Продолжение темы

Действительно ли лед - аккумулятор ядерной энергии?

28 марта в нашей газете было опубликовано интервью с Александром Владимировичем Стрелковым под броским названием "Аккумулятор ядерной энергии - очередное открытие дубненских физиков". Редакция получила ряд откликов на этот материал, содержащих как вопросы, так и критические замечания. Был даже звонок из США. Сегодня мы публикуем комментарий автора описанной в интервью научной работы (он же - автор текста "интервью", опубликованного в канун Дня смеха).

В основе моей и Саши Стрелкова идеи этого интервью было желание пошутить в связи с Днем 1 апреля. Поэтому, прежде всего мы приносим извинения тем наиболее доверчивым читателям, которые поверили в "открывающиеся перспективы" преодоления энергетического кризиса на нашей планете за счет замены нефти на лед ("и не будет больше иракских войн!"). Никаких технических предпосылок для такого развития событий нет. И это поняли большинство научных сотрудников, прочитавших статью. Есть и такие, кто поверил "в достоверность научных фактов, приведенных в интервью", и они были правы. "Леден-топливо" - это сплошной вымысел, но идея этого вымысла возникла на реальном научном факте. Как говорится, в каждом вымысле есть доля правды.

Уже в пятидесятых годах было известно, что при облучении многих веществ и соединений при низких температурах (а в некоторых сложных соединениях - и при комнатной температуре) в них накапливаются радикалы - нейтральные осколки молекул, для которых характерна высокая химическая активность. При взаимодействии двух радикалов между собой (этот процесс называется "рекомбинацией") выделяется значительная энергия в виде тепла. Время "жизни" радикалов до рекомбинации может быть и очень коротким, и весьма долгим - это зависит от температуры (чем холоднее, тем дольше "выживают" радикалы) и от свойств вещества. Где-то в шестидесятых годах, по воспоминаниям академика В.И.Гольданского, появилась идея использовать облученные вещества с большим содержанием радикалов в качестве... ракетного топлива (!?). Это уже не было шуткой: работы, связанные с образованием и накоплением радикалов, были засекречены. Однако довольно быстро поняли, что накопить достаточную плотность радикалов невозможно, предел возможной плотности получался примерно 1 процент. Это означало, что такое "радикальное" топливо было бы в сто раз хуже обычного. Работы были прекращены.

Лед из обычной воды, который наша группа изучала в связи с разработкой "холодного" замедлителя нейтронов, весьма охотно хранит образующиеся при нейтронном облучении радикалы (атомарный водород и гидроксильную группу); при температуре ниже 40^o Кельвина энергия рекомбинации накопленных радикалов достигает 5-6 процентов от поглощенной энергии нейтронов, то есть лед действительно запасает ядерную энергию (ведь нейтроны есть продукт деления урана или плутония) и можно в принципе назвать его "аккумулятором ядерной энергии". Только, разумеется, не в том смысле, что такой аккумулятор можно поставить в автомобиль и включить стартер. С таким же успехом аккумулятором ядерной энергии можно назвать и термолюминисцентные дозиметры (ТЛД), применяемые в ОИЯИ. При нагревании датчика после его облучения происходит свечение, интенсивность которого пропорциональна накопленной дозе.

Теперь об "очередном открытии дубненских физиков". Многие исследователи воздействовали на лед различными типами радиации, но никто ранее не наблюдал самопроизвольного, спонтанного процесса рекомбинации радикалов в облученном льде (как, впрочем, и в других веществах). Этот процесс инициировался обычно нагревом вещества. Теоретики в области химической кинетики считали спонтанный процесс невозможным. Однако в 1994 году на замедлителе из твердого метана реактора ИБР-2 был зафиксирован один такой случай. И теперь, при систематическом исследовании радиационных эффектов в ряде водородосодержащих веществ на реакторе ИБР-2 в 2001-2003 годах была однозначно доказана закономерность спонтанных, самопроизвольных процессов бурного выделения тепла в процессе облучения нейтронами. В частности, температура льда без всяких внешних воздействий через 5-10 часов облучения резко увеличивается с 20^o К (температура жидкого водорода) до 200^o К, а в одном из опытов образец льда оказался даже близок к плавлению.

Считать ли обнаружение явления быстрого спонтанного саморазогрева льда в процессе облучения нейтронами открытием или нет - не знаю. Это - прерогатива научного сообщества. Но коллектив, который создал установку УРАМ-2 для этих исследований и проделал многочисленные и плодотворные опыты, направленные в конечном итоге на повышение интенсивности нейтронов реактора, заслуживает высокой оценки. Наибольший вклад в создание установки и проведение экспериментов внесли сотрудники ЛНФ Е.Н.Кулагин, А.В.Андросов, В.Б.Дучиц, В.В.Мелихов, С.А.Куликов, В.Г.Ермилов, П.К.Утробин, сотрудники опытного производства во главе с А.Н.Кузнецовым, сотрудники механико-технологического отдела во главе с А.А.Беляковым, а также сотрудники ЛВЭ Л.Б.Голованов, Ю.Т.Борзунов и др. Нельзя не отметить решающий вклад в проектирование и создание установки рано ушедших от нас Василия Васильевича Голикова и Владимира Ивановича Константинова.

Научно-технический интерес к явлению саморазогрева облученного льда, - прежде всего, в его влиянии на работу холодного замедлителя нейтронов. Но, возможно, он где-то "работает по совместительству" и в других местах. Например, есть интригующая идея о влиянии этого эффекта на эволюцию холодных космических тел (кометы, пылевые туманности и т. д.), на происхождение жизни во Вселенной. Об этом я писал в институтской газете в марте 1997 года. Возможно, следует заняться такой проблемой, но нет времени - пора начинать посевные работы в саду...

Евгений Шабалин,
5 апреля 2003 г.

Благодаря таким авторам, как Е.П.Шабалин, мы постоянно стараемся держать читателей в курсе животрепещущих проблем, волнующих умы научного сообщества, и благодаря им же пытаемся уйти от "звериной серьезности" (выражение Н.В.Тимофеева-Ресовского, часто цитируемое В.И.Корогодиным). Об интересе к затронутой теме, действительно, свидетельствует ряд читательских откликов, полученных по электронной почте от читателей электронной версии газеты. Например, Ф.Г.Лепехин из Гатчины прислал целую оду о водороде (в прозе), которую мы полностью публикуем в Интернете, а здесь ограничимся лишь короткой цитатой: "Дубну я знаю еще с трех лет, когда там была Электрофизическая лаборатория АН СССР. Мне известно, что работы по водородной энергетике, уже в ОИЯИ, проводились. Самолеты на водородном топливе летали. И дело вовсе не в том, что водород взрывоопасен. Стало ясно, что атомная энергетика для водородной энергетики не нужна. От ядерных реакторов нужен был не водород, а другой элемент таблицы Менделеева... так что сегодня противниками глобальной энергии окружающей среды и водородной энергетики являются не только "нефтяные магнаты", но и Минатом и "город атомщиков Снежинск", ученые, утверждающие, что "без атомной энергии все равно человек не обойдется". Еще как обойдется. В перспективе все более широкого использования атомной энергии вся наша планета превратится в кладбище радиоактивных отходов. К счастью, этому есть альтернатива. Прогресс в энергетике уже никто остановить не сможет. Это я и хотел бы довести до сведения А.В.Стрелкова и Е.П.Шабалина".