НАСА твърди, че е постигнат ядрен синтез при стайна темпераура (видео)

През годините нерядко са се появявали съобщения, че са създадени системи за ядрен синтез при стайна температура. Това е вълнуващо, но се оказват шарлатанство и студеният синтез е отхвърлен, заедно с вечните двигатели.

Но въпреки това изследователски център на НАСА работи по т. нар. затворен в решетка синтез (Lattice Confinement Fusion), който определено не нарича студен синтез, макар че се случва в среда със стайна температура.

Всъщност идеята за улавяне на атоми в метална кристална решетка не е нова, а датира от 20-те години на миналия век.

Методът на НАСА осъществява реакции на синтез с гориво деутерий (широко разпространен нерадиоактивен изотоп на водорода, съставен от протон, неутрон и електрон и обозначен с "D"), ограничен в пространството в границите на решетка от ербий (мек, сребрист редкоземен метал), която се поддържа при температура на околната среда.

Макар че първоначално металната решетка, заредена с деутерий, сякаш е при стайна температура, новият метод създава енергийна среда вътре в решетката, в която отделните атоми достигат кинетични енергии, еквивалентни на енергията на термоядрения синтез.

Ербият е "деутериран" или зареден с деутериеви атоми, "деутерони", като горивото е милиард пъти по-плътно, отколкото в реакторите за термоядрен синтез с магнитно задържане (токамак).

При новия метод източникът на неутрони "загрява" или ускорява деутероните достатъчно, така че при сблъсък със съседен деутерон те предизвикват D-D реакции на синтез.

В настоящите експерименти неутроните са създадени чрез фотодисоциация на деутерони чрез излагане на гама лъчи с мощност 2,9+MeV. При облъчването някои от деутероните на горивото се разпадат и се получават както необходимите високоенергийни неутрони, така и протони.

За разлика от по-ранните опити, този метод произвежда откриваеми неутронни емисии, характерни за термоядрения синтез.

Екипът наблюдава и производството на достатъчно високо енергийни неутрони, което е доказателство за реакции на синтез и тези реакции дават възможност процесът да бъде мащабиран, т.е. да се повтори в по-големи мащаби.

^{Илюстрация на основните елементи на наблюдавания процес на термоядрен синтез с ограничаване на решетката. В част (А) решетка от ербий е натоварена с атоми на деутерий (т.е. ербиев деутерид), които тук съществуват като деутерони. При облъчване с фотонен сноп един деутерон се дисоциира и неутронът и протонът се изхвърлят. Изхвърленият неутрон се сблъсква с друг деутерон, като го ускорява като енергиен "d*", както се вижда в (B) и (D). "d*" предизвиква или екраниран термоядрен синтез (В), или екранирани реакции на разпад на Опенхаймер-Филипс (O-P) (E). В (C) енергийният "d*" се сблъсква със статичен деутерон "d" в решетката и те се сливат. При тази реакция на синтез се освобождават или неутрон и хелий-3 (на фигурата), или протон и тритий. Тези продукти на синтеза могат да реагират и в последващи ядрени реакции, при което се освобождава още енергия. В (E) един протон се отделя от енергиен "d*" и се улавя от атом на ербий (Er), който след това се превръща в друг елемент - тулий (Tm). Ако вместо това неутронът бъде уловен от Er, се образува нов изотоп на Er (не е показано). Кредит: Vladimir Pines et al}

Новаторска характеристика на новия процес е решаващата роля на електроните от металната решетка, чиито отрицателни заряди помагат за "екранирането" на положително заредените деутерони. Подобно екраниране позволява на съседните ядра на горивото да се приближат по-близо едно до друго, намалявайки вероятността те просто да се разпръснат и увеличавайки вероятността те да преминат през електростатичната бариера, която  подпомага синтеза. 

И все пак е нужен източник на електрони, за да започне реакцията, но тези експерименти могат да посочат пътя към бъдещи изследвания.

При по-задълбочено проучване и разработване бъдещите приложения биха могли да са енергийни системи за продължителни мисии за изследване на космоса или космически двигатели. Процесът може да се използва и на Земята за електрическа енергия или за създаване на медицински изотопи за ядрената медицина.

НАСА предлага да се използва тази синтезна технология в нагряваща сонда за проникване през многокилометровия слой лед, за да се достигнат подледниковите океани на Церера, Енцелад, Плутон и Европа.

Имайте предвид, все пак, че има голяма разлика между създаването на нетна положителна енергия чрез синтез и просто сливането на няколко атома. 

Справка:

Nuclear fusion reactions in deuterated metals
Vladimir Pines, Marianna Pines, Arnon Chait, Bruce M. Steinetz, Lawrence P. Forsley, Robert C. Hendricks, Gustave C. Fralick, Theresa L. Benyo, Bayarbadrakh Baramsai, Philip B. Ugorowski, Michael D. Becks, Richard E. Martin, Nicholas Penney, and Carl E. Sandifer, II
Phys. Rev. C 101, 044609 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.044609

Novel nuclear reactions observed in bremsstrahlung-irradiated deuterated metals
Bruce M. Steinetz, Theresa L. Benyo, Arnon Chait, Robert C. Hendricks, Lawrence P. Forsley, Bayarbadrakh Baramsai, Philip B. Ugorowski, Michael D. Becks, Vladimir Pines, Marianna Pines, Richard E. Martin, Nicholas Penney, Gustave C. Fralick, and Carl E. Sandifer, II
Phys. Rev. C 101, 044610 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.044610

Източник: Lattice Confinement Fusion, NASA, Glenn Research Center