Эксперименты по плазменной электрохимии ( 17 фото )

Введение.

Проведение ядерных реакций с помощью электрических разрядов давно привлекала многих исследователей. Первый, кто осуществил ядерную реакцию без применения природных радиоактивных веществ, был Резерфорд. В его эксперименте высоковольтный электрический разряд проходил в трубке заполненной водородом. Ядра водорода ускорялись электрическим полем и направлялись на мишень из лития. При этом происходила реакция расщепления лития с высвобождением энергии. Соотношения вложенной энергии и полученной в одном акте расщепления составляло 1/141. В это время была также найдена реакция деления ядра урана с высвобождением энергии и основные исследования пошли по пути работы с естественными радиоактивными элементами.

Интересно посмотреть на историю исследований ядерных реакций с 1900-1930 годов, когда представления о микромире были еще в зачаточном состоянии и запретов на публикации экспериментальных работ по соображениям нарушения принципов ядерной физики не было, поскольку нс было еще самой ядерной физики. Во всех случаях мощный электрический разряд или эманации радия пропускали через раствор или расплав вещества, или через его пары.

В 1950 году, когда нашим ученым Л. А. Юткиным был открыт элсктрогидравлический эффект и было замечено, что при мощных разрядах в воде, наблюдается нейтронное и гамма излучение. На возможность проведения ядерных реакций в электрическом разряде также указывал в 1956году и И. В. Курчатов.

На основании изложенного можно сделать вывод, что воздействие электрического разряда способно воздействовать на ядро атома.

Фактические материалы.

Интересное письмо было получено редакцией журнала «Химия» в 1970 году от учеников девятого! класса г. Ленинграда. В нем было описание проведения эксперимента по взрыву тонких проволочек от напряжения бытовой сети. Проволочки были медными и после взрыва пары меди, осажденные на бумаге, через некоторое время приобретали коричнево-желтую окраску. 11ровсдя химический анализ продуктов взрыва методом бумажной хроматографии, обнаружилось содержание железа, которое отсутствовало в проволоке. Естественно, что данное письмо не было опубликовано, т. к. такая возможность полностью исключалась. Но спустя 12 лет новый редактор журнала провел этот же эксперимент с химиком-аналитиком в одном из научно-исследовательских институтов и действительно обнаружил около 10% железа!

В Киеве на предприятии «Протон-21» С. В. Адамснко в 2000 году, при воздействии мощного разряда от конденсаторных батарей на медную мишень миллиметрового размера, были получены синтезированные элементы и точно установлен факт прохождения ядерных реакций.

Проведенные эксперименты в 2006 году в Курчатовском институте (г. Москва) по взрыву титановых фольг в воде Л. И. Уруцкосвым, показали наличие новых синтезированных элементов и изменение изотопного соотношения в исходном титане. Стоит заметить, что данные ядерные реакции могут и не сопровождаться ионизирующими излучениями. Процесс нуклеосинтеза обычно сопровождается мощным ВЧ-элсктромагнитным излучением на уровне 10-100МГц. Проведение дальнейших экспериментов в Курчатовском институте (г. Москва) с подобными разрядными системами выявили также излучение неизвестной ранее природы. Это излучение во время разряда оставляет характерные треки на ядерных эмульсиях и подлежит дальнейшему исследованию на предмет воздействия на биологические объекты.


Рис.1 Фотографии треков на ядерных эмульсиях. Курчатовский Институт (г. Москва, 2007г.)

К единому мнению о природе полученных треков специалисты не пришли. Было высказано предположение, что это напоминает треки космических частиц, фиксируемых на высокогорье, однако, здесь нарушается правило сохранения момента количества движения: сумма длин треков после ветвления должна быть меньше длины исходного трека. Нашей лабораторией проведены подобные эксперименты и было подтверждено наличие прохождения ядерных реакций при воздействии на вещество электрического разряда. Нами, во время проведения разрядов в воде, на напряжениях до 1000 Вольт были получены характерные треки на рентгеновской пленке, что в принципе противоречит получению рентгеновского излучения на этих напряжениях.


Рис.2. Схема проведения импульсного анодного разряда и форма трека.

Также на Химическом Факультете МГУ, НИФХИ им. Карпова, г. Москва, Ю. Н. Бажутовым, В. Ю. Всликодным, В. Г. Гришиным в сентября 2005года, при проведении плазменного электролиза при напряжениях от 300-т Вольт, был обнаружен поток тепловых нейтронов от установки. Система ядерной диагностики состояла из нескольких детекторов и систем измерения. Для измерения нейтронного потока, генерированного в ячейке при трансмутации ядер, использовался стандартный промышленного изготовления радиометр РУ11-1 со спецголовкой, настроенной на регистрацию тепловых нейтронов с переключаемыми диапазонами измерения потока нейтронов до: 100, 1000, 10000 и 100000 (н/ссм2) и соответственно ценой деления шкалы измерения: 4, 40, 400 и 4000 (н/ссм2).

Энергетика процесса.

При прохождении ядерных реакций деления энергия связи нуклонов выделяется в виде тепловой энергии 81 %. Энергия, которую несут нейтроны 2,5%. Энергия гамма-квантов и бета-частиц 10%. Остальное уносят нейтрино.

Вышеприведенные ядерные реакции в электрических разрядах могут сопровождаться как выделением энергии, так и поглощением. В каком виде и процентном содержании выделятся энергия зависит от многих факторов, которые и исследуются в данный момент. В зависимости от условий прохождения разряда возможно получение тепловой или напрямую электрической энергии.

Проводя эксперименты по воздействию сильноточного разряда на вещество, нами была обнаружена публикация технологии по прямому получению электрической энергии при помощи импульсного электрического воздействия на воду. Заинтересовавшись данной информацией, мы предприняли попытку лично ознакомиться с этой технологией. Организовав поездку в Магнитогорскую государственную горно-металлургическую академию им . Г. И. Носова (Россия, г. Магнитогорск) в 2007 году обнаружилось, что при некоторых режимах инициации и подборе электрических параметров, образующийся плазмоид в воде, способен вызывать самоподдерживающиеся ядерные реакции. Вода, как плазмообразующее вещество, претерпевает структурные изменения, в результате которых идет ядерное горение с выработкой электрической энергии, синтезом из ядер водорода и кислорода тяжелых элементов. Тяжелые элементы после выхода из зоны реакции представляют собой многокомпонентный металлический порошок. Процесс образования массы порошка сопровождается убылью такой же массы воды, т. е. вода выступает в роли строительного материала.

Состав порошков, полученных из хозяйственно-питьевой воды в реакторе установки «Энергонива».


Рис.3. Диаграмма представленная научно-исследовательской лабораторией из Екатеринбурга на конференции в г. Дубна (Моск. обл., Россия 2006 г.)

При беседе с соавтором технологии удалось установить, что взаимодействие двух силовых эффектов и термического воздействия разряда на молекулы воды приводит к их диссоциации на составные части (равно как и на другие материалы, содержащиеся в воде), которые также претерпевают изменения, отдавая все электроны в поток.

Разработанная в 1996году технология и агрегаты получили название «Энергонива» и экспериментально проверены в Магнитогорской государственной горно-металлургической академии им. Г. И. Носова при обработке рудно-минеральных водных смесей, а также промышленных и бытовых стоков. Полученные результаты показали высокую эффективность разработанной технологии, было достигнуто безотходное производство.

Следует отметить отсутствие рад иоактивного излучения, как в ходе реал изации процесса, так и в конце его. Отсутствуют также газовые выделения. Жидкий продукт реакции — вода — в конце процесса отвечает требованиям, предъявляемым к пожарно-питьевой. Но эту воду целесообразно использовать повторно, т. е. можно выполнить многокаскадный агрегат «Энергонива» (оптимально — 3) с получением из 1т воды порядка 600-700 кг металлических порошков. Проверка экспериментом показала устойчивую работу последовательной каскадной системы, состоящей из 12 ступеней с общим выходом черных металлов порядка 72%, цветных — 21% и неметаллов — до 7 %. Процентный химический состав порошка примерно соответствует распространению элементов в земной коре. Начальными исследованиями установлено, что выход определенного (целевого) элемента, возможен при регулировании электрических параметров питания плазмоида. Стоит обратить внимание на использование двух режимов работы установки-металлургический и энергетический. Первый, с приоритетом получения металлического порошка, и второй-получение электрической энергии.

При синтезе металлического порошка вырабатывается электрическая энергия, которая должна отводиться от установки. Количество электрической энергии оценивается примерно до ЗМВт/ч на 1м/куб. воды и зависит от режима работы установки и диаметра реактора. Описываемый процесс выглядит примерно следующим образом. Оранжевый шарик плазмоида после разряда, вытягивался в поле стабилизирующих электродов, охватывал их конуса и постепенно превращался в ярко-белый, (это увидели потом, изготовив прозрачный реактор из плексигласа) параболоид вращения.


Рис.4. Фотография формы плазменного потока в установке «Энергонива» (г. Магнитогорск 1997 г.)

Через несколько минут, вместо напряжения стабилизации подключалась нагрузка от 5-ти до 50-ти киловатт, и реактор полностью отключался от сети, продолжая работать автономно и отдавая в нагрузку переменный ток с частотой 50 герц и напряжением 200-260 вольт.

Опубликовано несколько работ и докладов посвященной теме о технологических процессах происходящих в установках «Энергонива». Получен патент РФ .N»«2096846 в 1997 году. Из приведенного выше видно, что возбуждение плазмы в водной среде представляет определенный практический интерес, обеспечивая получение металлических порошков и электроэнергии, обуславливая тем самым экологическую чистоту технологии при минимальной стоимости исходных и конечных продуктов.

Нами также собран большой информационный и практический материал, по данной технологии, который в дальнейших исследованиях поможет осуществить цепную реакцию синтеза.


Рис. 5 Соавтор технологии «Энергонива», заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор Н. И. Иванов.


Рис. 6 Экспериментальный реактор в Магнитогорской лаборатории.

Наши эксперименты.

Проведение в лаборатории импульсных разрядов в воздушной среде малой и большой мощности, мы подтвердили факт протекания реакций нуклеосинтеза на поверхности разрядных электродов.


Рис.7. Установка с экспериментальным разрядником (г. Запорожье 2007 г.)



Рис.8, и Рис.9. Медные электроды после проведения разряда

Идя по пути использования все меньших мощностей вкладываемых в разряд, мы достигли якобы парадоксальной ситуации, когда обнаружили, что для изменения элементного состава, можно применять не только импульсный разряд, характеризующийся прохождением больших токов, но и постоянное питание с токами от десяти! ампер. При малых мощностях менее плотная воздушная среда должна быть заменена на более плотную — жидкую.

Небольшие мощности режимов горения электрического разряда в воде или ее электролитов, уже приводят к изменению элементного состава электродов в макроколичествах. Это возможно при экспериментальном подборе энергии вкладываемых в разряд, геометрии разрядной камеры, формы электродов, плазмообразующей среды, давления в зоне реакции и т. д.



На вышеприведенных, опробованных нами схемах, горение плазмы сопровождается ядерными реакциями и синтезом химических элементов отсутствовавших в водной среде и материалах реактора. Образующийся металлический порошок, выносимый из зоны реакции протоком жидкой среды, содержит как синтезированные элементы, так и порошок эрозии электродов. Внесение в электрическую схему изменений меняет характеристики поведения плазмы в ту или иную сторону. Во многих работах, по исследованию плазмы, установлено, что при протекании больших токов, достижение «критической» величины тока спосооствует уменьшению эрозии электродов или полному ее отсутствию.

Проведение подобного разряда в дистиллированной воде, применении медных электродов (99,9 %), и питании от сварочного аппарата, поднимающаяся черная муть обнаруживала при химическом и спектральном анализе такие элементы, как железо, цинк, алюминий и кремний. На Рис. 10, 11, 12 показаны стадии развития разряда и образования темной взвеси в воде от питания сварочным аппаратом.


Рис.10


Рис.11


Рис.12

Более подробно с первым этапом экспериментов можно познакомиться на нашем сайте www.tet.zp.ua/энергонива/.

Нейтрализация радиоактивных изотопов.

Новый вид вышеприведенных ядерных реакций, как было сказано, не сопровождается радиоактивными излучениями. Изменения в изотопном составе исходных элементов участвующих в реакциях, натолкнули на мысль о возможности введения в зону реакции радиоактивных веществ. В установке «Энергонива» был проведен эксперимент с радиоактивным изотопом йода. Обработка его в плазменной зоне реактора (рис.6.) показала, что после выхода из установки вода, которая содержала радиоактивный раствор йода, показала радиоактивность на уровне природного фона.

Эксперименты в Киеве на предприятии «Протон-21», с мишенями, в состав которых входил радиоактивный изотоп кобальта, показали, что в результате импульсного воздействия радиоактивность мишени сильно снижается. Из этого следует, что применение этого нового вида ядерных реакций может решить вопрос с утилизацией радиоактивных отходов. Тестовые эксперименты по нейтрализации радиоактивных веществ и элементов мы не проводили, ввиду сложности и дороговизны требуемого оборудования.

Другие возможности технологии «Энергонива».

Вышеописанные особенности позволяют применять данный вид горения плазменного образования для переработки минерального (рудного и нерудного) сырья, а также многотоннажных промышленных отходов. Переработке могут быть подвергнуты как целевое сырье цементной промышленности, так и отходы горнодобывающих отраслей — вскрышные породы, отвалы, хвосты обогащения. Кроме того, использование в качестве сырья отходов дает возможность снизить экологическую нагрузку на окружающую среду горнодобывающих регионов. Восстановительный режим горения плазмоида позволяет проводить эффективное восстановление железа из руд. Низкая энергоемкость процесса (на 50…70% ниже доменной) обеспечивает экономическую целесообразность переработки в чугун и сталь даже низкосортных руд, а также отходов металлургической и энергетической промышленности. Попутно получаемый в процессе силикатный расплав может быть применен для получения портландцемента или для изготовления строительных материалов по технологии каменного литья (стеновые блоки, напольная плитка, минеральная вата).

Воздействие плазмоидом в окислительном режиме на органическое топливо (низкосортные и бурые угли, горючие сланцы и торф) позволяет осуществить прямое дополнительное преобразование химической энергии в электрическую. Подобная энергетическая установка характеризуется компактностью, что позволяет использовать ее в качестве мобильного энергогенератора. Установка может быть настроена как на удаление золошлака в виде тонкодисперсного вещества -высокоактивной добавки к портландцементу, так и на получение его в огненно-жидком состоянии.

Таким образом, внедрение технологии позволит:

создать автономный мобильный электрогенератор.

утилизировать радиоактивные, промышленные и бытовые отходы.

использовать в качестве сырья низкосортные или бросовые материалы.

на 20…40% снизить энергоемкость получения нортландцементного клинкера, чугуна (стали).

на 10…20% уменьшить материалоемкость вышеуказанных производств.

Рис. 13. Горение плазмоида питаемого от промышленной электросети в реакторе из оргстекла (г.3апорожье, 2008 г.)


Рис. 14. Общий вид экспериментальной установки «Энергонива» в нашей лаборатории (г.3апорожье, 2008 г.)

Заключительная часть.

Известно, что три лаборатории в России работают исключительно над проблемой получения нового вида плазмоида, который ответственен за процессы, происходящие в реакторе «Энергонивы». Нами налажено сотрудничество и научный обмен информацией с этими лабораториями. Нашей лаборатории поступали предложения о покупке готовой технологии, если нами достигнуты заявляемые авторами «Энергонивы», характеристики разряда. В связи большой коммерческой ценностью данной технологии и невозможностью купить на данный момент ее у автора по причине его смерти, лица, работавшие на установке в Магнитогорске, наверняка смогут проявить желание о сотрудничестве.

На сегодняшний день целесообразно проведение дальнейших собственных экспериментов с привлечением ученых и специалистов, которые владеют в меньшей или большей степени знаниями, смежными по этому новому направлению в физике, а также привлечением лиц, которые работали на установке «Энергонива» до 2000года.

Для работы на нашем опытном образце установки «Энергонива», требуется значительное повышение уровня измерительной техники и общих условий проведения экспериментов. Достигнутые нами результаты на базе минимального технического обеспечения показали, что есть реальная возможность для полного достижения характеристик и свойств плазменного образования, которое имело место в г. Магнитогорске.

Обсудить на форуме x-F.A.Q:Энергонива-2

г. Запорожье, апрель 2009 г.

ТЕТ: Лаборатория плазменной электрохимии