Termo(so)branduolinė reakcija

   "Termoso dydžio įrenginyje mums pavykti sukelti reakciją, kuri kaitina žvaigždes", tvirtina viena fizikų grupė. "Pakartojome šį eksperimentą, bet reakcijos nebuvo", sako kita. Kas teisus? Atsakymas į šį klausimą vertas Nobelio premijos.

   Kol kas Žemėje sugebame sukelti atomų branduolių jungimosi reakciją tiktai sprogdindami vandenilines bombas. Vadinamosios valdomos termobranduolinės reakcijos atradimas ir atitinkamo reaktoriaus sukūrimas galėtų išspręsti visas žmonijos energetines problemas. Metų metais mokslininkai stengiasi sulaikyti branduolius milžiniškuose įrenginiuose su karšta plazma, dar vadinamuose tokamakais. Tie tyrimai kainuoja šimtus milijonų dolerių, bet iki šiol vis dar buvo nesėkmingi. Todėl ir žinia apie termobranduolinę reakciją termoso dydžio inde turėjo šokiruoti pasaulį. Vietoj to…

   Straipsnis apie eksperimentą pasirodys šiandieniniame prestižinio "Science" žurnalo numeryje. Jo autoriai yra profesorius Rusi Taleyarkhan iš Oak Ridge Nacionalinės laboratorijos ir profesorius Richardas t. Lahey iš Rensseleario politechnikos instituto - abi garsios mokslo įstaigos. Jie tvirtina sugebėję Žemėje įžiebti Saulę. Kaip? Labai parastai. Nedidelį indą jie pripildė skysčiu, kuris nuo acetono skiriasi tiek, kiek sunkusis vanduo skiriasi nuo įprastinio. Visi skystyje buvę vandenilio atomai pakeisti sunkesniu jo izotopu deuteriu.

   Po to šis "sunkusis" acetonas buvo apspinduliuotas ultragarsu. Garso bangos sukelia aplinkos, kuria jos sklinda, sutankėjimą ir išretėjimą. Skystyje yra smulkių dujų burbuliukų. Ultragarsas juos suspaudinėdavo ir išplėsdavo. Toks suspaudimas buvo labai greitas ir stiprus. Tiek stiprus, kad dujas paversdavo plazma, kurios temperatūra siekdavo milijonus laipsnių. Tokiose temperatūrose deuterio atomai jungiasi sudarydami tričio (dar sunkesnio vandenilio izotopo) atomus. Taip teigia Taleyarkhan ir Lahey. Jų hipotezės patvirtinimui skystyje reiktų rasti tričio bei stebėti laisvus neutronus, kurie atsiranda termobranduolinės reakcijos metu.

   "Efektas gali būti labai įdomus moksliniu požiūriu, bet vargu ar galėtų leisti sukurti naują energijos šaltinį", sako Oal Ridge laboratorijos direktorius Lee Riedingeris. Jis nuo pat pradžių žiūrėjo į rezultatus skeptiškai. Dar pernai jis paprašė dviejų patyrusių branduolio fizikų pakartoti kolegų eksperimentą. Danui Shapiro ir Michaeliui Saltmarchui buvo duotas toks pats įrenginys ir daug geresnis neutronų detektorius. Nepaisant geriausių norų, jiems nepavyko aptikti sunkiajame acetone jokios neutronų emisijos. Todėl Saltmarshas mano, kad jo kolegos suklydo ir matavo kito šaltinio spinduliuojamus neutronus.

   Nepaisant to, kad eksperimento nepavyko pakartoti, "Science" nutarė skelbti straipsnį. Tai suerzino daugelį fizikų. Jiems tai per daug primena "šaltosios termobranduolinės reakcijos" istoriją iš 1989 m. kovo, kada du Utah universiteto fizikai apsiskelbė "uždegę" termobranduolinę reakciją kambario temperatūroje. Iki šiol niekam nepavyko pakartoti jų rezultatų, bet Ponsas ir Fleishmanas vis dar dirba ir gauna savo tyrimams pinigus. JAV jie netgi turi savo šalininkų grupę, leidžiančių žurnalą "Infinite Energy" (begalinė energija).

   Termobranduolinei reakcijai reikia labai didelių temperatūrų, galinčių siekti net 10 mln. laipsnių. Ar jas galima pasiekti kaitinant skystį ultragarsu?

   Skystį ar dujas apspinduliavus ultragarsu atsiranda sonoliuminescencijos reiškinys. Tas reiškinys buvo atrastas visai atsitiktinai. 1933 m. du prancūzų mokslininkai ryškino fotojuostelę. Į indą su ryškalu jie įdėjo ultragarso šaltinį, turėjusį, jų nuomone, paspartinti chemines reakcijas. Dideliam jų nustebimui išryškintoji juostelė mirgėjo tūkstančiais dėmelių. 50 metų apie sonoliuminescenciją nieko nesigirdėjo. 1989 m. Felipe Gaitanas sugebėjo cilindro formos inde su vandeniu sugauti ir laikyti vieną žmogaus plauko storio oro burbuliuką. Burbuliukas augo ir traukėsi ultragarso dažniu ir švytėjo mėlyna šviesa, kurią pavyko pakankamai tiksliai išmatuoti. Buvo nustatyta, kad labai trumpam (12 - 50 pikosekundžių) burbuliuko temperatūra pakildavo iki 10 tūkst. laipsnių. Moksliniuose žurnaluose po ėmė rodytis įvairiausios hipotezės, kuriose tvirtinta, kad burbuliuko centre temperatūra gali siekti ir milijonus laipsnių, o pati sonoliuminescencija gali tikti termobranduolinėms reakcijoms užkurti. Bet iki šiol niekas to nesugebėjo įrodyti.


Mokslo įdomybės