Знание-сила, 2008 № 07 (973)

О том, что ядерный синтез может происходить при комнатной температуре, научное сообщество впервые услышало 21 марта 1989 года. В этот день университет штата Юта выпустил пресс-релиз, в котором сообщалось, что профессор Мартин Флейшман (представлявший университет Саутгемптона в Великобритании) и профессор Стэнли Понс (работающий в университете Юта), совершили открытие, свидетельствующее, согласно пресс-релизу, о «прорыве в сфере энергетики». Изучая процесс электролиза с помощью лабораторной установки, в которой один из двух электродов был изготовлен из палладия, а при изготовлении электролита использовалась тяжелая вода, Флейшман и Понс пришли к выводу, что в их установке происходит устойчивая реакция ядерного синтеза. Согласно пресс-релизу, в ходе эксперимента выделившаяся энергия превысила затраченную. Основываясь на этом обстоятельстве, пресс-релиз утверждал, что Флейшман и Понс приблизились к открытию нового источника энергии. Еще одно важное обстоятельство: с увеличением размеров палладиевого электрода возрастало и количество выделяющейся энергии. Ссылаясь на этот факт, авторы эксперимента утверждали, что реакция синтеза связана с палладием.

О прорыве в области энергетики авторы пресс-релиза упомянули не случайно. Дело в том, что создание термоядерного реактора, в котором реакция термоядерного синтеза будет управляемой, рассматривается многими экспертами как радикальное решение энергетической проблемы человечества. «Управление» термоядерной реакцией связано с рядом причин, причем одна из основных — это крайне высокая температура плазмы. Именно поэтому, кстати, реакция получила название «термоядерной». Дело в том, что синтез ядер более тяжелого элемента из ядер более легкого может происходить, лишь если эти ядра сблизятся на такое расстояние, при котором между ними «включится» сильное взаимодействие. Сближению же ядер мешают силы электростатического отталкивания; чтобы преодолеть их, ядра должны обладать большой энергией, и именно по этой причине реакция неуправляемого термоядерного синтеза (на Солнце или в водородной бомбе) происходит при температурах в миллионы градусов. Легко поэтому представить степень недоверия, с которым научное сообщество встретило новость из университета Юты.

На первом плане Мартин Флейшман и Стэнли Понс

Если Флейшману и Понсу на самом деле удалось получить реакцию синтеза при комнатной температуре, то должен был существовать некий фактор, заменяющий высокую температуру плазмы. Напомним, что в качестве электролита Флейшман и Понс использовали раствор инертной соли в тяжелой воде, а электроды были изготовлены из палладия. С атомами дейтерия в электролите происходил процесс диссоциации, они разделялись на положительно заряженные ядра (протон + нейтрон) и электроны. Палладий же способен абсорбировать большое количество водорода (а также и дейтерия). Попадая внутрь кристаллической решетки палладия, ядра атомов дейтерия становятся аномально подвижными. Было высказано предположение, что именно высокая подвижность является тем самым условием, которое делает принципиально возможной реакцию синтеза при комнатной температуре.

Вполне естественно, что авторы пресс-релиза отчетливо представляли себе уровень скепсиса в научном сообществе при получении известия о сенсационных экспериментах. Именно поэтому пресс-релиз подчеркивал, что Флейшман и Понс являются авторами большого числа статей в авторитетных научных изданиях; о Флейшмане даже было сказано, что он принадлежит к числу ведущих электрохимиков мира.

Сообщая о том, что Флейшман и Понс исследуют холодный ядерный синтез (ХЯС) уже более пяти лет, пресс-релиз, однако, ничего не сообщал об их предшественнике Стивене Джонсе из университета Биргхема Янга. Еще в июле 1987 года в журнале Scientific American была опубликована его статья «Холодный ядерный синтез». Джонса заинтересовал тот факт, что вблизи вулканов зафиксированы повышенные концентрации He-3; согласно его гипотезе, в недрах Земли могут протекать реакции ядерного синтеза, а существующее там сверхвысокое давление может быть тем самым фактором, который «заменяет» фактор высокой температуры.

Флейшман и Понс, с одной стороны, и Джонс — с другой заключили устную договоренность, что свои статьи про ХЯС они отправят в один и тот же журнал, Nature, и сделают это одновременно. Однако Флейшман и Понс, не дожидаясь оговоренного срока, провели самостоятельную пресс-конференцию.., более того, еще до пресс-конференции они, не сообщая об этом Джонсу, направили свои результаты для опубликования в «Журнал электроаналитической химии». Узнав об этом, Джонс немедленно направил собственную статью в журнал Nature.

Эксперимент с погружением электродов из палладия в тяжелую воду