Беседы о физике и технике

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.

ВДОГОНКУ ЗА СОЛНЦЕМ

Уже не первый год в мире проводятся состязания гелиомобилей. Это легкие одноместные экипажи, движимые электромоторами, которые получают энергию от солнечных батарей. Правда, лучшие кремниевые солнечные батареи, применяемые на спутниках, имеют сегодня КПД не выше 22 %, поэтому гелиомобили вряд ли в обозримом будущем выйдут на улицы городов, но вот аккумуляторы и электромоторы, разработанные и усовершенствованные для солнечных экипажей, наверняка можно будет применять в электромобилях, которые сейчас все увереннее заявляют о себе.

ВЕК СВЕРХСКОРОСТЕЙ

XX век часто называют веком скоростей. Самый быстрый вид транспорта — самолет. Какие же скорости будут доступны нашей авиации в начале следующего столетия?

Предполагается, что сверхзвуковые самолеты, салон которых вместит 250 пассажиров, выполнят первые рейсы уже в 2005 г. Скорость такого самолета в 2,4 раза выше скорости звука (около 1100 км/ч).

Появление гиперзвуковых самолетов придется подождать до 2030 г. Из-за высокой скорости обшивка самолета будет нагреваться до 350 °C, такой температуры не выдерживают алюминиевые сплавы. На смену им придут сложные углеродные композиции. Топливо также понадобится другое — жидкий метан или жидкий водород заменят керосин. Одной заправки хватит, чтобы пролететь 16 000 км (т. е. путь от Москвы до Владивостока) в течение часа.

СОПЕРНИКИ АЭС

До сих пор считалось, что приливные электростанции (ПЭС) выгодно строить лишь в узких заливах и устьях рек, где прилив высок и можно пропускать значительные массы воды через сравнительно небольшие плотины. Но, увы, подсчитано, что на всех побережьях нашей планеты таких мест не наберется и двух сотен. Вот почему английская фирма «Морган Хорн» спроектировала ПЭС нового типа — на мелководьях в открытом море. У берегов Великобритании, по оценке фирмы, за счет таких станций могло бы производиться 25 % потребляемой сегодня электроэнергии. Основа подобных ПЭС — невысокие дамбы («выгородки») с узкими шлюзами, в которых установлены турбины. Важно, что конструкция позволяет использовать движение воды в обе стороны — и при отливе, и при приливе. В этом случае можно утилизовать до 45 % приливной энергии. А на вынесенных в море дамбах удобно строить еще и ветровые энергоустановки. По стоимости вырабатываемой электроэнергии новые ПЭС смогут конкурировать и с атомными электростанциями.

СВЕРХПРОВОДНИКИ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

В истории науки известны открытия, которые ознаменовали собой появление новых научно-технических направлений. Это в полной мере может быть отнесено и к эффекту сверхпроводимости, который был недавно обнаружен в металлокерамических соединениях при комнатной температуре (правда, пока в лабораторных условиях). Ученые прилагают все усилия, чтобы наладить производство этих сверхпроводников на промышленной основе. И если это удастся, то будет совершена подлинная революция в развитии сильноточной техники для генераторов, в транспорте на магнитной подушке, в резком уменьшении потерь при передаче электроэнергии на сверхдальние расстояния, а также и в совершенствовании многих слаботочных электронных устройств.

Литература

1. Алферов А. В. В мире умных машин. М., 1989.

2. Басов Н. Г., Афанасьев Ю. В. Световое чудо века. М., 1984.

3. Белиловский В. Д. Эти удивительные жидкие кристаллы. М., 1987.

4. Билимович Б. Ф. Законы механики в технике. М., 1975.

5. Билимович Б. Ф. Световые явления вокруг нас. М., 1986.

6. Будов М. И. Беседы по физике/Под ред. Л.В.Тарасова. М., 1984. Ч. I; 1985. Ч. II.

7. Володин В. В., Хазановский П. М. Энергия, век двадцать первый. М., 1989.

8. Глазунов А. Г. Техника в курсе физики средней школы. М., 1977.

9. Глухова Г. Н., Самойленко П. Я., Ченцов А. А. Физика. М., 1987.

10. Гнедина Т. Е. Физика и современное производство. М., 1982.

11. Грабовой И. Д. Современное оружие и защита от него. М., 1984.

12. Громыко А. А, Ломейко В. Н. Новое мышление в ядерный век. М., 1984.

13. Гулиа Л. А. В поисках «энергетической капсулы». М., 1986.

14. Гуревич Л. Э., Чернин А.Д. Происхождение галактик и звезд. М., 1987.

15. Демидов В. Е. Пойманное пространство. М., 1982.

16. Дягилев Ф. М. Из истории физики и жизни ее творцов. М., 1986.

17. Енохович А. С. Справочник по физике и технике. М., 1989.

18. Жевандров Я. Д. Применение поляризованного света. М., 1978.