Текст книги "Беседы о физике и технике"

Автор книги: Николай Глухов

Соавторы: Петр Самойленко,Николай Камышанченко
сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 12 страниц)

16. Человеку должен служить только мирный атом

Наша прекрасная планета Земля родилась 4 млрд. лет тому назад, около миллиона лет отделяют нас от появления первого человека, три тысячи лет тому назад появились первые науки (математика, астрономия, философия). Так неужели разумные люди допустят, чтобы все это погибло, чтобы этот мир был снова окутан глубокой тьмой, чтобы погибла цивилизация, может быть, единственная в нашей обозримой части Вселенной?

Наше время с полным основанием называют веком атомной энергии, веком космических полетов, автоматизации, а порой лазерным веком. Трудно отдать предпочтение какому-либо из этих утверждений: каждое из них отражает те или иные существенные стороны современного этапа развития научно-технической мысли.

И ВСЕ-ТАКИ КАКОЕ МЕСТО ЗАНИМАЕТ В ЭТОМ РЯДУ ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА?

Проникновение в структуру атомного ядра и, как результат этого, овладение ядерной энергией явились одними из важнейших направлений современного научно-технического прогресса. Быстрое и успешное развитие атомной физики началось с 1932 г. – с открытия нейтрона, которое позволило преодолеть трудности, стоящие тогда на пути изучения атома. Нейтрон – это тот «золотой ключик», без которого нельзя было бы открыть «дверь» в большую ядерную энергетику. Роль нейтрона очень велика в практической деятельности человека, в получении искусственных радиоактивных элементов, в прикладных исследованиях и в промышленном применении, в геологических разведках, в медицине, в биологии и т. п. С некоторыми отраслями народного хозяйства, где используют свойство некоторых элементов делиться под действием нейтронов, мы ознакомимся в настоящей беседе.

Уже через 10 лет после открытия нейтрона стал возможным пуск первого ядерного реактора в декабре 1942 г. в США с активным участием ученых-физиков из многих стран мира. В декабре 1946 г. в СССР был пущен первый в Европе и Азии исследовательский ядерный реактор, созданный силами советских ученых, инженеров и рабочих. Ядерные реакторы являются мощным источником нейтронов, которые в зависимости от их энергии делятся на холодные (10^-5—5∙10^-3 эВ), тепловые (5∙10^-3—0,5 эВ), быстрые (10⁵—10⁸ эВ). Наиболее широкое применение получили тепловые, или медленные, нейтроны, которые чаще всей, используют в многогранной деятельности человека, в том числе и в ядерной энергетике.

К СОЖАЛЕНИЮ, О НАЧАЛЕ АТОМНОЙ ЭРЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО УЗНАЛО НЕ ПО РЕПОРТАЖАМ С ПЕРВЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ, А ПО ВЗРЫВАМ АТОМНЫХ БОМБ В ХИРОСИМЕ И НАГАСАКИ.

Взрывы над Хиросимой и Нагасаки, бесполезные в военном отношении, дали понять, что в мире возникла ситуация, когда одно государство решило диктовать свою волю другим. В этой обстановке и Советское правительство вынуждено было пойти на создание атомного оружия. Поэтому долгие годы исследования по использованию ядерной энергии были строго засекречены.

НО СОЗДАВАЯ ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ, УЧЕНЫЕ ОДНОВРЕМЕННО РАБОТАЛИ И НАД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ В МИРНЫХ ЦЕЛЯХ, НАД СОЗДАНИЕМ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (АЭС)

Такая АЭС была впервые сооружена в СССР, что положило начало победному шествию ядерной энергетики по многим странам мира. Началось же оно в Обнинске (в 105 км от Москвы), где 27 июня 1954 г. в энергосеть выдала электрическую энергию первая в мире АЭС. Пуск небольшой Обнинской АЭС мощностью 5 МВт начал новую эру в технике, в энергетике – эру получения электрического тока за счет энергии, образующейся при делении ядер урана. Эта АЭС, как первопроходец, открыла широкую дорогу большой ядерной энергетике.

Опыт эксплуатации ядерно-энергетической установки Обнинской АЭС и проведенные работы позволили решить многие задачи по дальнейшему совершенствованию схем будущих АЭС и улучшению технико-экономических показателей. Так, уже в 1974 г. себестоимость 1 кВт∙ч электроэнергии на Нововоронежской АЭС составила 0,655 коп., т. е. была ниже стоимости энергии современных тепловых станций европейской части СССР. В двенадцатой пятилетке введено в строй около 41 000 МВт новых мощностей, т. е. за 5 лет мощность АЭС увеличивалась в 2,5 раза.

В настоящее время обогащенного урана и плутония накопилось в мире столько, что их достаточно для изготовления десяти атомных бомб в день. Этот факт свидетельствует о неотложности проблем ядерного разоружения и мирного использования ядерной энергии. Если даже небольшую часть накапливаемого плутония использовать в производстве зарядов в мирных целях, то человечество получит дешевый источник энергии.

НО ВЕДЬ ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ БЫВАЮТ И МИРНЫМИ?

Мирные ядерные взрывы можно использовать в самых различных видах работ, например при ликвидации аварийных газовых фонтанов, интенсификации добычи нефти, создании подземных хранилищ и наземных резервуаров для хранения воды и т. д.

В СССР ядерный взрыв мощностью 30 кт на глубине 1550 м обеспечил надежное перекрытие ствола аварийной скважины с расходом 12 млн∙м³ газа в сутки, что длительное время не удавалось сделать другими способами. С помощью ядерного взрыва мощностью более 100 кт был образован искусственный резервуар для воды общим объемом около 20 млн. м³.

За последние годы в связи с бурным расширением добычи газа, нефтепродуктов резко выросли потребности в разнообразных хранилищах. Оказалось, что для их создания удобно использовать подземные ядерные взрывы в пластах каменной соли, обладающих необходимыми упругопластическими свойствами. Так, полость объемом 20 тыс. м³ была образована на глубине 1140 м ядерным взрывом мощностью 15 кт.

Мирные взрывы, давая в руки человека новую область использования ядерной энергии, еще не раскрыли всех своих возможностей и продолжают детально изучаться учеными и инженерами.

А ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ СТОЯТ НЕ ТОЛЬКО НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ?

Широкие возможности использования ядерных реакторов для транспортных установок имеются на флоте. Об этом свидетельствует успешный опыт эксплуатации ледоколов «Ленин», «Арктика», а также на подводных лодках и других типах кораблей. Ядерные реакторы, работающие на быстрых нейтронах, применяют в г. Шевченко на Каспии для получения пресной воды из морской в объеме 120 тыс. т в сутки. Этой воды достаточно для обеспечения нужд города. Теплота от ядерного реактора может быть использована и в металлургической промышленности. Так, в настоящее время на Старооскольском металлургическом комбинате, где осуществляется бездоменный способ получения губчатого железа, требуется по технологическому процессу температура 950—1250 °C. Если для нагревания до таких температур не сжигать газ, а использовать энергию ядерного реактора, то экономия газа составит 50–55 %, а это даст большой экономический эффект.

В химической промышленности основным сырьем для производства азотных удобрений являются аммиак и метанол. Процесс их получения идет при 800–900 °C и также базируется на потреблении большого количества природного газа, 45 % которого расходуется как топливо. Подогревая смесь теплом ядерных реакторов, можно не только экономить газ, но и повысить общую долю полезной теплоты, устранить выброс в атмосферу токсичных продуктов горения газа и снизить стоимость аммиака и метанола.

Ядерные реакторы могут быть использованы для получения дешевого водорода, который в будущем станет основным видом топлива.

КОГДА НАЧАЛИСЬ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФИЗИКЕ АТОМНОГО ЯДРА?

Распад ядер урана сопровождается рождением искусственных радиоактивных веществ. Да! Атомы родятся, живут и умирают. Разумеется, эти слова надо понимать в переносном смысле.

Впервые с превращениями в мире атомов, считавшихся раньше вечными неделимыми частицами веществ, физики столкнулись, когда А. Беккерелем и супругами Кюри была открыта радиоактивность (1896–1899). С тех пор обнаружено около сорока природных радиоактивных элементов. В 1934 г. Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри доказали возможность создания искусственных радиоактивных элементов и радиоактивных изотопов.

После создания ядерных реакторов и ускорителей элементарных частиц было осуществлено практическое получение радиоактивных элементов. Например, радий крайне дорог, если его добывать обычным способом.

Теперь же в урановых котлах получают дешевые радиоактивные вещества, заменяющие сотни тонн радия. Ряд изотопов, например кобальт-90, молибден-99, полоний-210, специально получают при нейтронном облучении мишеней, состоящих обычно из более легких изотопов тех же элементов.

КАК ПРИМЕНЯЮТ ИЗОТОПЫ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ?

Сейчас трудно назвать такую область нашего хозяйства, где не применялись бы изотопы. В СССР налажено производство около 4 тыс. наименований соединений на основе 156 радиоактивных и 240 стабильных изотопов, имеющих практическое значение.

Для текстильной, полиграфической, резиновой, фотокинопленочной промышленности выпускают большое количество радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества. Они позволяют повысить в 2–3 раза скорость машин, перерабатывающих листовой или пленочный материал с низкой электропроводностью.

Широко применяют радиоизотопные приборы. По сравнению с другой контрольно-измерительной аппаратурой их преимущества заключаются в отсутствии непосредственного контакта с исследуемым объектом, быстродействии и надежности. В настоящее время широкое применение нашел так называемый активационный анализ. Исследуемый материал подвергают облучению в реакторе. Возбужденные атомы начинают испускать α-, β– и γ-излучения. Облучаемый материал испускает целый спектр различных излучений с самыми разными свойствами. И точно так же, как ухо опытного музыканта способно выделить в грохоте оркестра слабое пение скрипки, анализаторы способны выделить из спектра обученного материала излучение, специфичное для того или иного элемента. Таким образом можно распознать материалы, содержание которых в образце не превышает 10^-8 %. С помощью этого метода, например, удалось определить границы золотоносного месторождения Мурунтау, т. е. очертить зону, где добыча этого драгоценного металла выгодна.

С помощью радиоактивных элементов, так называемых меченых атомов, ведут поиски воды. Важно знать, где, куда и с какой скоростью течет она под землей. В нефтеразведке радиоизотопная аппаратура надежно контролирует изменение свойств окружающей скважину среды (воды, нефти, пустой породы).

В металлургии с помощью радиоизотопных приборов удалось автоматизировать загрузку доменных печей шихтой, осуществить контроль уровня и разливку металла, обеспечить непрерывное измерение толщины проката, контролировать износ печей без остановки их работы.

В машиностроении применение радиоизотопных приборов позволило контролировать подачу заготовок, регулировать температурный режим, осуществлять блокировку оборудования и т. п. В строительстве, сельском хозяйстве радиоизотопные приборы широко применяют для измерения плотности и влажности различных материалов и определения степени их однородности. В ряде отраслей применяют метод гамма-дефектоскопии, позволяющей контролировать качество сварных швов в трубопроводах и в котлах высокого давления, обнаружить разрывы арматуры в железобетонных конструкциях, раковины и трещины в металлических деталях и отливках.

Так, на реке Сыр-Дарья была сооружена плотина Токтогульского водохранилища на 18 млрд. м³ воды. В результате напора воды в теле плотины образовались каверны, через которые вода просачивалась вниз. Применив меченые атомы, удалось определить места расположения каверн. Каверны запломбировали и авария была предотвращена.

РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ И ЯДЕРНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИМЕНЯЮТ И В ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ?

Интересные возможности открываются перед сельским хозяйством. Это прежде всего ускорение выведения новых сортов растений путем радиационного воздействия на их наследственный аппарат и создания мутаций.

В медицине радиоактивные изотопы и ядерные излучения успешно применяют при диагностике сложных заболеваний, для лечения злокачественных опухолей, стерилизации материалов, инструментов и лечебных препаратов.

Исследование радиоактивного распада веществ, включенных в горные породы, позволяет определить возраст последних. Задача сводится к определению соотношения между содержащимися в горных породах и минералах радиоактивными веществами и продуктами их распада.

Весьма интересно применение радиометрических методов в археологии для оценки возраста различных древних предметов, находимых при раскопках. Один из таких методов носит название радиоуглеродного, так как он состоит в определении степени распада радиоактивного углерода.

Применяя этот метод удалось определить, что возраст куска дерева от палубы погребальной ладьи египетского фараона Сезостриса III оценивается в 3620 лет; останки гигантского ленивца, найденные в гипсовой пещере в штате Невада (США), оцениваются в 10 500 лет; остатки органической краски доисторической живописи в пещере Ласко (Франция) отделены от нашего времени периодом в 15 600 лет.

ИТАК, МЫ ВИДИМ, ЧТО АТОМ МНОГОЛИК: ОН МОЖЕТ БЫТЬ И СОЗИДАТЕЛЕМ, И РАЗРУШИТЕЛЕМ – ВСЕ ЗАВИСИТ ОТ ЧЕЛОВЕКА.

Появление ядерного оружия поделило человеческую историю на два периода: доядерный и ядерный. Многое из того, что было нормой и правилом для доядерной эпохи, оказалось совершенно неприемлемым для ядерного века. Война и мир, победа и поражение, угроза и безопасность, стратегия и сила – эти и многие другие понятия приобретают сегодня новое звучание. С появлением ядерного оружия радикально изменился сам характер войны, ее роль в современном социально-историческом развитии. В новых условиях такая война перестала быть средством решения каких бы то ни было международных противоречий и конфликтов, она не может быть контролируемой и ограниченной.

Ядерная эпоха заставляет критически переосмыслить и понятие силы как таковой. Гонка вооружений теряет какой бы то ни было военный смысл, ибо она может дать лишь иллюзорное и опасное психологическое ощущение безопасности и в то же время подрывает реальную безопасность. Большая военная сила не только не дает большей безопасности, но, напротив, ослабляет ее, так как безопасность в наше время вообще не может быть основана на силе. Соответственно изменяется и смысл понятия обороны, которая в новых условиях перестает быть только военной проблемой. Безопасность в ядерный век возможна лишь как безопасность для всех. Ее нельзя обеспечить за счет ущемления интересов друг друга.

В эпоху ядерного оружия стремление к созданию такой ситуации, в которой противник чувствовал бы себя уязвимым, испытывал страх и неуверенность, чревато серьезными последствиями.

КАК ОТНЕСЛИСЬ САМИ УЧЕНЫЕ-АТОМЩИКИ К ВЗРЫВАМ АТОМНЫХ БОМБ НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ?

Взрывы первых атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки ясно показали, к чему ведет гонка вооружений. Весь мир поставлен на грань катастрофы, и это отчетливо увидели те, кто создавал ядерное оружие. Все честные и наиболее смелые из них стали отказываться от дальнейшей работы над ним.

Применение США атомного оружия против густонаселенных японских городов потрясло и возмутило видных ученых-физиков, среди которых были Эйнштейн, Жолио-Кюри, Курчатов и др. Они рассматривали этот акт варварского ведения войны как прямое преступление и неоднократно публично клеймили его. Ф. Жолио-Кюри по окончании второй мировой войны возглавлял движение защитников мира. Эйнштейн глубоко сожалел о том, что он в свое время обращался к Рузвельту с письмом по вопросу создания атомного оружия. «Если бы я знал, что немцы не работают над атомным оружием, я бы ничего не сделал для создания атомной бомбы», – заявил он. Эти мучительные переживания побудили Эйнштейна со времени бомбежки Хиросимы и Нагасаки неуклонно и со всей страстностью бороться против подготовки атомной войны. В своем обращении к интеллигенции (1948) он писал: «Поскольку нам, ученым, уготована трагическая участь – еще более повышать чудовищную эффективность средств уничтожения, наш самый торжественный и благородный долг состоит в том, чтобы всеми силами воспрепятствовать использованию этого оружия для тех жестких целей, для каких оно было изобретено. Какая задача может быть для нас более важной? Какая общественная цель может быть ближе нашему сердцу?». Среди ученых началось движение за запрещение ядерного оружия. Позже это движение получило название Пагоушского. Выработка и принятие новых норм и критериев политического мышления ядерной эпохи – процесс сложный, а для многих поборников силы – просто болезненный. Ведь он требует отказа от претензий на особое положение и военное превосходство.

Предложенная Советским Союзом система норм предусматривает прежде всего отказ от пропаганды ядерной войны в любом ее варианте – глобальном или ограниченном.

В силу чрезвычайной актуальности СССР особо выделяет вопрос о недопущении гонки ядерных и других вооружений в космическом пространстве, ведущей к «звездным войнам» с лазерами и атомными зарядами, в которых не может быть ни победителей, ни побежденных.

Человеку должен служить только мирный атом!

НАВЕРНОЕ, ТО ЖЕ САМОЕ МОЖНО СКАЗАТЬ О ЛЮБОМ ДОСТИЖЕНИИ НАУКИ.

Все достижения человечества должны быть использованы для коренного улучшения и облегчения условий труда людей, сокращения рабочего дня, благоустройства быта, ликвидации тяжелого физического, а затем и всякого неквалифицированного труда. В решении этих мировых проблем не последняя роль отводится физике и научно-техническому прогрессу.

Приложения. Кое-что о разном

НОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Как это ни печально, но «золотые времена», когда богатейшие залежи полезных ископаемых лежали почти что на поверхности земли, уже безвозвратно прошли. Сейчас постоянно увеличивается глубина горных разработок, а вместе с ней и себестоимость добытых материалов. Несмотря на это, в Советском Союзе получают сейчас 27 % мировой добычи полезных ископаемых, в Соединенных Штатах – 24 %, остальные же 49 % – в других странах. Однако используется в нашей стране немногим больше половины добытого, остальное идет в отвалы, загрязняя территорию, воду, атмосферу. Если эти отходы переработать, то мы с минимальными затратами увеличим запасы горной продукции примерно на 25 %.

Следует также отметить, что в настоящее время убыток, который терпит народное хозяйство от коррозионной нестойкости материалов, содержащих в своей основе железо, весьма велик. Фундаментальная наука, включающая физические методы исследования, разработала эффективные способы получения новых материалов на основе алюминия, титана, магния, кремния и других компонентов. Получены коррозионно-стойкие, легкие и прочные материалы. Повсеместная замена железных материалов во многих конструкциях, машинах и механизмах на современные конструкционные материалы позволит совершить революцию в машиностроении. Приведем только два примера: 1) сегодня железнодорожный вагон «везет» 30 т собственного веса; 2) легковой автомобиль «Жигули» весит свыше тонны.

А если их сделать из легкого сплава, то они никогда не будут ржаветь и разваливаться, будут в три раза легче, а следовательно, и потреблять гораздо меньше энергии на свое передвижение. Это же относится и к корпусам кораблей, ко всему многообразию современной техники.

«ЗОЛОТОЙ» ИНСТРУМЕНТ

Появлением новых конструкционных материалов машиностроители неизбежно столкнулись с дефицитом режущего инструмента. Чтобы разрешить эту проблему, в лабораториях начались поиски так называемых композитов, которые позволили бы резко повысить скорость обработки и тем самым резко увеличить производительностью металлорежущего оборудования. Часть исследований была направлена на создание керамических резцов, которые можно использовать для совершенствования инструмента, не прибегая к таким легирующим металлам, как вольфрам, ванадий, молибден.

Существовало и другое направление, суть которого заключалась в нанесении на уже существующие металлорежущие инструменты из стали износостойких покрытий, что позволяет повышать скорость резания на 30–50 %.

В этой области наибольшего успеха добились советские ученые, создавшие промышленную технологию нанесения универсального покрытия из нитрида титана, которое позволило повысить скорость, например, сверления в два раза. Более того, для некоторых марок сталей, которые с трудом поддаются обработке, сейчас появилась возможность подбирать инструмент с соответствующим этим маркам покрытием и тем самым повышать производительность механообработки. В основу этой технологии положен так называемый «способ КИБа» (конденсации ионной бомбардировкой). Суть способа состоит в том, что ионы какого-то тугоплавкого материала, например титана, при заданных технологических параметрах разгоняются и внедряются в поверхность обрабатываемого инструмента. При этом поверхностные слои разогреваются до требуемой температуры, и когда она стабилизируется, напускается реактивный газ, например азот. Происходит плазмохимическая реакция, в результате которой образуется очень прочное соединение нитрида титана, осаждаемое на поверхность инструмента с высокой степенью равномерности, при этом обеспечивается очень прочная связь основы и пленки. В результате получается режущий инструмент с новыми свойствами, у которого очень прочная основа и тонкий износостойкий слой покрытия, толщина которого колеблется в пределах 5–8 мкм. Он имеет золотистый цвет, поэтому его часто называют по цвету и за замечательные качества «золотым» инструментом.

Этот инструмент имеет существенные преимущества перед аналогичным инструментом без покрытия: стойкость инструмента повышается до 10 раз в зависимости от конкретных условий его применения (в частности, стойкость сверл увеличивается в 12–15 раз), до 25–30 % снижается потребляемая мощность при обработке, уменьшается сила трения, улучшается качество обработанной поверхности. Резко увеличивается срок службы до окончательного затупления, тем самым снижается себестоимость изготавливаемой продукции.

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ АППАРАТ В КАЧЕСТВЕ ДЕФЕКТОСКОПА

Разработан новый метод обнаружения скрытых дефектов в любом изделии (в лопасти вертолета, шине автомобиля и т. д.), которые нельзя обнаружить ультразвуком из-за неоднородности, многослойности структуры изделия. В основе этого метода – получение интерферограммы изделия с помощью особого аппарата для голографии и высокочувствительной пленки, изготовленной из полупроводникового материала. Сначала изделие фотографируют в нормальном состоянии, затем после деформации вследствие разогрева, удара или действия давления, когда его формы меняются всего на доли микрометра или оно вибрирует. Оба эти изображения накладывают на один кадр.

В результате создается интерферограмма, имеющая вид географической карты с линиями, обозначающими рельеф местности. Неровности, которые видны на ней, указывают на скрытые дефекты в глубине изделия. Метод позволяет выявить самые незначительные неоднородности в используемом материале за 1–2 с. В производственных условиях это можно сделать с помощью ЭВМ, не останавливая конвейера.

ВЛИЯНИЕ ЦВЕТА ГРЯДКИ НА УРОЖАЙ

Урожай помидоров вызревает быстрее и будет лучше по качеству, если растения выращивать на красной мульче (пленочном, бумажном или другом покрытии) – такое открытие сделали специалисты сельского хозяйства США. Это явление связано с тем, как листья растений реагируют на цвет. Оказывается, на рост растений влияет не только свет, падающий на верхнюю поверхность листьев, но и отраженный к их нижней поверхности, который зависит от цвета отражающей поверхности. Выращивание помидоров на красной мульче увеличивает их урожайность почти на 20 % по сравнению с обычной коричнево-черной.

КОСМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ «ГРАНАТ»

1 декабря 1989 г. открыта новая страница в истории внеатмосферной астрономии: с космодрома «Байконур» запущен в космос международный космический аппарат «Гранат» – самая крупная из находящихся к тому времени на орбите обсерваторий, – предназначенный для исследования Вселенной. Объекты наблюдений для обсерватории «Гранат»: вспышка Сверхновой звезды, которая произошла в 1987 г. в соседней галактике Большое Магелланово облако, процессы вокруг «черных дыр», поведение пульсаров – компактных нейтронных звезд с мощным магнитным полем.

СООРУЖЕНИЕ НЕЙТРИННОГО ТЕЛЕСКОПА НА ДНЕ БАЙКАЛА

Поскольку «поймать» нейтрино на поверхности Земли почти невозможно и его трудно выделить из потока космического излучения, достигающего поверхности нашей планеты, физики надеятся осуществить эксперименты с нейтрино на дне глубоководных водоемов (у нас – на дне озера Байкал). На глубине 1000 м устанавливаются приборы для «охоты» на нейтрино и мюоны. Благодаря широким возможностям подводной установки (ее объем превысит 10 млн. м³) возможен поиск нейтрино очень высоких энергий (свыше 1∙10¹² эВ), а также тех нейтрино, которые образовались в процессе формирования и эволюции первых звезд и галактик.

ГИПОТЕЗА РАЗГАДКИ ПРИРОДЫ НЛО

Сообщения о загадочных явлениях, именуемых неопознанными летающими объектами (ИЛО), часто появляются в печати. Факты появления НЛО в последнее время были зарегистрированы метеорологическими службами многих мест Земли, было также сделано множество фотографических снимков, отснят ряд кинолент, показывающих в динамике появление и исчезновение необыкновенных природных явлений. Высказан ряд гипотез о возможной природе НЛО. Одну из них, на наш взгляд заслуживающую внимания, предложил недавно инженер-физик из г. Харькова В. Мажуга. По его мнению, главным действующим лицом в появлении таинственных «летающих тарелок» действительно являются «пришельцы из космоса» – космические лучи. Если их энергия превышает 1∙10¹⁷ эВ, то возбуждаемые ими электронфотонные ливни могут образовывать плазмоподобные сгустки, приобретающие при разных условиях самые различные формы – блина, тарелки, шара и даже изогнутой сигары, сравнительно медленно вращающейся в воздухе, т. е. формы именно того предмета, который наблюдали жители в небе над Бейрой (Мозамбик). Физики, работающие с термоядерной плазмой, давно знакомы с подобными сгустками, поэтому, с точки зрения В. Мажуги, правомерно распространить их природу на космические лучи и загадочные небесные явления.

ХОЛОДНЫЙ ТЕРМОЯД (ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ)

Сообщение американских ученых М. Флейшмана и С. Понса о том, что они наблюдали явление слияния ядер при комнатной температуре, вызвало в научном мире сенсацию. Ведь появилась реальная возможность решения энергетической проблемы, стоящей перед человечеством, притом дешевым, безопасным и экологически чистым путем. Очень заманчива была перспектива использования ядерной энергии не только для производственных нужд, но и для отопления домов и замены бензиновых моторов на электрические.

Причина широчайшего резонанса, вызванного открытием ХЯС (холодного ядерного синтеза), заключалась в том, что общественность была уже подготовлена к мысли, что решение энергетических проблем связано с термоядерной энергией. Однако было ясно: этот путь невероятно труден, он требует создания гигантских установок, многомиллиардных затрат и десятилетий упорного труда. Только на 1997 г. планируется пуск исследовательского термоядерного реактора, который сможет обеспечить себя за счет энергии синтеза. Что же касается практической осуществимости такого источника энергии, то она должна быть продемонстрирована с помощью испытательного реактора, создаваемого на основе международного сотрудничества СССР, США, Японии и ЕЭС. Запуск его намечен на 2003 г. И вдруг – чудовищная простота и дешевизна – «термояд в банке из-под клубничного джема»!

Действительно, для получения ХЯС необходимы были только сосуд, заполненный тяжелой водой, и два электрода, помещенных в этот раствор. Катодом служила тонкая палладиевая проволока. При пропускании тока через раствор в течение длительного времени (~10 ч) начиналась реакция синтеза. В результате этой реакции, по мнению авторов эксперимента, могли образоваться тритий, гелий, нейтроны и могла высвободиться энергия.

В доказательство того, что в эксперименте наблюдается именно ядерный синтез, ученые привели следующие факты: с помощью масс-спектрометра они провели анализ выделившихся в опыте газов, который подтвердил присутствие трития (последний мог появиться, как они считают, лишь в результате ядерного синтеза), зафиксировали выделение в ходе реакции нейтронов, а также гамма-излучения с энергией, равной той, которой они должны были бы обладать при реакции ядерного синтеза.

Естественно, что опыты американских ученых-химиков были перепроверены во многих странах, в том числе и у нас. Эти опыты не получили должного воспроизводства, и никто из экспериментаторов не получил достаточно много избыточной теплоты в ходе даже длительного электролиза. Не ясен до конца и физический механизм протекания ХЯС, но из этого не следует, что обнаруженное явление не найдет в будущем какого-либо практического применения. Если реакции ХЯС не будут обогревать и освещать дома, они могут протекать в окружающей нас природе, и уже потому их излучение представляет интерес.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ВАРИАНТ ЭНЕРГЕТИКИ (ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА)

Особые свойства водорода (наилегчайший, имеющий наибольшую теплоту сгорания и др.) открывают заманчивые перспективы его применения для экологически чистого получения энергии. И только трудности его получения, хранения, эксплуатации сдерживают развитие водородной энергетики. Тем не менее «водородная проблема» привлекает сейчас большое внимание специалистов во всем мире по многим причинам: первая – водорода на Земле много, вторая – он как топливо эффективен и экологически безупречен, третья – водород позволяет аккумулировать большие запасы энергии, четвертая – перекачка водорода к месту сжигания и получение энергии в 10–15 раз дешевле, чем транспортировка электричества.

В малых масштабах использование водорода как источника энергии уже началось, например в автомобилестроении. Уже 10 лет проходят испытания автомобили РАФ и «Волга», снабженные двигателями, работающими и на водороде, и на бензине, и на бензоводородной смеси. Создан в нашей стране и первый в мире самолет на водородном топливе – Ту-155 (по высказыванию А. Н. Туполева двадцатилетней давности, это фантастика XXI века). При одной и той же с самолетами другого типа грузоподъемности его дальность полета в 1,5–2 раза больше, что обусловлено значительной теплотой сгорания водорода.

Для торжества «водородной идеи» нужно большое количество водорода. Один из возможных путей получения такого количества водорода – электролиз за счет энергии ветра, морских волн и Солнца. Этот способ поможет избежать перегрева Земли, поскольку при сжигании водорода выделится энергия, которая все равно поступила бы. на Землю, но была израсходована на получение водорода.