Глава тринадцатая
ОТ СОНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ К ЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ В КАВЕРНЕ
13.1. Кавитационная сонолюминесценция в потоке без ультразвука
Световой выход сонолюминесценции, как и химический выход звукохимических реакций, возрастают с ростом интенсивности Iзв ультразвука до некоторой ее оптимальной величины и обычно коррелируют друг с другом, хотя максимумы того и другого не всегда лежат при одной и той же величине Iзе [202]. Так, в [225] экспериментально выявлено, что для синтеза Н2О2 в воде, насыщенной кислородом, наблюдается параболическая зависимость этих выходов от IЗв при малых интенсивностях ультразвука (но больших пороговой величиныперехода к развитой кавитации). А при
наблюдается переход к линейной зависимости возрастания этих величин с ростом IЗв Возрастанию Iзв
обычно соответствует возрастание выходов тоже примерно в 2 раза.
Но при высоких интенсивностях ультразвука, превышающих оптимальную, дальнейшее увеличение I3в приводит к быстрому спаду выхода как звукохимических реакций [226], так и потока сонолюминесценции [227,228].
Автор монографии [202] перечисляет несколько возможных причин этого.
1. Возрастание максимального радиуса кавитационных пузырьков, которые в результате этого не успевают "схлопнуться" за половину периода ультразвука. Аналогичный эффект получается и при очень высоких частотах ультразвука (более 10 кГц), так как при этом слишком мал период колебаний давления в воде.
2. Обнаруженное в [229] резкое уменьшение скорости звука в воде, содержащей большое количество кавитационных пузырьков. Так, для дисперсии газовых пузырьков в воде, имеющих диаметр ~ 0,1 мм, при 60 кГц скорость звука оказалось всего 5-10 м/сек, то есть много меньше скорости звука не только в воде, но и в газах! При этом падает эффективность передачи энергии от ультразвукового вибратора (излучателя ультразвука) к окружающей его среде из-за перехода к сверхзвуковому движению поверхности вибратора в этой среде. Кроме того, ширина фронта звуковой волны при этом становится меньше диаметра пузырька, который тогда столь быстро
попадает из зоны разрежения в зону сжатия, что не успевает сжаться.
3. При больших разрежениях в жидкости образуется много пузырьков, заполненных только паром. Их поведение становится близким к поведению пузырьков, образующихся в перегретой жидкости при ее закипании. Переход от
газовой кавитации к паровой, отмеченный в [230] с повышением IЗе, уменьшает эффективность как звукохимических реакций, так и сонолюминесценции. В [231] обнаружено, что, начиная с определенной, достаточно высокой интенсивности ультразвука, уменьшается и средняя амплитуда соновспышек. Все это ограничивает возможности повышения выхода сонолюминесценции и звукохимических реакций.
Но нас в связи с проблемами вихревого теплогенератора больше интересует не сонолюминесценция, вызванная воздействием ультразвукового генератора на воду, о которой говорилось до сих пор, а сонолюминесценция при кавитации в потоке, возникающая без ультразвука, например наблюдаемая за винтом моторной лодки, а также в вихревой трубе теплогенератора "Юсмар" в местах обтекания потоком воды пластин тормозного устройства.
Тот же И. А. Маргулис с соавторами в 1994 г. опубликовал работу [232], в которой представлены результаты изучения энергетического выхода сонолюминесценции при кавитации в потоке, возникающей без помощи ультразвука. Центробежным насосом производительностьюв гидродинамическом контуре длиной 6 м создавался поток воды с напором 30 м водяного столба. Скорость движения воды при обтекании ею препятствия в кювете, имеющей форму трубы Вентури, поддерживали в сечении кюветы над препятствием в пределах от 10 до 22 м/сек.
Наблюдаемые в кювете соновспышки имели весьма низкую интенсивность свечения. Светогидродинамический КПДс определяли как отношение суммарной мощности световых квантов, излучаемых при кавитации, к общей мощности потока, теряемой им в объеме проточной кюветы. Последняя изменялась в пределах от 200 до 1000 Вт при изменении скорости воды от 7 до 11 м/сек. При этом величина
. Это на 5 порядков величины ниже светоакустического КПД при ультразвуковой кавитации. Причиной авторы работы [232] считают то, что если в ультразвуковом поле один и тот же пузырек может за время измерений совершить много пульсаций, то при гидродинамической кавитации в потоке возникающие пузырьки только однократно попадают в зону действия пульсации давления в потоке, который вскоре уносит их из этой зоны.
До последнего времени существовало мнение, что "лишняя" энергия в вихревом теплогенераторе "Юсмар" вырабатывается исключительно в процессе сонолюминесценции при гидродинамической кавитации на тормозном устройстве вихревой трубы за счет "высвечивания энергии физического вакуума" [159]. Но ни спектрографии излучения, ни измерений его интенсивности с помощью фотоэлектронных умножителей не проводилось. Изложенное же в предыдущей главе показывает, что слухи о высвечивании "энергии физического вакуума" из кавитационных пузырьков сильно преувеличены. Ни в одном из известных экспериментов по ультразвуковому воздействию на воду (в том числе и тяжелую) выход световой энергии при сонолюминесценции не превышал энергии, вкладываемой ультразвуковыми волнами в воду. Наоборот, коэффициент преобразования акустической энергии в световую всегда был до смешного низким.
Тщательная калориметрия воды при этом никем, к сожалению, не проводилась. А световой выход сонолюминесценции, как понятно из [202], обычно определяли лишь путем регистрации фотоэлектронным умножителем светового излучения, вышедшего из кюветы, в которой рождались соновспышки. Но ведь ультрафиолетовая и инфракрасная части спектра при этом поглощались водой и стеклом кюветы! Поэтому то, что зарегистрировали, - лишь малая часть от лучевой энергии, излучаемой кавитирующим пузырьком. Остальное шло на нагрев воды и стекла.
Казалось бы, что учитывая это, надо бы осуществить тщательную калориметрию. Измерить мощность потока ультразвуковой энергии, вкладываемой в кювету, и сопоставить ее с суммой тепловой энергии, выделяющейся в кювете и идущей на ее нагрев, и световой энергии, излучаемой из кюветы. Да еще учитывать энергетический выход химических реакций, идущих в кювете. То есть подвести энергетический баланс в кювете.
Вместо этого исследователи звукохимических реакций и сонолюминесценции задались узкой целью изучить лишь химию процесса. А потому ввели понятие химико-акустического КПД и стали относить выход звукохимических реакций не ко всей поглощаемой в кювете энергии акустических колебаний Еа, а только к так называемой химико-акустической энергии Еха - энергии, затрачиваемой на образование свободных радикалов. К этому исследователей побуждало и то, что химико-акустический КПД
В результате было упущено самое для нас интересное - каков баланс энергий в кювете. Понятно, что никто из исследователей до поры-до времени и предположить не мог, что этот баланс может оказаться не нулевым, что выход энергии из кюветы (за вычетом выхода от химических реакций) вдруг окажется больше того, что вкладывалось в кювету ультразвуком. Ведь о возможности ядерных реакций в кавитационных пузырьках тогда еще никто и не помышлял! В общем, основательная калориметрия не проводилась.
Лишь Л. Г. Сапогин в [159] уверяет, что доктор Гарольд Путхов, директор Американского института изучения фундаментальных проблем, проводил калориметрию, которая якобы показала, что сумма выделяемой в кювете энергии в несколько раз больше подводимой звуковой, но необходимых ссылок на публикации Путхова, увы, не сделал.
К сожалению, и разработчиками вихревых теплогенераторов "Юсмар" не были сделаны попытки измерить отдельно тот вклад в суммарный тепловой выход, который вносят процессы кавитации, в том числе и сонолюминесценция. Установлено лишь, что вода греется до температуры, большей, чем нагрелась бы при джоулевом нагреве ее тем электрическим током, который потребляет электродвигатель насоса, подающего воду в вихревую трубу. А за счет чего греется и какой из возможных механизмов нагрева вносит наибольший вклад в долю "лишнего" тепла - только гадали, не пытаясь разделить их экспериментально. Это предстоит сделать следующему поколению исследователей, которое, будем надеяться, серьезнее подойдет к экспериментированию, ибо без ясного понимания этих вопросов трудно добиться дальнейшего повышения эффективности теплогенератора.
Поначалу под влиянием Л. Г. Сапогина разработчики вихревого теплогенератора полагали, что все "лишнее" тепло в нем появляется за счет сонолюминесценции. Но, как мы уже рассказывали, в [223, 224] и в других работах было выявлено, что с повышением температуры воды до 65°С сонолюминесцентное свечение обычно затухает. А эксплуатационщиками было подмечено, что при температурах воды выше 60°С эффективность работы вихревого теплогенератора повышается! Это как-то не увязывается и с представлениями, изложенными в работе [223] и поддержанными в работе [146], о диссоциации молекулярных ассоциатов воды как процессе, необходимом для сонолюминесценции.
Так, может, основным каналом наработки "лишней" энергии в вихревом теплогенераторе является не сонолюминесценция, а что-то иное?13.2. О предпороговом свечении, концентрировании энергии звукового поля и ультразвуковой эмиссии нейтронов
Ученики покойного академика Дерягина неслучайно безоговорочно поддержали в [146] гипотезу авторов работы [223] о том, что диссоциация метастабильных молекулярных ассоциатов (Н20)п является необходимым условием для возникновения сонолюминесценции в воде. Даже закрыли глаза на одно противоречие, возникающее в этой гипотезе. Оно заключается в том, что авторы работы [223] неявно полагали, будто под воздействием ультразвука молекулярные ассоциаты воды диссоциируют на ОН - радикалы быстрее, чем отдельные молекулы воды Н2О. Полагали так потому, что думали будто энергия связи этих радикалов с ассоциатами меньше, чем с атомом водорода в молекуле воды НОН. Но мы в разделе 9.3 видели, что наоборот - молекулы воды потому и объединяются в ассоциаты, что в них появляется еще и энергия связи между молекулами. А потому в обычных равновесных условиях ОН - радикал связан с молекулярным ассоциатом сильнее, чем с атомом водорода в молекуле воды.
Но это в равновесных условиях. А в неравновесных, когда, например, в ударной волне на такой ассоциат воздействует импульс с плотностью энергии, недостаточной для того чтобы разорвать отдельную молекулу, этот импульс может сконцентрироваться на крайней молекуле ассоциата и разорвать ее. Так, при крушении поезда больше всего страдают крайние вагоны состава - им передается суммарный импульс всех остальных вагонов, сцепленных друг с другом в одно целое. Или вспомните как вялый взмах пастуха длинным кнутом заставляет упругую волну изгиба бежать к тонкому кончику кнута, который в результате развивает сверхзвуковую скорость и "выстреливает" щелчком ударной волны. В конце системы происходит концентрирование энергии, первоначально распределенной равномерно. Но чтобы это произошло, необходимо движение, обусловленное неравновесностью.
Можно предложить и совсем другой механизм: молекулярные ассоциаты воды рассматриваются как шары в шаровой мельнице, между которыми находятся, как мелкие комочки, более мелкие ассоциаты и отдельные молекулы воды. При прохождении ударной волны "шары" в силу своей монолитности и инертности хлопаются друг о друга, разбивая вдребезги комочки - молекулы или мелкие ассоциаты между ними.
Этот механизм уже совсем в духе разработанной в начале 90-х годов школой Дерягина теории концентрирования упругой энергии в кристаллических телах и в дисперсиях из достаточно мелкихтел [233]. При их импульсном нагружении на частицах, существенно отличающихся от большинства других частиц дисперсии либо своими размерами (чаще всего в меньшую сторону), либо механическими свойствами, согласно этой теории, концентрируется больше энергии, чем на остальных. Во главу угла теории положена гипотеза о том, что при малых размерах частиц вся порция подводимой к ним упругой энергии поглощается в отдельных микрообластях отдельных частиц в виде квантов электромагнитного поля [234]. Такой процесс возможен только когда при взаимодействии потока упругой энергии с высокодисперсной кристаллической средой образуются "гигантские" флуктуации плотности упругой энергии. А возможность возникновения такого рода флуктуации связана с наличием широкого распределения диспергируемых частиц по размерам.
Эти фразы, цитируемые нами из статьи [235], посвященной механическому диспергированию графита в шаровой мельнице, подходят и к нашему случаю рассмотрения потока воды как лавины микроскопических льдоподобных ассоциатов, имеющих широкое распределение их по размерам. Но не будем отнимать хлеб у учеников Дерягина и развивать дальше в деталях и тонкостях такой механизм диссоциирования воды под воздействием ультразвука и кавитации. Только немножко удивляет, что поддержав в работе [146] идею соавторов работы [223], дерягинцы не привели тотчас там же обрисованную нами здесь картину, объясняющую слабую сонолюминесценцию (предпороговое свечение) без развитой кавитации.
Наверно, они не сделали этого потому, что теорию концентрирования упругой энергии школа академика Дерягина разрабатывала в основном для объяснения процессов в твердых телах, а не в жидкостях. В первую очередь они стремились найти объяснение наблюдаемому при эффекте Флейшманна-Понса высокому импульсному выходу тепловой энергии в насыщенных дейтерием электродах, который оказался много больше энергетического выхода реакций ядерного синтеза, интенсивность которых оценивали по выходу нейтронов. Дерягинцы сводили свое объяснение к тому, что основным источником тепла при этом является либо капиллярная вода, о чем мы говорили в разделе 9.3, либо ассоциаты гидрида палладия или титана в металле электродов, а не ядерные реакции.
Но одновременно группа Дерягина осуществляла и эксперименты по ультразвуковому воздействию на тяжелую воду. В [236] ими было обнаружено, что при ультразвуковой кавитации в тяжелой воде с использованием титанового ультразвукового вибратора наблюдается слабая нестационарная (спорадическая) эмиссия нейтронов, сравнимая по характеру и интенсивности с происходящей на электродах при электролитических процессах в тяжелой воде.
Предположили, что замеченный эффект обусловлен ядерными реакциями на свежеполученной в результате кавитационной эрозии поверхности металла, на которой образуются еще и свежие пленки дейтерида титана (гидрида). А малую интенсивность ядерных реакций объясняли медленностью диффузионного насыщения металла Дейтерием.
Чтобы ускорить процесс, было решено совместить ультразвуковую кавитацию с электролизом. В следующей работе [198], в которой это осуществили, получили уже воспроизводимую эмиссию нейтронов с усредненной интенсивностью, что в 10 раз превышает уровень естественного фона
.
В этих экспериментах, помимо вышесказанного, было отмечено еще два выявленных момента:
1) превышение выхода ядерных реакций (10.4), ведущих к наработке трития, враз над выходом реакций (10.3), сопровождающихся излучением нейтронов;
2) наличие "постэффекта" - спорадического излучения нейтронов со столь же высокой интенсивностью в течение -10 минут после выключения ультразвуковогогенератора, но при продолжающемся электролизе.
Постэффект объяснили, конечно же, остаточными процессами в насыщенных дейтерием электродах. Наличие постэффекта и было, по-видимому, тем веским доводом, который заставил дерягинцев уделить больше внимания процессам в металле электродов, а не в кавитационных пузырьках, которые рассматривались ими лишь как источник ударных волн, воздействующих на металл.
А вот приемлемого объяснения преимущественного выхода трития, а не гелия-3 и нейтронов в ядерных реакциях, идущих при этом, в работах школы академика Дерягина, как и в работах других исследователей, так и не было найдено.13.3. Эффект Колдамасова
Инженер из г. Волгодонска А. И. Колдамасов еще в 1972 г. опубликовал статью [237], в которой описал наблюдавшееся им яркое свечение, возникающее при прокачивании дистиллированной воды (с удельным сопротивлением свышеОм-м) через двухмиллиметровое цилиндрическое отверстие длиной 25-30 мм во вкладыше из оргстекла (полиметилметакрилата), эбонита или другого диэлектрика, вставленного соосно в трубу, по которой подается вода от шестеренчатого насоса под давлением до 7 МПа (см. рис. 13.1).
Рис. 13.1. Схема установки Колдамасова. Художник журнала [237], из которого
мы ее позаимствовали, конечно же перепутал местами вольтметр и гальванометр.
Правильное их расположение указано на рис. 13.2.Свечение появлялось не всегда, а лишь когда у входной кромки отверстия в диэлектрическом вкладыше возникала интенсивная гидродинамическая кавитация, усиливаемая мощными резонансными колебаниями столба воды в трубе между насосом и вкладышем с частотой ~ 5 кГц. Колебания задавались, конечно же, толчками воды из насоса, в котором каждая пара зубьев шестерен, смыкаясь, создавала толчок. Экспериментатору оставалось лишь подобрать такое число оборотов шестерен насоса, при котором частота толчков резонансно совпадала с собственными ультразвуковыми колебаниями воды в трубе, идущей от насоса.
Свечение, иногда напоминающее свечение дугового разряда, исходило от кольцевого плазменного образования с наружным диаметром 5-6 мм у входной кромки отверстия во вкладыше. Цвет свечения зависел от материала вкладыша: у эбонитового - голубой, из оргстекла - оранжевый, из асбоцемента - зеленый. Пирометрические измерения показали, что температура плазмы достигает, а плотность энергии в ней-
.
Вскоре было обнаружено, что свечение сопровождается интенсивным рентгеновским излучением, представляющим опасность для жизни. Мощность его дозы на расстоянии 10-15 см от источника достигала 0,85 мкР/сек при энергии у-квантов ~ 0,3 МэВ.
После 100 часов работы, во время которой свечение наблюдалось более или менее устойчиво, поверхность вкладыша из оргстекла у входной кромки дроссельного отверстия в нем изменила свой цвет, но заметных следов эрозии на ней не наблюдалось.
Если бы Колдамасов уже в те годы догадался измерить еще и уровень нейтронного излучения от этой "шаровой молнии в воде", как он тогда назвал наблюдаемое им плазменное образование, то, возможно, ему досталась бы слава Флейшманна и Понса. Но такие измерения, результаты которых опубликованы в [238], были сделаны им лишь в 1989 г. после появления сообщений об открытии американцами холодного ядерного синтеза. Плотность потока нейтронов в опытах Колдамасова с добавкой 1% тяжелой воды на расстоянии 10-15 см от источника достигала.
Впрочем, если бы эти результаты были опубликованы волгодонцем на 10 лет раньше, то их у нас тогда вряд ли кто заметил бы, как не заметили публикации Дерягина с сотрудниками [173], хотя Б. В. Дерягин тогда уже был членом-корреспондентом АН СССР. Увы, в своем отечестве нет пророка! Да и в 1991 г., когда появилась публикация [238], никто не обратил внимания на то, что, в отличие от сомнительных результатов Флейшманна и Понса и в отличие от получаемых другими исследователями холодного ядерного синтеза низких и спорадически нестабильных выходов нейтронного излучения, чаще всего едва отличающихся от естественного фона, в опытах Колдамасова получался стабильный поток нейтронов с суммарной по сфере интенсивностью более. Другие о таком результате и мечтать не смели, а тут "не заметили" лишь только потому, что автор публикации [238] указал в ней не суммарный поток нейтронов, а только плотность потока.
А может, "не заметили" лишь потому, что у нас давно не принято замечать публикаций, список соавторов которых не возглавляет маститый ученый. Нет, волгодонец не стал брать в соавторы маститого ученого, не принимавшего участия в работе, да еще ставить его фамилию впереди своей, как это принято у нас. (В ученом мире давно шутят, что истинным автором работы является тот, чье имя стоит последним в списке соавторов).
Измерения Колдамасова показали, что в области свечения на поверхности диэлектрического вкладыша концентрируется положительный заряд, а в окружающей его "короне" и за ней по направлению потока воды - отрицательный. Потенциал диэлектрического вкладыша относительно Земли возрастал с ростом интенсивности кавитации, достигая +300 кВ при числе кавитации К> 4. При этом ток электризации струи возрастал скачком от ~ 0,01 мкА до ~ 0,1 мкА при числе кавитации К= 1,75, а далее возрастал линейно с ростом потенциала. Но еще больше на выходы рентгеновского и нейтронного излучений влияла чистота воды: с повышением ее удельного сопротивления электрическому току они возрастали в несколько раз.
Если в первой своей публикации [237] Колдамасов полагал, что наблюдаемое свечение связано с сонолюминесценцией, то в [238] он утверждает, что сонолюминесценция наблюдается лишь в шлейфе кавитирующей жидкости за дроссельным каналом и ведет себя совсем по-иному, нежели вышеописанное яркое свечение плазменного облачка. Сонолюминесценцию он наблюдал даже тогда, когда отрицательный потенциал, накапливающийся на изолированной металлической трубе за дроссельным вкладышем, в случае когда она не была заземлена через микроамперметр, гасил свечение плазменного образования. (При этом исчезали и рентгеновское излучение, и нейтронный поток.)
Следовательно, сонолюминесценция здесь вроде бы не имела отношения к холодному ядерному синтезу, если он шел в этих экспериментах. Заслуга Колдамасова еще и в том, что его работа четко показала: не металл деталей, подвергаемых кавитации в воде, определяет ход реакций ядерного синтеза при кавитации, как полагала группа академика Дерягина, а нечто иное.
А. И. Колдамасов утверждает, что с помощью разработанного им устройства (заявка на изобретение РФ № 98118354/25 (020138) от 05.01.98) можно будет на единицу затрачиваемой мощности получать 20 единиц полезной.
На X Международном симпозиуме "Перестройка естествознания", состоявшемся в апреле 1999 г. в г. Волгодонске, изобретатель изложил свою гипотезу о ядерных процессах, протекающих в его устройстве при вышеописанных экспериментах. Он пришел к убеждению, что дейтроны во всех процессах холодного ядерного синтеза не преодолевают кулоновский барьер, а сближаются друг с другом до ядерных расстояний, будучи электрически нейтральными. Почему они оказываются электронейтральными?
Колдамасов исходит из известной теории обменных взаимодействий между нуклонами в дейтроне, осуществляемых посредством виртуальных отрицательно заряженных мезонов. Когда такой мезон, рождаемый нейтроном, превращающимся в ядре атома на некоторое время в протон, летит от этого протона к другому (настоящему) протону в дейтроне, где расстояние между нуклонами значительное (так как радиус дейтронасм, а радиус нуклона
см), то он некоторое время находится между двумя положительными зарядами этих протонов. И как два положительно заряженных лепестка электроскопа перестают отталкиваться друг от друга, когда между ними помещают отрицательно заряженную пластинку, и начинают притягиваться к ней, так и отрицательный заряд мезона в дейтроне, говорит Колдамасов, на некоторое время нейтрализует действие положительных зарядов обоих протонов в дейтроне.
А далее, утвержадает волгодонский изобретатель, ставший так нейтральным дейтрон может вступать в ядерные взаимодействия с ядрами любых атомов периодической системы химических элементов Менделеева. Потому-то, по его мнению, масса ядра атома каждого химического элемента отличается от массы соседнего в таблице Менделеева обычно на массу двух нуклонов.
Но чтобы дейтроны сблизились друг с другом и вступили в реакцию ядерного синтеза, сначала надо ионизовать атомы дейтерия, говорит Колдамасов, а затем ускорить положительные ионы (дейтроны) до достаточной скорости движения. Все это осуществляет, по мнению изобретателя, электрическое поле высокой напряженности, возникающее в результате заряжения поверхности диэлектрического вкладыша положительными зарядами. Он утверждает, что атомы дейтерия в воде под влиянием положительного заряда кромки отверстия теряют электроны. Получившиеся положительные ионы дейтерия в поле того же заряда кромки отверстия ускоряются в воде и приобретают кинетическую энергию, необходимую для бомбардировки других ядер дейтерия и вступления в ядерные взаимодействия с ними без преодоления кулоновского барьера.
13.4. Соноэлектролюминесценция в каверне - торе
В своих публикациях А. И. Колдамасов избегал детально обсуждать, как и в результате чего появляется электрический заряд на кромке диэлектрического вкладыша его установки. Слово трибоэлектричество он не употребляет ни разу, видимо, руководствуясь представлениями Ленарда о том, что электризация воды может осуществляться только при разрыве ее поверхности, а не в результате трения этой поверхности о другое вещество. Об этом говорит хотя бы то, что в [237] он частично пересказывает гипотезу Френкеля о появлении зарядов на стенках кавитационного пузырька, которую мы обсуждали в разделе 12.3.
Но можно предположить, что именно трение потока воды о диэлектрический вкладыш обуславливает в данном случае появление зарядов на нем. То есть, что это трибоэлектричество. И еще можно предположить, что другие исследователи не обнаруживали раньше его в воде лишь потому, что имели дело с недостаточно чистой водой, обладающей какой-то электропроводностью, которая обуславливала стекание образующихся зарядов с диэлектрической поверхности. Трибоэлектричество, как отмечается, например, в [177], хранит еще немало тайн и неожиданностей и до сих пор недостаточно исследовано.
Но практика исследований по трибоэлектричеству показывает, что обычно при трении жидких диэлектриков положительный заряд приобретает то вещество, которое имеет большую диэлектрическую проницаемость. У воды она много больше (
С другой стороны, молекулам воды, обладающим сродством к электрону, как говорится, сам Бог велел присоединять свободные электроны и уносить их с собой, о чем мы уже говорили в разделе 12.3. Можно еще долго гадать на эту тему, но лучше просто согласиться с тем экспериментальным фактом, что кромка диэлектрического вкладыша заряжается положительно, а вода уносит отрицательный заряд.
Кстати, наличие диэлектрического вкладыша, наверно, не всегда обязательно. Ведь поверхности большинства металлов покрыты тонкими, но плотными диэлектрическими оксидными пленками. При кавитации у такой поверхности, как это происходит на тормозном устройстве вихревой трубы теплогенератора "Юсмар", тоже может появиться трибоэлектричество, создающее солидную разность потенциалов.
А вот далее мы никак не можем согласиться с мнением Колдамасова о том, что ионизация атомов дейтерия и ускорение ионов электрическим полем осуществляются в жидкой фазе у кромки отверстия во вкладыше. Ибо у этой кромки в результате известного эффекта сгущения силовых линий электрического поля у краев и углов заряженных тел существует большой градиент электрического поля. И когда тут возникает кавитационныи пузырек в воде, то электрическое поле немедленно перераспределяется обратно пропорционально диэлектрическим проницаемостям воды и пузырька. Если у воды
Мы не открываем тут Америки. Явление соноэлектролюминесценциибшо открыто авторами работы [239] еще в 1969 г. при совместном действии ультразвука и электрического поля. Только исследовали это явление преимущественно в диэлектрических органических жидкостях, а не в воде из-за слишком высокой электропроводности последней. Соноэлектролюминесценция, как отмечено в [202], имеет сходство с давно известной вспышечной электролюминесценцией в жидких диэлектриках, возникающей без всякого ультразвука в сильных электрических полях даже в неподвижных жидкостях и являющейся свечением внутри газовых пузырьков в жидкостях.
В работе [239] измерялась интенсивность соноэлектросвечения в Н-декана при частоте ультразвука 20 кГц, его мощности 200 Вт и объеме жидкости 5 см3 между излучающим торцом вибратора и плоским электродом при расстоянии между ними 1 см. При напряженности электрического поля до 24 кВ/см наблюдалось увеличение интенсивности свечения жидкости в 2-3 раза по сравнению с соносвечением без наложения электрического поля. (Вспышечная электролюминесценция возникала лишь при 50 кВ/см.)
А в работе [240] наблюдалось увеличение интенсивности сонолюминесценции при одновременном воздействии ультразвука и проведении электролиза в водных растворах электролитов. На основании этих экспериментальных данных М. А. Маргулис в [202] делает вывод, что интенсификация сонолюминесценции при наложении электрического поля обусловлена увеличением количества пузырьков в растворе при
Рис. 13.2. Схема потоков при эффекте Колдамасова.электролизе, и тут же указывает, что пока неясно, влияют ли электрическое поле в жидкости и электрический ток в ней при электролизе непосредственно на процессы в единичном пузырьке.
Нам же представляется, что очень сильно влияют из-за отмеченного различия диэлектрических проницаемостей жидкостей и газов и обусловленного этим перераспределением потенциалов. В результате концентрирования в пузырьке еще и энергии внешнего электрического поля интенсивность всех процессов в кавитационном пузырьке (в том числе и ядерных реакций) возрастает. При этом пузырек при его пульсациях раздувается до гораздо больших размеров, чем при обычной сонолюминесценции.
А ведь у поверхности диэлектрического вкладыша установки Колдамасова одновременно загорается много таких кавитационных пузырьков. Раздуваясь, они вскоре соединяются в одну тороидальную каверну, пульсирующую вокруг входной кромки отверстия во вкладыше (см. рис. 13.2).
Вокруг тела этой тороидальной каверны с самого начала циркулирует поток воды, обусловленный ее турбулентным завихрением у входа в дроссельное отверстие. Такое же завихрение возникает и после выхода воды из отверстия с другой стороны вкладыша, но там нет каверны, так как кавитация с той стороны вкладыша не усиливается, поскольку с обратной стороны отсутствует резонатор.
Кроме того, поток воды, втекающей в отверстие, должен закручиваться еще и в вихрь с осью вращения вдоль отверстия, как закручивается вода при вытекании через донное отверстие из ванны. Колдамасов в своих публикациях ничего не говорит об этих завихрениях. Но при указанных им скоростях воды (до 90 м/сек) они должны возникать неизбежно и иметь большую интенсивность.
Эти вихри могут выполнять здесь две полезные функции. Во-первых, стабилизировать тороидальную каверну, удерживая ее как от сноса потоком воды, так и от чрезмерного раздувания изнутри. Ведь тороидальный вихрь, как мы уже говорили в разделе 7.7, - самое устойчивое вихревое образование в природе. Во-вторых, осевое вращение воды при входе в отверстие порождает торсионное поле, которое может существенно влиять на протекание ядерных реакций в тороидальной каверне. Они здесь протекают, конечно же, далеко на так, как представлял себе Колдамасов.
Если размер поперечного сечения тела тороидальной каверны -1 мм и на ней сосредоточилось порядка 100 кВ разности потенциалов электрического поля, создаваемого положительным зарядом кромки диэлектрического вкладыша, то напряженность электрического поля в каверне составляет. Этого, как было показано в разделе 12.4, более чем достаточно для зажигания электрического разряда в каверне. Но этот разряд не может гореть в ней непрерывно, ибо в таком случае он пожирал бы столько электрической энергии, сколько потребляет мощный прожектор. Разряд не может разгореться до большой средней мощности еще и потому, что средний ток разряда ограничен низкой электропроводностью дистиллированной воды, по которой замыкается ток разряда. Он не превышает 1 мкА, согласно результатам измерений Колдамасовым тока электризации струи, который в его установке регистрирует микроамперметр (см. рис. 13.2).
Остается предположить, что разряды в тороидальной каверне вдоль силовых линий внешнего электрического поля, исходящих от острой кромки входного отверстия в диэлектрическом вкладыше, происходят в виде очень коротких (наносекундных?) импульсов, в промежутках между которыми осуществляется накопление зарядов на противоположных сторонах каверны. При этом каверна пульсирует с частотой резонансного ультразвукового поля (5 кГц) точно так же, как пульсирует одиночный сонолюминесцирующий навигационный пузырек, только сжимается не до столь малых размеров, как он. При этих микропульсациях происходят периодические изменения давления в каверне, вызывающие импульсное испарение молекул воды с поверхности каверны и пополнение ее отрицательно заряженными (согласно явлению Кезиковых) молекулами водяного пара. Положительные же ионы остаются на поверхности диэлектрического вкладыша, пополняя ее заряд. Таким образом, резонансное ультразвуковое поле, существующее между шестеренчатым насосом и вкладышем, осуществляет накачку энергии в каверну, где происходит ее трансформация и концентрация по описанному механизму.
Эта тороидальная пульсирующая каверна, окруженная вихрем и заполненная газом, в котором с большой частотой повторяются электрические разряды, сопровождающиеся ядерными реакциями, чем-то напоминает миниатюрный ядерный реактор "Токамак", о запуске которого в эксплуатацию столько мечтали физики. И еще напоминает "мелкую" гранулу Солнца, в которой, наверно, также идут реакции ядерного синтеза, как об этом мы писали в разделе 7.7, и в которой тоже генерируются мощные звуковые колебания.
А то обстоятельство, что цвет яркого свечения, исходящего из установки Колдамасова, зависит от материала диэлектрического вкладыша, но сам материал при этом не подвергается эрозионному износу, указывает на то, что это свечение -вторичное, исходящее с поверхности вкладыша, молекулы материала которой возбуждаются интенсивным облучением поверхности вкладыша ультрафиолетовыми лучами, рождаемыми в тороидальной каверне.
Все это говорит о том, что эффект Колдамасова заслуживает самого пристального внимания исследователей и серьезного всестороннего изучения.13.5. Об ошибке волгодонца и трудностях теории дейтрона
Любой физик сразу же обнаружит в гипотезе Колдамасова о механизме электрической нейтрализации дейтрона, изложенной нами в разделе 13.3, существенную ошибку: отрицательно заряженный виртуальный мезон у него в дейтроне один, а положительно заряженных протонов - два. Поэтому таким образом стать электрически нейтральным дейтрон, превратившийся на какое-то время в систему из двух протонов и мезона, никак не может.
Но гипотеза Колдамасова заставляет нас вспомнить о давно забытой ß-теории ядерных сил, предложенной И. Е. Таммом и Д. Д. Иваненко еще в 1934 г., когда еще не были открыты мезоны, но уже догадывались о существовании нейтрино. В этой теории сильное взаимодействие описывалось как испускание и поглощение нуклонами в ядрах атомов электрон-нейтринных пар. Но оно оказалось недостаточно сильным, чтобы объяснить выявленную экспериментально величину ядерных сил. Кроме того, комптоновская длина волны электронабыла на два порядка величины больше экспериментально выявленного радиуса действия ядерных сил.
Через год X. Юкава построил более соответствующую экспериментальным результатам теорию сильных взаимодействий, в основу которой положил гипотезу существования обменных частиц с промежуточной между электроном и нуклоном массой - мезонов, комптоновская длина волны которых соответствовала радиусу действия ядерных сил. В 1947 г. такие частицы (
-мезоны) были открыты в космических лучах. Это было триумфальное торжество теории. Так что гипотезы отнюдь не всегда заканчиваются конфузом и забвением.
В теории дейтрона - самого простого составного ядра атома, состоящего всего из двух нуклонов, есть одно наиболее слабое место. А именно, среднее расстояние между нуклонами в дейтроне, составляющеесм, оказалось более чем в 2 раза больше максимального радиуса действия ядерных сил, обусловленных обменом между нуклонами в ядре тг-мезонами. Из этого сделали вывод, что часть времени протон и нейтрон дейтрона проводят вне зоны действия ядерных сил [177]. Но что же тогда удерживает в это время нейтрон и протон от разлета?
С другой стороны, из того, что спин дейтрона равен одной целой единице h/2
Из всего этого следовало, что система протон-нейтрон в дейтроне находится в триплетном-состоянии. Но такому выводу противоречило наличие у дейтрона квадрупольного электрического момента, так как в силу сферической симметрии, характерной для S-состояний, квадрупольный момент должен быть равен нулю. Тогда предположили, что дейтрон большую часть времени находится в
-состоянии с орбитальным моментом нуклонов в нем l= 2. Признают, что наличие такой суперпозиции есть проявление несохранения орбитального момента при сохранении полного момента количества движения ядра, равного 1. (В единицах h/2
Разработчики так до конца и не созданной теории дейтрона до сих пор не получили ответа на вопрос о том, что же удерживает нуклоны от разлета из ядра атома дейтерия в те краткие 4%-е периоды времени, когда они находятся на расстояниях друг от друга, более чем в 2 раза превышающих радиус действия ядерных сил, равный комптоновской длине волны
Если предположить, что в это время нуклоны в дейтроне обмениваются уже не мезонами, а электроном, появляющимся от виртуального внутриядерного распада нейтрона на протон, электрон и антинейтрино (в соответствии с широко известным процессом распада нейтрона), то есть вернуться к забытой ß-теории ядерных сил, то все становится на свои места*(* Строго говоря, надо предположить обмен не простым, а "тяжелым" виртуальным электроном, имеющим массу M = me /2a, о котором была речь в [8,9].). Действительно, энергия электромагнитного взаимодействия между нуклонами, обменивающимися виртуальным электроном на таком расстоянии, оказывается порядка 1 МэВ, то есть достаточно большой для обеспечения необходимых сил удержания нуклонов от разлета, а радиус взаимодействия определяется уже не комптоновской длиной волны мезона, а комптоновской длиной волны электрона, большей, чем диаметр дейтрона.
Когда нейтрон в дейтроне на какое-то время превращается в протон, испустив виртуальные электрон и антинейтрино, в дейтроне оказываются два протона с одинаково направленными (параллельными) спинами. А принцип Паули запрещает двум одинаковым фермионам находиться в одной квантовой ячейке в одном и том же состоянии. Изменить направление своего спина ни один из этих протонов в дейтроне не может в силу действия закона сохранения момента количества движения. В результате протоны начинают отталкиваться друг от друга. При этом к силам электростатического отталкивания, частично компенсированным "склеивающим" действием притяжения протонов к находящемуся в это время между ними виртуальному электрону, добавляются силы магнитного отталкивания двух протонов как двух элементарных магнитиков, расположенных параллельно. А эти силы, как известно [241], спадают с расстоянием быстрее, чем по квадратичному закону, характерному для кулоновских сил, и являются нецентральными (тензорными)**(**Не исключено, что так называемые сильные взаимодействия, удовлетворительной теории которых до сих пор так и не существует, вообще сводятся к электромагнитным взаимодействиям в ядрах атомов между электрически заряженными частицами и частицами, имеющими магнитные моменты.). Потому-то дейтроны и имеют столь большие размеры, превышающие радиус действия ядерных сил, что нуклоны в них отталкиваются. На таком расстоянии нуклоны дейтрона удерживают от дальнейшего разлета уже только силы электростатического притяжения к виртуальному электрону.
Существование в течение какого-то времени в дейтроне виртуального электрона объясняет и то, почему дейтрон имеет электрический квадрупольный момент. Это еще один плюс в пользу нашей гипотезы.
Непонятно только, что при этом происходит с виртуальным антинейтрино. По теории Тамма-Иваненко, оно должно было лететь вместе с электроном от одного нуклона к другому в ядре атома и поглощаться тем. Но вылет в одну сторону двух рождаемых частиц даже при наличии третьей, принимающей на себя импульс отдачи, -событие маловероятное. Если же антинейтрино вылетает не в сторону другого нуклона в ядре, а в противоположную сторону или куда-нибудь вбок, то как оно в конце концов попадает в этот нуклон? Ведь тот обязан его захватить, чтобы произошел обмен. С виртуальным электроном более-менее понятно: он во всех случаях будет притянут кулоновскими силами к протону в ядре, в какую бы сторону не двигался первоначально, а вот как быть с антинейтрино, не имеющим электрического заряда? Это считалось одной из трудностей ß-теории ядерных сил.
И вот тут-то теория движения, разработанная в [8,9], приходит на помощь теории дейтрона. Согласно теории движения, нейтрино и антинейтрино - это тахионы, летящие со сверхсветовыми скоростями [9]. Чем меньше энергия тахиона, тем больше его скорость, которая становится бесконечно большой при нулевой энергии [15].
Виртуальные антинейтрино в дейтроне не могут иметь большой энергии, поскольку ей неоткуда взяться при их рождении там, да и ни к чему им большая энергия. (А природа энергию расходует бережливо.) Значит, если антинейтрино - это тахионы, то они тут вылетают с огромными сверхсветовыми скоростями. И за время, пока виртуальный электрон в ядре пролетит с досветовой или околосветовой скоростью расстояние от нейтрона до протона (другого нуклона в ядре), виртуальное антинейтрино успеет облететь всю гравитационно замкнутую Вселенную (как спутник планеты облетает планету), двигаясь только вперед вдоль замкнутой геодезической линии пространства Вселенной, и возвратиться к дейтрону уже с другой стороны, где находится второй нуклон, к которому только-только приблизился виртуальный электрон, летевший с досветовой скоростью.
Такое представление о виртуальных нейтрино и их траекториях объясняет, почему и как виртуальные частицы возвращаются к своей родительнице, что до сих пор было непонятно в квантовой теории поля, в которой скорости движения виртуальных частиц приравнивались к скорости света в вакууме С. Кстати, в ней полагают, что отношение энергии виртуальной частицы к ее импульсу может быть самым разным, как это характерно для тахионов. Это еще раз подтверждает нашу гипотезу о том, что нейтрино - это тахионы.
Пока антинейтрино-тахион кратковременно путешествует далеко за пределами дейтрона, спин последнего уже не целочисленный, так как спин виртуального электрона, оставшегося в нем, полуцелый. Это отнюдь не противоречит ни экспериментально наблюдаемым параметрам дейтрона, ни его теории. Последняя давно уже вынуждена была признать, что дейтрон какую-то часть времени проводит в13.6. Гипотеза о квазинейтральном дейтроне, или к разгадке десятилетней загадки
И все же гипотеза А. И. Колдамасова наталкивает на мысль, что дейтрон действительно должен каким-то образом приобрести на некоторое время электронейтральность, чтобы не преодолевать кулоновский барьер, а двигаться, не замечая его, как движутся к ядрам атомов нейтроны. Нейтральным дейтрон мог бы стать, осуществив К-захват электрона в атоме дейтерия. В обычных условиях такой захват не наблюдается не потому, что ядро атома дейтерия не пытается захватить электрон с оболочки атома, то и дело проскакивающий сквозь ядро согласно гипотезе Л. Г. Сапогина, изложенной в разделах 10.3 и 11.1, а потому, что после такого захвата дейтрону не во что превратиться.
Обычно при К -захвате электрона ядром атома один из протонов ядра превращается в нейтрон, излучив нейтрино согласно ядерной реакции (11.1 ), и ядро превращается в ядро атома химического элемента, стоящего в таблице Менделеева перед исходным. А перед водородом в этой таблице уже нет клеток. Распасться же на два нейтрона дейтрон тоже не может после захвата им электрона, ибо масса дейтрона много меньше массы двух нейтронов.
Но двигаясь с атомными скоростями ~ аС, электрон оболочки атома пронизывает ядро атома дейтерия за времясек. И все это время дейтрон остается электрически нейтральным, так как его положительный заряд скомпенсирован отрицательным зарядом электрона. Если за это время к дейтрону успеет приблизиться до ядерных расстояний протон со стороны, то ему уже не придется преодолевать кулоновский барьер или потребуются гораздо меньшие энергии движения для его преодоления.
Такой случай, который заканчивается ядерной реакцией (11.10), мы уже рассматривали в разделе 11.4. Только там мы полагали, что электрон связан не с дейтроном, а с протоном, сталкивающимся с дейтроном. Но от этого суть не меняется. В обоих случаях электрон играет роль третьего тела в трехчастичном столкновении:
(13.1)
Придя в дейтрон, а потом уйдя из него без участия в ядерном взаимодействии, электрон служит как бы катализатором ядерной реакции, в которую благодаря ему вступают дейтрон и протон. Но все это продолжается считанные мгновения пока электрон пролетает сквозь дейтрон. Поэтому последний вряд ли может долго дрейфовать в таком квазинейтральном состоянии среди атомов, как это грезилось Колдамасову. Тут надежда лишь на скорость протона, который в 2 раза легче дейтрона, а потому способен иметь скорость движения большую, чем у дейтрона при той же температуре среды.
В разделе 11.4 мы уже говорили, что ядерная реакция (11.10) идет с нарушением закона сохранения четности, что указывает на необходимость участия слабых взаимодействий (или нейтрино) в данной реакции. Но внешний вид формулы (11.10) не отражал этого. Теперь же наша гипотеза о виртуальном ß-распаде нейтрона в дейтроне, изложенная в предыдущем разделе, объясняет, откуда берется антинейтрино, необходимое для нарушения закона сохранения четности в реакции (11.10) или (13.1). Это, наверно, самый веский аргумент в пользу нашей гипотезы.
Но процессы с нарушением четности - обычно медленные процессы. Поэтому реакция (13.1) случается редко. Вот почему интенсивность излучения, сопровождающего его, о котором мы говорили в разделе 11.4, оказалась столь низка.
А ведь ядерная реакция между протоном и квазинейтральным дейтроном, на мгновение захватившем электрон, может пойти и по другому каналу:
(13.2)
В этой реакции, о возможности которой никто никогда не помышлял, электрон уже играет роль не катализатора, а полноправного участника ядерной реакции. Эта реакция уже не имеет никаких запретов и не ведет к нарушению известных законов сохранения, а потому должна протекать с большой скоростью. Вот почему выход ядер атомов трития при холодном ядерном синтезе оказался на 8 порядков величины больше выхода ядер атомов гелия-3 и нейтронов, чему все до сих пор только удивлялись, но не могли найти объяснения. Десятилетняя загадка разгадана!
Одновременно становится понятно, почему в экспериментах с высокотемпературной дейтериевой плазмой и с пучками ускоренных дейтронов никогда не наблюдалась реакция (13.2) и никогда выход ядер атомов трития не был во столько раз больше выхода ядер атомов гелия-3 и нейтронов. Ведь в тех экспериментах уже практически не было атомов дейтерия, а была почти полностью ионизованная плазма, в которой вероятность трехчастичных столкновений крайне мала. Из этого мы должны сделать вывод, что для успешного осуществления реакций ядерного синтеза надо ускорять и сталкивать не потоки дейтронов, а потоки атомарного дейтерия и протонов.
Но почему тогда никто никогда не наблюдал ядерную реакцию (13.2) при облучении дейтерия или тяжелой воды потоками ускоренных протонов? Здесь можно назвать несколько причин. Во-первых, никто такой реакции не ожидал, а потому и не искали ее следов - ядер атомов трития. Во-вторых, эта реакция не сопровождается видимым излучением, что затрудняет ее регистрацию, а образующиеся ядра атомов трития уносят всего лишь 6,377 кэВ энергии отдачи (остальные 5,98 МэВ уносит неуловимое нейтрино), что делает их треки (следы траектории) в фотоэмульсиях и камерах Вильсона весьма короткими и слабыми. В-третьих, для осуществления реакции (13.2) необходимо, чтобы спины дейтрона и протона были антипараллельны, а при облучении газа или воды пучками протонов они ориентированы в самых разных направлениях. Лишь в жидкой воде протон и дейтрон, находясь одновременно на ориентационно - дефектной водородной связи, могут изначально быть ориентированы строго антипараллельно.
Почему мы так говорим, если спин дейтрона равен единице, а следовательно, Дейтроны не фермионы, и принцип запрета Паули на них не распространяется? А вспомните как в предыдущем разделе мы пришли к выводу, что часть своего времени Дейтрон имеет полуцелый спин. Вот в это время дейтрон и подчиняется принципу Паули. Только уж очень мала доля этого времени - всего ~ 4%.
Рис. 13.3. Электронные облака атомов водорода при различной взаимной ориентации спинов электронов:
а - антипараллельные спины - атомы соединяются в молекулу; б - параллельные спины -
атомы отталкиваются.И вообще, коль дело приняло столь серьезный оборот и рассматриваемое явление оказалось столь перспективным для энергетики, теоретикам следует внимательнее рассмотреть процесс захвата дейтроном электрона. Тут особенно интересен случай захвата электрона в момент, когда нейтрон в дейтроне виртуально распался на протон, электрон и улетевшее далеко-далеко антинейтрино. Тогда в дейтроне при электронном захвате оказываются сразу два электрона. А они могут там находиться одновременно только в том случае, если их спины антипараллельны. Следовательно, во-первых, в ядро атома дейтерия тогда может проникнуть не любой электрон, а только со спином, ориентированном в должном направлении, во-вторых, суммарный спин дейтрона и такого "полузахваченного" электрона в нем опять становится равным единице.
В этот момент дейтрон принимает весьма симметричную конфигурацию: два протона и два спаренных электрона между ними. Она весьма напоминает структуру молекулы воды, в которой два спаренных электрона, тоже имеющих антипараллельные спины, обеспечивают взаимное притяжение атомов водорода и объединение их в молекулу (см. рис. 13.3). Только размеры системы в случае квазинейтрального дейтрона враз меньше размеров молекулы. Эта система электрически нейтральна и в силу своей симметрии уже не должна иметь квадрупольного электрического момента. А потому она малочувствительна к внешним электрическим полям и их градиентам. Следовательно, такой квазинейтральный дейтрон легко мог бы приблизиться к ядру любого атома, даже не почувствовав кулоновского барьера, если бы успел это сделать за время своего существования.
Но каково оно? Равно ли времени пролета электрона через дейтрон (сек ) или может быть и большим? Может ли орбитальный электрон атома дейтерия быть захваченным ядром этого атома на время
, необходимое для сближения такого дейтрона с другим ядром?
Выводы к главе
1. Кавитационная сонолюминесценция в потоке без генератора ультразвука обычно имеет светогидродинамический КПД (), на 5 порядков величины меньший светоакустического КПД при ультразвуковой кавитации. Подведение баланса энергий при сонолюминесценции и тщательная калориметрия в предшествующих работах не осуществлялись. Не исключено, что суммарный выход тепловой и световой энергий может оказаться больше вкладываемой звуковой или гидродинамической энергии.
2. В неравновесных условиях ударных волн происходит концентрирование упругой энергии звукового поля на отдельных молекулярных ассоциатах воды, что ведет к их диссоциации на радикалы, необходимые для сонолюминесценции.
3. В работах Б. В. Дерягина с сотрудниками в 90-е годы обнаружено, что ультразвуковая кавитация в тяжелой воде на титановом вибраторе ведет к слабой спорадической эмиссии нейтронов. Совмещение ультразвука с электролизом стабилизирует процесс и дает эмиссию нейтронов, в 10 раз превышающую естественный фон. При этом выход трития враз превышает выход нейтронов, а ядерные реакции продолжаются и в течение ~10 минут после выключения ультразвука. Приемлемого объяснения превышения выхода трития до сих пор не
было найдено.
4. А. И. Колдамасовым в 1972 г. обнаружено яркое свечение (с температурой плазмыК) от входной кромки отверстия в диэлектрическом вкладыше в трубе, куда подавался поток воды, возникающее при появлении резонансных кавитационных колебаний перед ним. На вкладыше появлялся положительный потенциал до 300 кВ, а поток воды уносил отрицательные заряды. Свечение сопровождается интенсивным рентгеновским излучением, а при использовании тяжелой воды - еще и эмиссией нейтронов с интенсивностью
в течение многих часов
работы.
5. Выдвигается предположение, что свечение Колдамасова обусловлено соноэлектролюминесценцией в тороидальной каверне, формирующейся завихрениями воды у кромки отверстия.
Электрическое поле от накапливающихся на ней зарядов усиливается в каверне из-за разности диэлектрических проницаемостей каверны и воды, что приводит к концентрации энергии в каверне. В неравновесных условиях разрядов в каверне могут идти реакции ядерного синтеза.
6. Существующие теории не объясняют чем удерживаются от разлета нуклоны в дейтроне, радиус которого больше радиуса действия ядерных сил. Выдвинуто предположение, что удерживание обусловлено улоновским притяжением виртуального электрона, рождающегося при внутриядерном распаде нейтрона на протон, электрон и антинейтрино. При этом антинейтрино на мгновение покидает дейтрон со сверхсветовой скоростью, и пока виртуальный электрон
в ядре атома летит от нейтрона к протону, успевает облететь гравитационно замкнутую Вселенную и вернуться вдоль замкнутой геодезической обратно в дейтрон. Такая гипотеза объясняет ряд трудностей как в существующей теории дейтрона, так и в квантовой теории поля.
7. Предположено, что когда электрон оболочки атома дейтерия туннелирует сквозь ядро атома, то какое-то время ядро (дейтрон) находится в состоянии квазинейтральности, и приближение к нему протона или другого дейтрона в этот момент не требует преодоления кулоновского барьера. Такие трехчастичные столкновения дейтрона, электрона и протона ведут к появлению нового класса ядерных реакций, в которых электрон играет роль третьего телакатализатора, повышающего вероятность ядерных реакций, в частности на много порядков величины повышается выход реакций с образованием гелия-3 без эмиссии нейтронов и реакций с образованием трития. Это объясняет давно подмеченное в экспериментах по холодному ядерному синтезу превышение выхода трития над выходом нейтронов, остававшееся до сих пор загадкой.
Содержание
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
