17.01.2015 03:00

Великая октябрьская энергетическая революция

На модерации Отложенный

[18/11/2014] Великая октябрьская энергетическая революция,

о необходимости которой так долго говорили «отщепенцы» от науки, свершилась

Александр Просвирнов

В канун Великой октябрьской социалистической революции, а именно 6 ноября 2014 года опубликована заявка на американский патент А. Росси«Установки и методы генерации тепла» № US 2014/0326711 A1 [1]. Андреа Росси удалось пробить огромную «брешь» в обороне традиционной науки от наступающей альтернативной энергетики. До этого все попытки А.Росси отметались американским патентным ведомством.

Месяц назад был опубликован отчет [2] 32-х дневных испытаний установки E-cat Андреа Росси, в котором полностью подтверждены уникальные тепловыделяющие свойства реактора на базе низко-энергетических ядерных реакций (LENR). За32 дня 1 грамм топлива (смесь никеля, лития, алюминия и водорода) выработал нетто 1,5 МВт*час тепловой энергии,что составляет невиданную даже в ядерной энергетике плотность мощности энерговыделения 2,1 МВТ/кг. Что это означает для энергетики на ископаемом топливе и атомных электростанций на реакции деления, для термоядерного синтеза на базе Токамак? Торжественные похороны так и не родившегося горячего термоядерного синтеза и постепенное замещение традиционной энергетики новыми видами производства энергии на базе LENR.

В октябре в Санкт-Петербурге прошла XXV Международная конференция по энергии термоядерного синтеза (FEC 2014), где заместитель генерального директора Госкорпорации «Росатом» Вячеслав Першуков отметил, что «санкции в отношении России не повлияли на участие РФ в международном проекте по созданию Международного экспериментального термоядерного реактора ITER». А зря, ведь могли бы под шумок санкций и сэкономить для государства несколько миллиардов долларов, которые будут выкинуты на никому ненужный ITER. Опыт с 1 граммом топлива в LENR дает больше обнадеживающей для человечества информации, чем многомиллиардный ITER.

Отчет [2] опубликован той же группой шведских и итальянских ученых, ранее проводивших 96 и 116 часовые тесты[3] в 2013 году. Настоящий 32-дневный тест проведен в Лугано (Швейцария) еще в марте 2014 года. Длительный срок до публикации объясняется большим объемом исследований и обработки результатов. На очереди отчет другой группы ученых,которые провели 6-ти месячный тест. Но уже результаты отчета [2] говорят о том,что назад дороги нет, что LENRсуществует, что мы на пороге неизведанных физических явлений, и необходима быстрая и эффективная программа комплексных исследований типа первого атомного проекта.

За 32 дня непрерывного тестирования было выработано энергии нетто 5825 МДж ± 10% всего от 1 г топлива (смеси никеля, лития, алюминия и водорода), плотность тепловой энергии топлива составляет 5,8 ∙ 10⁶ МДж / кг ± 10%, а плотность мощности энерговыделения равна2,1 МВт / кг ± 10% [1]. Для сравнения, удельная мощность энерговыделения реактора ВВЭР-1000 составляет 111 кВт/л активной зоны или 0,035МВт/кг топлива UO₂,БН-800 – 430кВт/л или ~0,14МВт/кг топлива, то есть в Е-Саt удельная мощность энерговыделения выше, чем у ВВЭР на 2 порядка, и чем у БН на один порядок [3]. Эти удельные параметры по плотности энергии и мощности энерговыделения ставят E-cat за пределы любого другого известного на планете устройства и топлива (см. рис. 1).

Рис. 1 Диаграмма аккумулирующих свойств различных устройств и топлив [2]

Что нового в представленном исследовании? Большая длительность теста, анализ элементов свежего и отработанного топлива, попытка измерения нейтронного и γ-излучения. В более ранних опытах было запрещено раскрывать топливную кассету и анализировать состав топлива. Что дали замеры?

Топливо состоит в основном из нано порошка никеля размером несколько микрон (550 мг), лития и алюминия в виде LiAlН₄ с изотопным составом примерно соответствующим природному с отклонением в пределах погрешности приборов. После32 дневного выгорания в пробе были отмечены практически только четные изотопы ⁶²Ni и ⁶Li (см. таблицу 1).

Таблица 1 Результаты исследования свежего и отработанного топлива E-cat методом 1* (SEM/EDS ToF-SIMS) и 2*(ICP-MS ICP-AES)

№ метода измерений	Образец	⁶Li	⁷Li	⁵⁸Ni	⁶⁰Ni	⁶¹Ni	⁶² Ni
	Изотопный состав природный	7,5-7,6	92,4 -92,5	68,1	26,2	1,1-1,8	3,6
1 *	2,13 мг образца свежего топлива	8,6	91,4	67	26,3	1,9	3,9
2*	5,9	94,1	65,9	27,6	1,3	4,2
1*	2,13 мг образца отработанного топлива	92,1	7,9	0,8	0,5	0,0	98,7
2*	57,5	42,5	0,3	0,3	0,0	99,3

Для метода 1* использовался сканирующий электронный микроскоп, Scanning electron microscopy (SEM), рентгеновский спектрометр, energy dispersive X-rayspectroscopy (EDS) и масс-спектрометр, time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS).

Для метода 2* химические анализы проведены на спектрометрах Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) и atomic emission spectroscopy (ICP-AES).

Из таблицы 1 видно, что практически все изотопы никеля трансмутировали в ⁶²Ni. Предположить что-то неядерное здесь невозможно, но и расписать все возможные реакции, как отмечают авторы нельзя, так как мы сразу натыкаемся на массу противоречий:кулоновский барьер, отсутствие нейтронного и γ-излучений. Но отрицать факт перехода одних изотопов в другие по неизвестному пока науке каналу уже нельзя,и необходимо срочно исследовать этот феномен с привлечением лучших специалистов. Авторы теста также признаются, что не могут представить непротиворечивую современной физике модель процессов в реакторе.

В 1 грамме топлива изотоп ⁷Li составлял 0,011 грамм, ⁶Li – 0,001грамм, никеля – 0,55 грамм. Литий и алюминий были представлены в виде LiAlH4,который используется в качестве источника водорода при нагревании. Оставшиеся 388,21 мг неизвестного состава. В докладе [2] упоминается, что анализ EDSиXPS показал большое количество С и О и небольшое количество Fe и H. Остальные элементы можно трактовать как примесные.

Реактор представляет собой внешнюю трубку с ребристой поверхностью из оксида алюминия диаметром 20 мм и длиной 200 мм с двумя цилиндрическими блоками на концах диаметром 40 мм и длиной 40мм (см. рис. 2). Топливо расположено во внутренней трубке из оксида алюминия с внутренним диаметром 4 мм. Вокруг этой трубки с топливом навита резистивная катушка из инконеля для нагрева и электромагнитного воздействия.

Рис. 2 Реактор из оксида алюминия [2]

Снаружи концевых блоков в классический конфигурации треугольник подключены медные силовые кабели трехфазного источника питания, заключенные в полые цилиндры из оксида алюминия 30 мм в диаметре и длиной 500 мм (по три с каждой стороны) для изоляции кабелей и защиты контактов.

В один из концевых цилиндров введен кабель термопары для замера температуры в реакторе, герметизируемый через втулку с цементом из окиси алюминия. Отверстие для термопары около4 мм в диаметре используется для зарядки реактора топливом. При зарядке реактора втулка с термопарой вытаскивается и заряд засыпается. После того, как термопара установлена на место, изолятор уплотняется цементом из окиси алюминия.

Реакция инициируется нагревом и электромагнитным воздействием резистивной катушки.

Тест состоял из двух режимов.Первые десять дней за счет мощности резистивной катушки 780 Вт поддерживалась температура в реакторе 1260^оС, затем увеличением мощности до 900 Вт температура в реакторе была поднята до 1400^оС и поддерживалась до конца эксперимента.Коэффициент преобразования COP(отношение количества замеренной тепловой энергии на выходе к затраченной на резистивные катушки) был зафиксирован3,2 и 3,6 для вышеуказанных режимов. Увеличение мощности нагрева на 120 Вт во второй фазе дало прибавку мощности на выходе тепловой энергии в 700 Вт.

Для стабилизации процесса тестирования режим OFFпериодического отключения внешнего нагрева, используемый для увеличения коэффициента СОР, не использовался.

Величина тепловой энергии,выделяемой в виде излучения и конвекцией рассчитывалась по измеренным с помощью тепловизоров температурам поверхности реактора и изолирующих цилиндров.Предварительно метод был проверен на предтестовой стадии испытания, когда реактор без топлива нагревали с известной мощностью до рабочих температур.

В работе [9 ] представлен анализ топлива из реактора, тестируемого в течение 6 месяцев (результаты теста еще не опубликованы, но ожидаются). Здесь анализировались 1 грамм свежего и 1грамм отработанного топлива.

Рис. 3 Форма кристаллов нанопорошка никеля в свежем топливе. [9]

Автор работы [9] отмечает, что для повторения опыта А. Росси необходимо повторить и структуру кристаллов его нанопорошка (см. рис. 3), так как в этом тоже может быть «know how» итальянца. Иными словами, развитая поверхность активации топлива у А. Росси не только за счет малого размера нанопорошка, но наверно в большей степени за счет структуры поверхности зерна.

Андреа Росси заявил [9], что он намеренно не добавил в свежее топливо для анализа некоторые элементы. В то же время в отработанном топливе были зафиксированы в значительных количествах кислород и углерод и в небольших количествах железо и водород. Возможно, какие-то из этих элементов и играют роль катализатора.

Как отмечает В.К.Игнатович в [10],ключевым моментом процессов в кристаллической решетке никеля является образование низко-энергетических менее 1 эВ нейтронов, которые не генерируют ни радиационного излучения, ни радиоактивных отходов.

За шумихой с E-cat А. Росси не заметно фактов проявления LENR в других установках и процессах. А работы постепенно продвигаются, особенно в США, Германии и Японии. Установки и процессы LENR классифицируются следующим образом [4],[5]:

1. Реакции в кристаллической решетке металлов, индуцированные электролизом

o Fleishman-Pons –эффект (Pd электрод), установка И.С. Филимоненко

o плазменный электролиз (группа Ю.Н.

Бажутова, Канарева и др.)

o «плазмоид» в установке А.В. Вачаева «Энергонива-2»

o Установка JET-MIT “NANOR” (МТИ, США)

o Ячейка Паттерсона (Patterson, США);

o Ячейка Майера (США);

2. Реакции в кристаллической решетке металлов при насыщении ее водородом или дейтерием, индуцированные нагревом и электромагнитным воздействием

o Наводораживание решетки никеля: E-cat(А. Росси), Hyperion(фирма Defcalion), «Атанор»,установка Челани (Италия), установка Пиантелли

o Наводораживание Титана (С. Цветков, Германия)

o Насыщение дейтерием решетки Pd+ZrO₂(Арата, Япония)

o Дейтериевый теплогенератор Киркинского

3. Реакции, индуцированные кристаллической решеткой металлов при диффузии газа через мембрану

o Y. Ivamura, Mitsubishi Heavy Industries

4. Реакции в кристаллической решетке, индуцированные ударным воздействием

o Работы академика Б.В.Дерягина со своим учеником Липсоном А. Г. (ударное воздействие на дейтериевый лед)

o Эффект Ушеренко (частицы-ударники размерами 10-100 микрон, разогнанные до скорости порядка 1 км/с прошивают стальную броню 200 мм)

5. Реакции в разреженном газе или жидкости, индуцированные разрядом

o Тлеющий разряд (И.В. Савватимова-А.Б. Карабут, НПО «Луч»)

o Установка «Протон-21» (Адаменко,г. Киев)

o Электровзрыв фольги (Л.И. Уруцкоев, г. Москва)

o Кластеры Шоулдерса (США)

o Нано-импульсный генератор (Крымский, г. Екатеринбург)

o Установка производства гидрино (R. Mills, компания Blacklight Power, США)

o Никелевый или Pd электрод 30 часов обрабатывается в дуговом разряде в атмосфере дейтерия (Компания «Clean Planet», Япония)

6. Реакции, индуцированные лучевым воздействием

o С.Ф. Тимашев, Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я. Карпова

7. Реакции при кавитации, индуцированные ультразвуковым воздействием

o Установка А.И. Колдамасова

o Р.И. Нигматулин, академик РАН. Талейархан (США) – опыт с дейтерированным ацетоном

8. Реакции в расплавах металлов

o Реактор М.И. Солина, установка Болотова

9. Ядерные молекулы

o Высоковольтная ячейка с солями висмута(Д.С. Баранов, ОИВТАН)

Каждый из перечисленных типов LENR реакций требует отдельного исследования, отмахнуться уже не получится, иначе повторится история с генетикой и кибернетикой в СССР.

Шведская научно-исследовательская компания Elforsk среагировала на выход отчета [2] инициативой создания комплексной шведской исследовательской группы для исследования LENR и теоретического объяснения, как это работает. [8]

Во время написания статьи пришло известие о смерти Колдамасова Александра Ивановича. Его установка на LENR повторена Высоцким В.И., доктором физико-математических наук в КГУ им.Т.Шевченко в Киеве, на которой получены аналогичные результаты.При пропускании воды или масла под высоким давлением около 50 бар через втулку с протяженным отверстием на выходе получается светящийся шар, который кроме прочего излучает рентгеновский спектр излучения и наблюдается аномальный выход тепла. Автор установки, А.И. Колдамасов нашел эффект случайно, экспериментируя с ракетным топливом. Уже сегодня траурный список ушедших в иной мир исследователей LENR насчитывает более 20 фамилий на сайте: http://lenr.seplm.ru/memorial/.

В.И. Высоцкий совместно с к.т.н. Корниловой А.А. из МГУ им. М.В. Ломоносова разработали уникальную технологию дезактивации радиоактивных отходов при помощи микроорганизмов. На Чернобыльской АЭС («Укрытие») проводилось в течение нескольких месяцев исследование по дезактивации изотопов стронция и цезия, в результате процесс дезактивации изотопов сократился в 35 раз с 30 лет до 270дней. Ни одного критичного замечания по этому открытию за 20 лет (патент получен в 1995г.) получено не было при более, чем активной работе, результаты опубликованы в реферируемых журналах[11].

Заключение

Очередное подтверждение LENR еще быстрее приближает нас к энергетической революции, эпохе повсеместного внедрения LENR в энергетику, и здесь важно не опоздать на этот «пир». Отсюда первая задача традиционной атомной энергетики – хотя бы сохранить работающие блоки в сети и участвовать в гонке инноваций на базе LENR.Необходимо добиться на первых порах замещения электростанций только на ископаемом топливе и после длительной проектной и экспериментальной проработки установок на LENR их внедрения на внутреннем и зарубежных рынках.

В первую очередь должны быть выставлены приоритеты финансовых вложений. Так как наша официальная фундаментальная наука ничего не знает о LENR, более того наложило на нее клеймо«лже-науки», потребуются значительные усилия именно академической науки в определении теоретических основ процессов, происходящих в реакторе А. Росси.Ученые из Дубны уже проявляют повышенный интерес к LENR [10]. Здесь именно та точка, которая должна показать наглядно роль фундаментальной науки в инновациях. Пока изобретатели-одиночки типа А. Росси разрабатывают свои установки вслепую, без теоретической и расчетной поддержки, основываясь только на экспериментальных данных.

Во-вторых, должна быть развернута сеть экспериментальных установок по аналогии с примерно 40экспериментальными установками, развернутыми в США для промышленного освоения ядерной энергии в 50-х годах прошлого столетия.

Установки LENR не ограничиваются только E-cat направлением. Пример А. Росси хорош только близостью к промышленному применению,и есть масса других направлений, которые, возможно, сыграют еще большую роль в будущей энергетике. Чисто российское направление , установка А.В. Вачаева «Энергонива-2», может оказаться более перспективным направлением по сравнению с установкой E-cat А.Росси[4],[5], [6].

Гигантская плотность энергии в LENR и отсутствие радиационного излучения и радиоактивных отходов преобразуют весь транспорт,особенно авиацию, где вес топлива играет существенную роль.

Поражает простота тестовой установки, отсюда можно предположить, что получаемая от LENR энергия будет на порядок дешевле, чем от существующих на сегодня источников. Надо понимать, что вытеснение транспорта, традиционной энергетики на ископаемом топливе и постепенное снижение потребности в нефти и газе приведут к коллапсу нашей нефте-газовой экономики, если мы вовремя не переориентируемся на новые установки и не предложим внешнему рынку установки на базе LENR. Так как плотность энергии LENR гигантская, роль стоимости топлива будет ничтожна, и, следовательно, на поставках топливных материалов не заработаешь,нужны будут готовые изделия, вырабатывающие дешевую тепловую и электрическую энергию и сменные картриджи к ним со свежим топливом (новые твэлы).

Громадный хвост радиоактивных отходов от традиционной атомной энергетики может быть дезактивирован методами LENR, но эти технологии необходимо еще долго исследовать с привлечением профильных институтов и инвесторов.

Новый атомный российский проект[6] по исследованию LENR неотвратим, иначе нам уготовано место на свалке истории.

Литература

1. А. Росси «Установки и методы генерации тепла»,патент США № US 2014/0326711A1., http://pdfaiw.uspto.gov/.aiw?PageNum=0&docid=20140326711&IDKey=72E171483AAE&HomeUrl=http%3A%2F%2Fappft.uspto.gov%2Fnetacgi%2Fnph-Parser%3FSect1%3DPTO2%2526Sect2%3DHITOFF%2526u%3D%25252Fnetahtml%25252FPTO%25252Fsearch-adv.html%2526r%3D1%2526p%3D1%2526f%3DG%2526l%3D50%2526d%3DPG01%2526S1%3D20140326711.PGNR.%2526OS%3DDN%2F20140326711%2526RS%3DDN%2F20140326711

2. «Observation of abundant heat production from a reactor device and of isotopic changes in the fuel» («Наблюдение аномального производства тепла из устройства реактора и изотопных изменений в топливе»), Giuseppe Levi , Bologna University, Bologna, Italy, Evelyn,Bologna, Italy, Bo Höistad, Roland Pettersson and Lars Tegnér, Uppsala University, Uppsala, Sweden, Hanno Essén, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden (http://www.sifferkoll.se/sifferkoll/wp-content/uploads/2014/10/LuganoReportSubmit.pdf)

3. «Indication of anomalous heat energy production in a reactor device containing hydrogen loaded nickel powder.», Giuseppe Levi, Bologna University, Bologna, Italy, Evelyn Foschi, Bologna, Italy, Torbjorn Hartman, Bo Hoistad, Roland Pettersson and Lars Tegner, Uppsala University, Uppsala, Sweden, Hanno Essen, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1305/1305.3913.pdf

4. А. А. Просвирнов, инженер, Москва, Ю. Л. Ратис, д. ф-м. н., профессор,Самара, "Низкоэнергетические ядерные реакции и перспективы альтернативной атомной энергетики."Промышленные ведомости", 11.2013 (http://www.promved.ru/next/article/?id=2555)

5. Александр Просвирнов, г. Москва, Юрий Л. Ратис, д.ф.м.н, профессор, г. Самара, «Сомнений не осталось, LENR существует», «Атомная стратегия»,29/11/2013(http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4921)

6. А. Просвирнов, "Состоится ли атомный проект -2", «Атомная стратегия», 27/04/2012 (http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=3736)

7. Майкл C.H. McKubre, «Анализ нового отчета по E-cat», http://www.infinite-energy.com/iemagazine/issue118/analysis.html

8. В.А.Узиков, ведущий инженер-технолог, ГНЦ НИИАР, «Краткая история новой ядерной энергетики Андреа Росси», http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5595&mode=thread&order=0&thold=0

9. Hank Mills, «Leaked Second Paper With High Magnification of Rossi's Nickel Particles Brings Replication Closer», http://pesn.com/2014/10/13/9602545_Leaked-Second-Paper_With_High-Magnification_of_Rossis-Nickel-Particles_Brings_Replication_Closer/

10. V.K.Ignatovich, «On cold nuclear fusion», FLNP JINR Dubna TUNL 11.02.2014, https://yadi.sk/d/zhRjMPeScFaFk

11. В.И. Высоцкий, А.А. Корнилова, Публикация в журнале «Анналы ядерной науки и инженерии» в 2013 году. (Annals of Nuclear Energy, Volume 62, Dec. 2013, pages 626-633)

Источник: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5669

0 0 722