NASA хочет обеспечить ядерным реактором каждый дом, автомобиль и самолет

Мечта о самом мирном атоме снова оживает: NASA разрабатывает дешевую, чистую и низкоэнергозатратную технологию холодного ядерного синтеза (LENR), которая может обеспечить каждый автомобиль, самолет и жилой дом небольшим и безопасным ядерным реактором.

Когда мы думаем о ядерной энергии, есть всего два варианта ее получения: деление и синтез. Деление, реакция которого сопровождается выбросом огромного количества тепла вследствие расщепления больших атомов на меньшие, лежит в основе работы всех ядерных реакторов на Земле. Синтез является полной противоположностью: огромное количество энергии вырабатывается вследствие слияния атомов водорода вместе, но до крупномасштабных коммерческих термоядерных реакторов нам еще ой как далеко. Впрочем, о холодном термоядерном синтезе мы писали не так давно.

LENR не имеет ничего общего ни с делением, ни с синтезом. В основе вышеупомянутых реакций деления и синтеза лежат мощные ядерные силы, а LENR задействует слабые ядерные силы — но поймать эту энергию весьма сложно. Все усилия NASA на сегодняшний день направлены на работу с решеткой никеля и ионами водорода. Ионы проникают в никелевую решетку, а потом она облучается очень высокими частотами (5-30 терагерц). Возникшее вследствие этого колебание возбуждает электроны никеля, они сталкиваются с ионами водорода (протонами), формируя малоподвижные нейтроны. Никель тут же поглощает эти нейтроны и становится нестабильным. Чтобы вернуть стабильность, никель лишает нейтрон его электрона и тот становится протоном — реакция, которая превращает никель в медь и вырабатывает много энергии в процессе этого.

Ключом к чистоте и безопасности LENR являются медленные нейтроны. В то время, как деление создает быстрые нейтроны (с энергией более 1 МэВ), LENR взаимодействует с нейтронами энергией меньше 1 эВ — это меньше одной миллионной от энергии быстрого нейтрона. Быстрые нейтроны создают адский хаос, когда сталкиваются с ядрами других атомов, а медленные нейтроны не вырабатывают радиации или радиоактивных отходов. Поэтому в перспективе LENR идеально подходит на роль домашнего ядерного реактора, который будет обеспечивать жилье теплом и электричеством.

По данным NASA, 1% мировой выработки никеля может удовлетворить мировые энергетические потребности, в четверть стоимости угля. NASA также отмечает, что решетку можно сделать из углерода вместо никеля, а ядерная реакция будет превращать углерод в водород.

Почему же у нас до сих пор нет таких реакторов? Так же, как в случае с синтезом, сложно создать систему LENR, которая будет производить больше энергии, чем требуется для начала реакции. NASA говорит, что 5-30 терагерцевые частоты, необходимые для колебания решетки, невероятно сложно производить. Но за последние несколько лет ученые добились определенных успехов в производстве и контроле терагерцевой радиации. Кроме того, технологию LENR изучают и за пределами NASA.

На данный момент можно с уверенностью сказать, что ближайшее будущее энергетики и растущие потребности человечества напрямую зависят от деления и синтеза. Но кто знает, возможно, с LENR холодный синтез ближе, чем мы думаем.

Источник: extremetech.com