Холодный синтез как альтернатива современной энергетике

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Холодный синтез как альтернатива современной энергетике

Шмыков Алексей Дмитриевич

Аннотация

В данной статье рассматривается актуальность применения холодного синтеза как источника энергии, описывается история и хронология тестирований реактора E-Cat, практическое применение технологии холодного синтеза, принцип действия реактора, а процесс горения топлива, используемого в реакторе и количество вырабатываемой энергии описываются химическими формулами. В статье приведена цитата доктора физико-математических наук Леонида Уруцкоева, который даёт свою точку зрения на низковольтные ядерные реакции, показано преимущество реактора Росси по сравнению с ядерным реактором ВВЭР-1000. Термогидравлическая схема, изображения и результаты тестирований маломощных (несколько КВт и мощного 1МВт) реакторов E-Cat также присутствуют в статье, чтобы дать читателям наглядное представление о том как выглядит реактор, и как он работает.

This article discusses the relevance of cold fusion as an energy source, describes the history and chronology of testing the E-Cat reactor, the practical application of cold fusion technology, the principle of operation of the reactor, and the combustion process of the fuel used in the reactor and the amount of energy produced are described by chemical formulas. The article contains a quote from Leonid Urutskoev, Doctor of Physics and Mathematics, who gives his point of view on low-voltage nuclear reactions, shows the advantage of the Rossi reactor compared to the WWER-1000 nuclear reactor. Thermo-hydraulic scheme, images and test results of low-power (several KW and powerful 1 MW) E-Cat reactors are also present in the article in order to give readers a clear idea of how the reactor looks and how it works.

Ключевые слова: Холодный синтез, реактор E-Cat, никелевый порошок, ядерные реакции, избыточная энергия, эффект Росси, новое направление в энергетике

Keywords: Cold fusion, E-Cat reactor, nickel powder, nuclear reactions, excess energy, Rossi effect, new direction in power engineering

В настоящее время ядерная энергетика заняла свою нишу в энергопроизводстве. Однако большие расходы на обеспечение безопасности реакторов и возможность крупномасштабного радиоактивного заражения (Чернобыль-1986г, Фукусима-2011г) заставляют нас задуматься об альтернативных источниках энергии. Человечество старается использовать неисчерпаемые источники энергии, но всем известно, что в Россия -- не «солнечная страна», а моря с сильными волнами находятся далеко от потребителей (на севере). Мне кажется, что нам стоит уделить большее внимание холодному ядерному синтезу, который в настоящее время использует реактор E-Cat для производства энергии. В 2011 году Андреа Росси представил свету свой реактор E-Cat на изотопе Li-7 (литий-7) как альтернативу современной ядерной энергетике.

История и исследования. Первая демонстрация изобретения состоялась 14 января 2011 года в Болонье и контролировалась независимыми экспертами. Физик-исследователь Джузеппе Леви заключил, что катализатор энергии может работать как новый тип источника энергии [1].

Позже, 8 октября 2014 года в Лугано, Швейцария команда европейских учёных опубликовала результаты тестирования E-Cat реактора, который им был предоставлен Industrial Heat, LLC. Тестирование проходило в независимой лаборатории, предоставленной компанией Officine Ghidoni SA. Устройство -- цилиндр из оксида алюминия 2 см в диаметре и 20 см в длину, заканчивающийся с двух сторон двумя илиндрическими блоками из оксида алюминия (4 см в диаметре, 4 см в длину). Внутри цилиндра располагалась керамическая трубка, имеющая отверстие диаметром 4 мм, через которое загрузили 1г гранул никеля размером несколько микрон с добавкой алюмогидрида лития, внутри которого содержалось 0.011г изотопа лития Li-7. С наружной поверхностью трубки контактирует термопара. После загрузки в отверстие вставляется керамическая пробка, в которую вмонтирован термопарный зонд, отверстие запечатывается жаростойким цементом, им же покрывается и вся поверхность реактора. Конструкция представлена на рисунке 1 [1] [3].

Рисунок 1. Конструкция реактора

Реактор, работавший на протяжении 32 часов на мощности выше 2 кВт выработал 5800 МДж избыточного тепла, зарегистрированого двумя тепловизорами Optris PI 160. Также эксперты зафиксировали, что по окончанию тестирования выгорело 0,0092г Li-7. Рабочий диапазон температур: 1200-1400°С. При данной температуре никель в смеси с расплавленными алюминием и литием находился в среде водорода и паров лития. Остаток воздуха, реагируя с водородом, литием и алюминием, образовал небольшую примесь азота и аммиака, а также оксидов и нитридов лития и алюминия. Сам Росси объясняет генерацию энергии так: «протон из атома водорода входит с квантовым туннельным эффектом в ядро Li-7 (т.е., ядро лития с атомным весом 7), образуя ядро Ве-8 (т.е. ядро бериллия с атомным весом 8), который затем распадается в течение нескольких секунд на две альфа-частицы (ядра гелия), что сопровождается выходом значительного количества ядерной энергии.» [1]. Ниже приведена формула для расчёта выделяемой энергии:

По изменению изотопного состава мы знаем, сколько грамм Li-7 прореагировало, и можно найти выделившуюся от этой реакции энергию, которая составляет 2188 МДж или 0,608 МВт*ч. Однако, зафиксированное в Лугано количество избыточной энергии составило ~1,5 МВт*ч, что в два раза выше, чем при сжигании Li-7. Исследователи предполагают, что дополнительная энергия выделилась в других ядерных реакциях с генерируемыми альфа-частицами, что привело к существенному изменению изотопного состава отработавшего топлива. Также о реакторе Росси представил своё мнение профессор Леонид Уруцкоев, доктор физико-математических наук: «Из анализа результатов, полученных различными научными группами, следует, что явление LENR (Низкоэнергетичечких ядерных реакций) протекают в конденсированных средах, значит, работают какие-то коллективные механизмы, существование которых не подразумевает известная нам ядерная физика. Возможность протекания LENR настолько не вписывается в существующие представления, что быстрого разрешения проблемы ждать не приходится» [1]. Реактор, представленный в Лугано изображён на рисунке 2.

Рисунок 2. Реактор во время работы

Проведём сравнение между ядерным реактором ВВЭР-1000, производящим за год непрерывной работы одним блоком АЭС с ВВЭР-1000 примерно 101000 тераджоулей энергии и реактором Росси. Для выработки такого же количества энергии потребуется сжигание всего лишь 160 кг Li-7, что в пересчёте на природный литий составит 180 кг [1].

Промышленный реактор E-Cat 1МВт. В 2014 году Андреа Росси начал тестировать промышленный E-Cat реактор мощностью 1МВт в Дорале, Флорида, который производил тепло в виде пара. По истечении 350 дней расчёт, произведенный Фабио Пенони, показал, что реактор произвёл в 6 раз больше энергии, чем потребил. Термогидравлическая схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Термогидравлическая схема

Каждый из блоков (A,B,C,D,E) состоит из 9-ти генераторов, блок F состоит из 6-ти генераторов, в BF1-16 блоков, а в BF2, BF3, BF4-15 блоков. Каждый генератор потребляет от 1.1 до 2.5 КВт. Каждый блок состоит из реакционной камеры, в которой никелевый порошок реагирует с водородом в присутствии катализатора. Электрические нагреватели нагревают реакционную камеру и вызывают реакцию между никелем и водородом. Охлаждающая вода подаётся из внешнего резервуара во внутренний, откуда насосами она передаётся в E-Cat блоки и испаряется из-за нагрева. Образованный пар поступает в трубу, которая выводит его из блока. Потом пар проходит через потребителя, где охлаждается и конденсируется. Вырабатанная энергия расчитывается как сумма энергии для нагрева воды до 100 °C, энергии испарения воды и тепловой энергии пара [5].

Сравнение топлива. Технология LENR, которая лежит в основе реакций, происходящих в ядре E-Cat, имеет огромное преимущество по сравнению с существующими источниками энергии, поскольку использует энергию, связанную с атомным ядром. Ранее эта энергия использовалась только в ядерных реакторах на основе деления. Превосходство технологии LENR заключается в плотности энергии основной реакции. Например, химическая реакция на сжигание угля на воздухе:

C + O2 > CO2 + 4,1эВ

энергетический холодный синтез реактор

Где 4.1эВ выделяется в виде тепла. Сравним это с эффектом Росси, где основные процессы LENR происходят в ядре E-CAT:

Li7 + H1 > Be8 > 2He4 + 17,3 МэВ

Где 17,3 МэВ также выделяются в виде тепла

Следовательно, тепло, выделяемое основным процессом LENR примерно на 4 миллиона раз выше за атомную реакцию, чем от химической реакции при сжигании угля.

Сравним литий, использующийся как топливо в реакторе E-Cat с нефтью:

Стоимость составляет одну тысячную от нефти (по факту стоимость лития для E-Cat меньше, чем транспортные расходы на нефть) [7].

Энергетическая плотность в 100000 раз больше, чем у нефти, а плотность мощности в 100 кВт/л.

Нет выбросов, загрязнения и шума.

Патент. Устройство защищено патентом United States Patent, no. US 9,115,913 B1, от 25-ого августа 2015 года. «Патент защищает E-CAT как нагреватель жидкости, основанный на эффекте Росси. Поскольку эффект Rossi является основным источником энергии E-CAT, это означает, что технология E-Cat Core Technology защищена этим патентом. Эффект Росси основан на экзотермической реакции между литием и водородом, который катализируется никелем или любыми другими элементами группы 10 в Периодической таблице, включая палладий и платину. Эффект Росси -- это новый тип экзотермического процесса на основе LENR с высокой энергетической плотностью, обнаруженный Андреа Росси.» [4]

Переход к холодному синтезу -- это новое направление в энергетике. Маломощные реакторы (10кВт) заменят дизельные генераторы, которые менее энергоэффективны и используются для обогрева жилых помещений персонала, работающих в местах, удалённых от систем электроснабжения, например посёлки нефтедобычи и заготовки леса. Более того в России существует закон об энергосбережении и повышении энергоэффективности [2].

Литература

1. Наука и открытия. //Реакторы Андреа Росси E-Cat на изотопе Li-7, как альтернатива современной ядерной энергетике: сетевой журн. URL: https://econet.ru/articles/85075 (Дата обращения 20.09.2018)

2. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 03.08.2018) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» // ст. 4 (Дата обращения 30.09.2018)

3. Пархомов А.Г. Исследование аналога высокотемпературного теплогенератора Росси.// Доклад на семинаре «Холодный ядерный синтез и шаровая молния» в РУДН. -- 2014 г. [Электронный ресурс]. URL:http://creativeconomy.ru/library/prd93.php (Дата обращения 22.09.2018)

4. LENR Technology. [Электронный ресурс]. URL: https://ecat.com/ (Дата обращения 25.09.2018)

5. 3rd Party E-Cat Test Reports. [Электронный ресурс]. URL: http://e-catworld.com/may-2013-3rd-party-test/ (Дата обращения 25.09.2018)

6. Lithium Metal [Электронный ресурс]. URL: https://www.amazon.com (Дата обращения 29.09.2018)

Размещено на Allbest.ru