкции.
8. Экспериментально обнаружено остронаправленное осевое высокоэнергетичное ионизирующее излучение от вихревой трубы теплогенератора, интенсивность дозы которого в 1,5-2 раза превышает величину фона. Это может указывать на существование еще одного проявления несохранения четности в атомно-ядерных процессах, происходящих в вихревой трубе и ведущих к направленному излучению у-квантов.

Содержание

Далее

Наш сайт является помещением библиотеки. На основании Федерального закона Российской федерации "Об авторском и смежных правах" (в ред. Федеральных законов от 19.07.1995 N 110-ФЗ, от 20.07.2004 N 72-ФЗ) копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений размещенных на данной библиотеке категорически запрешен. Все материалы представлены исключительно в ознакомительных целях.

Copyright © UniversalInternetLibrary.ru