Управляемый термоядерный синтез – новый источник энергии

Тяжелые ионы, воздействуя  друг на друга своим электрическим  полем, сместятся к периферии емкости. Крайние прижмутся к ее внутренней поверхности и создадут пространственный концентрационный электрический потенциал. При этом результирующая центробежная сила, действующая на прижатые к аноду ионы (анионы) разрушит их гидратные оболочки, как наиболее слабые. Легкие ионы менее отзывчивы к гравитации и окружены более прочными оболочками, поэтому не могут отдать тяжелым ионам свои молекулы гидратной воды. В силу этих обстоятельств они сосредоточатся над тяжелыми ионами и в области оси вращения (у катода), образуя электрический потенциал противоположного знака. Свободные электроны в аноде под действием пространственного (объемного) заряда анионов переместятся на катод (свойство цилиндра Фарадея).

При достижении необходимой  минимальной (пороговой) частоты вращения емкости с данным электролитом и принятыми конструктивными параметрами устройства т.е. критической величины электрических потенциалов на электродах, равновесие зарядов нарушится.

Электроны выйдут из катода и ионизируют молекулы гидратных  оболочек, а те передадут заряды катионам. Иначе. говоря, как бы произойдет пробой своеобразного электролитического конденсатора и начнется разряд ионов с образованием на катоде свободного водорода, а на аноде кислорода и анодных газов (осадка). Напряжение электрического тока будет зависеть от разности скоростей химических реакций на катоде и аноде.

Таким образом, вследствие действия физического принципа обратимости  энергии гравитационное поле породит энергетически адекватное ему электрическое поле, которое преодолеет энергию гидратации и осуществит электролиз. Этот процесс протекает с поглощением раствором через теплообменник теплоты и требует постоянного разбавления его водой до начальной концентрации. Его принципиальная энергетическая схема во многом схожа со схемой традиционного электролиза, но в ней не применяется внешний дорогостоящий электрический ток, а используется более дешевая теплота окружающей среды или иных источников.

Здесь следует отметить четыре весьма существенные особенности гравитационного электролиза.

Во-первых, работа механического  инерционного поля, затрачиваемая им на осаждение молекул воды, легки х и особенно тяжелых ионов, практически полностью восполняется кинетической энергией всплывающих к оси емкости водорода, кислорода и анодных газов, поскольку их плотность меньше, чем плотность раствора. В результате сумма моментов количества движения начальных и конечных продуктов электролиза становится близкой нулю, т.е. механическая работа в растворе почти не производится. Она в ЭВГ затрачивается в основном только на его приводе против сил трения. Анодный осадок и всплывшие газы вступают во вторичные химические реакции с водой и кислородом, образуя исходный состав раствора.

Во-вторых, интенсивное самоохлаждение раствора обеспечивает условия для поглощения им тепла из окружающей среды или от других источников на компенсацию эндотермического эффекта реакции разложения воды, т.е. работу в режиме высокоэффективного теплового насоса.

В-третьих, он способен вырабатывать постоянный электрический ток на внешней нагрузке в том случае, если частота вращения емкости будет больше минимально необходимой (пороговой). Тогда ЭВГ проявляет свойства электрогенератора с вольт-амперной характеристикой конденсаторного типа (напряжение на зажимах прямо пропорционально внешней нагрузке).

В-четвертых, ЭВГ одновременно в одном аппарате совмещает и  выполняет функции сразу двух устройств - электрогенератора постоянного тока и электролизера.

Все эти особенности обеспечивают гравитационному электролизу несравненно более высокую эффективность преобразования теплоты в химическую энергию восстановленных из воды водорода и кислорода, а, следовательно, большую экономичность.

Заключение

Несмотря на распространённый оптимизм (с начала первых исследований 1950-х годов), существенные препятствия  между сегодняшним пониманием процессов  ядерного синтеза, технологическими возможностями  и практическим использованием ядерного синтеза до сих пор не преодолены. Неясным является даже насколько  может быть экономически выгодно  производство электроэнергии с использованием термоядерного синтеза. Хотя прогресс в исследованиях является постоянным, исследователи то и дело сталкиваются с новыми проблемами. Например, проблемой  является разработка материала, способного выдержать нейтронную бомбардировку, которая, как оценивается, должна быть в 100 раз интенсивнее чем в традиционных ядерных реакторах. Тяжесть проблемы усугубляется тем что сечение  взаимодействия нейтронов с ядрами, с ростом энергии перестаёт зависить от числа протонов и нейтронов  и стремится к сечению атомного ядра — и для нейтронов энергии 14 МэВ просто не существует изотопа  с достаточно малым сечением взаимодействия. Это обуславливает необходимость  очень частой замены конструкций D-T и D-D реактора и ухудшает его рентабельность настолько, что стоимость конструкций  реакторов из современных материалов для этих двух типов будет больше стоимости произведённой на них  энергии. Решения возможны трёх типов.

Отказ от чистого ядерного синтеза и употребление его в  качестве источника нейтронов для  деления урана или тория.

Отказ от D-T и D-D синтеза в  пользу других реакций синтеза (например D-He).

Резкое удешевление конструкционных  материалов или разработка процессов  их восстановления после облучения. Требует гигантских вложений в материаловедение, перспективы неопределённые.

Побочные реакции D-D (3 %) при  синтезе D-He осложняют изготовление рентабельных конструкций для реактора, но не запрещают на современном технологическом  уровне.

Список используемой литературы

1 Тамм И. Е., Теория магнитного термоядерного реактора, ч. 1, в сборнике: Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций, т. 1, М., 1958

2 Сахаров А. Д., Теория магнитного термоядерного реактора, ч. 2

3 Е.П. Велихов; С.В. Мирнов Управляемый термоядерный синтез выходит на финишную прямую

4 «Управляемый термоядерный синтез в установках с плотной плазмой», Будкер Г.И., «Природа», № 5, 1974 г., стр. 14 – 21

5 Попов Ю.П. «Выход термоядерных нейтронов из плазмы, сжимаемой

оболочкой».