В этой статье изложены достижения нашей Лаборатории в области холодного ядерного синтеза (ХЯС), или LENR,  лабораторный LENR стенд, дано описание результатов и перспектив. В статье дан общий обзор ситуации по вопросу Холодного Ядерного Синтеза, краткая история проводимых исследований.

Технология НЭЯР (ядерные процессы в конденсированных средах или низко-энергетические ядерные реакции)

Первые сообщения о прохождении реакции ядерного синтеза при комнатных температурах (опыты М. Флейшмана и С. Понса) появились около двадцати лет назад в 1989г. В них говорилось, что в опытах по электролизу тяжелой воды (с добавлением LiOD) в электролизере с палладиевым катодом, платиновым электродом и источником (аккумулятором) авторы обнаружили характерные черты реакции синтеза между ядрами дейтерия – выделение тепла, образование трития и генерацию нейтронов. Утверждалось, что выделение тепла, дополнительно к вложенному в электролизер, увеличивалось пропорционально плотности тока на поверхности палладиевого электрода и объему электрода. При плотности тока порядка 0,5А/см^2 выделение тепла в объеме электрода достигало 10Вт/см^3 и наблюдалось в течение 120 часов, составив 4МДж/см^3 (~100эВ на ядро), что трудно объяснить химическими процессами, поскольку расходуемым материалом, который регулярно восполняли, была тяжелая вода. По отношению к полному энерговкладу в электролизер при максимальной плотности тока и массивных электродах (диаметр 0,4см, длина 10см) дополнительное энерговыделение достигало 50% . В одном из экспериментов даже произошло разрушение электрода.

Если бы наблюдаемое выделение тепла определялось D-D синтезом, оно сопровождалось бы излучением 10^^12 – 10^^13 нейтронов в секунду. Однако, было зарегистрировано примерно 10^4 актов синтеза в секунду в 1см^3 материала электрода. Таким образом, при насыщении палладия дейтерием в его кристаллической решетке наблюдается слияние ядер дейтерия. Выделение же тепла, по-видимому, было связано с совершенно другими процессами и не имело разумных объяснений.

Развитое в последние годы направление по изучению низкоэнергетических ядерных реакций, или более раннее русскоязычное название ХЯС – холодный ядерный синтез, начало выходить на коммерческое использование полученных результатов, см., например, деятельность компании Industrial Heat, принадлежащей инвестиционному фонду Cherokee http://ecat.org/tag/industrial-heat-llc/. Фонд намерен развивать LENR технологии и основать сеть своих офисов и лабораторий по всему миру для развития и коммерческого использования http://www.infinite-energy.com/resources/Statement-of-Industrial-Heat-Regarding-LENR-Industry-Developments.html

Недавно китайские власти подписали соглашение с Industrial Heat относительно основания технологического центра в Пекине и инвестировали 121M$ в этот проект http://hydrofusion.com/news/e-cat-fourth-quarter-developments-of-2015

Industrial Heat и “Leonardo Corporation” — http://ecat.com/, которой принадлежат все права на технологию, по-видимому, занимают в настоящее время лидирующие позиции в области R&D LENR технологий, но имеется еще ряд компаний активно работающих в этой области с объемами финансирования в десятки и сотни миллионов долларов. Это “Tri Alfa Energy. Inc” —https://en.wikipedia.org/wiki/Tri_Alpha_Energy,_Inc. ;

“Brilliant Light Power” — http://www.blacklightpower.com/ ;

“Brillouin Energy Corporation” — http://brillouinenergy.com/;

“Thunder Energies Corporation” — http://thunder-energies.com/;

“Hydro Fusion Ltd”- http://hydrofusion.com/;

“Lockheed Martin” Compact Fusion R&D — http://www.youtube.com/watch?v=UlYClniDFkM и другие.

Очень мало сведений из Японии, там эти исследования официально финансируются государством, информация является закрытой и об уровне исследований и достигнутых результатов можно только догадываться. Недавняя авария на АЭС Фукусима способствовала усиленному поиску безопасных альтернативных источников энергии.

Тем временем в России еще в 1990-91 годах была сделана попытка открытия федеральной целевой программы «Холодный ядерный синтез» под руководством академика РАН Барабошкина Алексея Николаевича (1925-1995), директора института высокотемпературной электрохимии РАН, Екатеринбург. К тому времени различными группами исследователей были проведены уже сотни экспериментов, в которых регистрировалось избыточное тепло и ионизирующие излучения вокруг установок холодного синтеза, см. обзор Царева В.А. в УФН 1990 — http://ufn.ru/ufn90/ufn90_11/Russian/r9011a.pdf .

К сожалению, программа не была открыта и исследования не получили необходимой государственной поддержки. Тем не менее, работы продолжались силами отдельных групп энтузиастов практически на собственные деньги и на деньги нескольких меценатов от науки. На текущий момент времени отечественные разработки не могут составить существенную конкуренцию иностранным компаниям с многомиллионным финансированием, но все же можно найти свою достаточно перспективную нишу.

Большинство исследований и экспериментов направлено на получение избыточного тепла в LENR-реакторах. Это понятно и вполне объяснимо, т.к. избыточное тепло легко зарегистрировать и по нему оценивать эффективность тех или иных модификаций реакторов. Возникающее в процессе работы ионизирующее гамма излучение также трансформируется в тепло в рабочем теле реактора и окружающей оболочке. С коммерческой точки зрения интерес представляют реакторы, имеющие коэффициент преобразования энергии более 10. Т.е. на один киловатт, затраченной электрической энергии для питания такого реактора, он должен выдать в виде тепла как минимум 10 киловатт, тогда он сможет эффективно вытеснить с рынка все системы обогрева и генерации электричества на природном газе. Такой высокий коэффициент преобразования мощности удалось получить только итальянскому исследователю Андреа Росси (Andrea Rossi) из компании “Leonardo Corporation”; его 1 МВт реактор по некоторым оценкам показал КПД в районе 20-80.

Наш стендовый LENR реактор — описание

Наш стендовый, твердотельный титан-никель-литиевый реактор с индукционным нагревом (в металлическом корпусе — вольфрам, молибден). Выход – тепловая энергия. Потребляемая энергия – электрическая. Высокая температура корпуса реактора (>1500° С) позволяет получить пар, пригодный для применения в турбоэлектрогенераторе или высокотемпературном термоэлектрическом генераторе.

На данном этапе работы достигнут саморазогрев реактора без дополнительной подачи энергии, что привело к полному разрушению и выгоранию реакционной трубы.

Следующая реализация данной технологии — стабилизация реакции, организация теплосъёма и вывод реактора в режим устойчивой, избыточной генерации тепла с КПД 1:10 и выше.

В идеале необходимо добиться выхода LENR реактора на самоподдерживающийся режим, чтобы после выхода на рабочие параметры реакция шла без подвода энергии извне, до полного исчерпания заложенного в реактор топлива.

Результаты проведенных экспериментов

Проведенные нами в течение года исследования в этом направлении, позволили выявить два физических явления, которые ответственны за избыточное выделение энергии. Это добавка элемента лития в реакторную зону и возбуждение молекулярного водорода ВЧ плазмой, при которой водород диссоциирует до атомарного состояния, а затем рекомбинирует в молекулу с выделением энергии на катализаторе (FeNi, Ni, FeTi, TiH2). На данный момент, судя по открытым источникам, в мире есть только отдельные, узконаправленные эксперименты с плазмой в среде водорода. Готовая концепция, экспериментально проверенная, есть только у нас.

Эксперименты проводились и продолжаются в нашей закрытой лаборатории в Москве, в одном из НИИ. Рыночная стоимость данной технологии в таких странах, как США, Канада, Швеция и Германия, с работающим демонстрационным стендом оценивается на данный момент от 400 000 тыс. долл США и выше. Это вызвано реальной возможностью получения ядерной энергии достаточно простыми способами и без опасных радиоактивных материалов. Высокая стоимость подобных исследований в развитых странах связана с большими затратами на сертифицированные лаборатории, медленностью проведения экспериментов и дефицитом специалистов (как талантливых экспериментаторов, так и теоретиков) в данной области. Смета на проведение дальнейших исследований будет согласовываться с заинтересованным Инвестором.