Квантовая теплоэнергетика

Любое производство тепла обеспечивается квантовыми процессами, связанными с производством тепловых фотонов (глава 8). Это нагрев проводника током, химические и ядерные реакции, аннигиляция вещества и антивещества. В последних случаях требуются дополнительные режимы переизлучения высокоэнергетических гамма-квантов в тепловые фотоны или создание условий их излучения. Именно концентрация тепловых фотонов в единице объема среды определяет температуру среды. Тепловое движение молекул и атомов, как основа молекулярно-кинетической теории тепла, является вторичным процессом, который наблюдается в результате импульса отдачи при переизлучении фотона. Для поддержания температуры требуется источник тепловых фотонов. Способность вещества удерживать тепловые фотоны определяет его теплоемкость. А способность топлива производить тепловые фотоны определяет его энергоотдачу. Так в кратком виде сформулированы основные положения квантовой энергетики. К этому следует добавить, что для поддержания жизнедеятельности организма человека, организму требуются тепловые фотоны и стабилизация их концентрации для поддержания нужной температуры.

Как отмечалось выше, химические и ядерные реакции не являются идеальными для производства тепловых фотонов ввиду невысокого КПД энергетических циклов и колоссального количества отходов, в том числе радиоактивных, загрязняющих окружающую среду. Идеальным является бинарное топливо, состоящее из двух компонент: вещества и антивещества, в результате аннигиляции которых выделяется энергия излучения. Анализ показывает, что наиболее простыми являются процессы аннигиляции электронов и позитронов, а не атомных ядер и антиядер. Особенностью использования в энергетике антивещества в качестве топлива является то, что получение антивещества требует моментального его использования как топлива, поскольку имеются серьезные проблемы с его хранением.

Анализ показывает, что перечисленные выше требования могут быть уже сейчас реализованы при использовании эффекта Ушеренко. В 1974 году белорусским ученым Сергеем Ушеренко (сейчас проживает в Израиле) было установлено, что в канале твердой мишени при ее бомбардировке мелкодисперсными частицами, ускоренными до 1 км/с, выделяется колоссальное количество энергии, в 10²...10⁴ раз превышающая кинетическую энергию частиц. Этим обеспечивается прожигание канала и сверхглубокое проникновение частиц в мишень. Анализ экспериментальных данных показывал, что энергоотдача частицы в канале мишени достигает 10⁹...10¹⁰ Дж/кг. Это значительно выше энергоотдачи химического топлива в реакциях горения порядка 10⁷...10⁸ Дж/кг. Поэтому вопрос о химической природе энерговыделения отпадает сразу [7].

Измерения остаточной радиоактивности в образцах отработанных мишеней показали, что она находится на уровне естественного фона. Это означает, что если в канале мишени и присутствуют ядерные превращения, то они не являются основополагающими. С другой стороны, высокий уровень энерговыделения в канале мишени указывал на то, что там происходят высокоэнергетические процессы, свойственные физике элементарных частиц.