В 1974 году белорусским ученым Сергеем Ушеренко был открыт эффект сверхглубокого проникания микрочастиц-ударников в стальные преграды-мишени с выделение колоссального количества энергии в 102...104 раз превосходящей кинетическую энергию частиц. В работе дается анализ новых энергетических циклов происходящих в режиме сверхглубокого проникания на основании теории упругой квантованной среды (УКС) в рамках теории единого поля (ТЕП) - вакуумного поля являющегося в конечном итоге, единственным источником электромагнитной энергии.
Ил. 24. Библиогр.: 23 назв.


Владимир Леонов - автор теории упругой квантованной среды УКС - первой неформальной теории единого поля, которая раскрыла структуру вакуума (вакуумного поля) и объединила все известные взаимодействия: электромагнитные, гравитационные, ядерные (сильные), слабые (нейтринные), лауреат премии правительства России в области науки и техники, действительный член Международной академии экологии (г.Минск), член оргкомитета конференции «Современные проблемы естествознания» (С.-Петербург), кандидат технических наук (г.Москва).



1. ВВЕДЕНИЕ

В 1974 году молодым белорусским ученым Сергеем Ушеренко был экспериментально открыт эффект сверхглубокого проникания тонкодисперсных твердых микрочастиц диаметром 1-1000 мкм в твердые металлические преграды (мишени) с аномальным выделением энергии, в 102...104 раз превосходящей кинетическую энергии частицы в момент ее удара о преграду со скорость порядка 1 км/с. Энергетический эффект оценивался по энергии прожигания микрочастицей нитевидного канала в толще мишени. Длина нитевидного канала в стали достигала до 200 мм и даже более. Расчеты же показывали, что кинетической энергии частицы достаточно всего для проникания в мишень на глубину не более 6-10 диаметров самой частицы. Обнаруженный эффект не объясняется с позиций современной термодинамики, электродинамики, теории относительности и квантовой теории, включая квантовую хромодинамику (КХД). Источник колоссальной энергии в эффекте Ушеренко не был установлен [1,2,3,4].
Энерговыделение в канале мишени оценивается величиной 109...1010 Дж/кг на частицу. Это значительно превосходит энергетическую область относящуюся к химическим процессам. Кроме того, по данным Ушеренко, проведение спектральных анализов разрезов и шлифов каналов, образованных похождением микрочастиц в толще мишеней, позволило обнаружить появление новых элементов. В мишенях подвергшихся бомбардировке микрочастиц в режиме сверхглубокого проникания обнаружено также наличие газа радона, которого изначально не было в исследуемых образцах. Рентгеновская пленка установленная в зоне мишени оказалась засвеченной. В отдельных опытах характер засветки оказался линейчатым. Это указывает на то, что явление сверхглубокого проникания микрочастиц в преграды связано со сложными синтезирующими и неизученными высокоэнергетическими физическими процессами, которые характерны для физики элементарных частиц и атомного ядра.
Несомненно, что эффект Ушеренко является величайшим фундаментальным открытием в истории естествознания, сравнимым с открытием эффекта электромагнитной индукции Фарадеем и радиоактивности Беккерелем. Удивляет лишь прохладное отношение к данному открытию на протяжении четверти века со стороны академической науки, хотя оригинальность наблюдаемого эффекта сверхглубокого проникания, как состоявшегося экспериментального факта, должна была бы привлечь особое внимание профессионалов. Сложившемуся положению есть вполне логичное объяснение. Это недостаточный уровень фундаментальный знаний, особенно в области энергетических взаимодействий элементарных частиц и атомного ядра.
Если не в состоянии объяснить природу явления, то вроде бы не существует самого явления. Действительно, на сегодняшний день неизвестна структура ни одной из элементарных частиц, включая главные: электрон, позитрон, протон, нейтрон, электронное нейтрино. Неизвестен механизм синтеза элементарных частиц и их массы. Нераскрыта природа ядерных сил взаимодействующих между нуклонами внутри атомного ядра. Известно лишь, что освобождение энергии в ядерных реакциях происходит в результате дефекта массы самих ядер. Но при этом мы не знаем причины образования самой массы и ее инерции, причины эквивалентности массы и энергии, которые кроятся в природе гравитации.
И, наконец, чтобы понять природу энергетических взаимодействий необходимо разобраться с природой самой гравитации, поскольку масса является единственным источником гравитационного поля и одновременно аккумулятором электромагнитной энергии. Нужно признать, что со времен Ньютона в этом направлении почти ничего не изменилось.
Попытки Эйнштейна объединить гравитацию с электромагнетизмом в общей теории относительности (ОТО) оказались неудавшимися. Не состоялась ОТО и как новая теория гравитации, поскольку не смогла раскрыть природу гравитационных взаимодействий. Вообще, теория относительности больше напоминает теорию линейных измерений различными наблюдателями, когда неизвестна абсолютная скорость движения в пространстве, но не как фундаментальную теорию.
Современную квантовую механику также нельзя назвать законченной наукой, и тем более говорить о ее фундаментальности, поскольку она, как и ОТО, не раскрывает физические причины взаимодействия элементарных частиц, а констатирует их групповое поведение и состояние, опираясь на формализованный математический расчетный аппарат статистического характера. Это относится и к квантовой хромодинамике (КХД) пытающейся объяснить структуру нуклонов, как бы состоящую из особых частиц - кварков - дробных электрических зарядов. Но кварки - гипотетические частицы не обнаруженные экспериментально.
Итак, названы основные проблемы которые необходимо было решить, чтобы объяснить феномен эффекта Ушеренко. И эти проблемы были решены в теории упругой квантованной среды (УКС), которая впервые раскрыла электромагнитную структуру вакуума, как самой энергоемкой материи и единственного источника энергии (пятой силы), изначально аккумулированной во Вселенной. Такой подход позволил объяснить природу известных четырех взаимодействий (сил): электромагнитных, гравитационных, сильных (ядерные) и слабых (нейтринные) с единых позиций, объединенных пятой силой [5,6,7]. На основании анализа уже самой структуры вакуумного поля, были аналитически решены поставленные выше проблемы относящиеся к эффекту сверхглубокого проникания.
На момент моего знакомства с Сергеем Мироновичем Ушеренко в 2000 году, уже ставшего доктором технических наук и директором НИИ импульсных процессов в г. Минске, теория УКС была сформирована. Необходимо было только время для осознания физических явлений в эффекте сверхглубокого проникания микрочастиц в преграды и их увязки с теорией УКС. Это позволило нам, уже совместно, разработать оригинальную программу и методику экспериментальных исследований электромагнитных явлений в эффекте Ушеренко, и провести полигонные испытания. В ближайшее время эти материалы нами будут опубликованы.
Ушеренко использовал в своих экспериментах довольно дешевые одноразовые взрывные ускорители кумулятивного типа. Но полученные результаты его уникальны. Подобный эффект практически невозможно получить даже на сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Разогнанная до скорости всего 1 км/с, пылинка кремния диаметром 1 мкм увеличивает свою кинетическую энергию на 0,61 .10—9 Дж (3,8 .109 эВ). Для сравнения: протонный синхрофазотрон в Дубно (ОИЯИ) способен максимально разогнать протоны до энергии 9 .109 эВ, то есть до энергий, соизмеримой с кинетической энергией данной пылинки, разогнанной всего до 1 км/с. Но при этом протону необходимо сообщить скорость близкую к скорости света (0,99С). Чтобы это осуществить диаметр ускорительно кольца протонного синхрофазотрона в Дубне составляет 72 метра.
Для микрочастицы диаметром 100 мкм, ее кинетическая энергии при скорости 1...10 км/с соизмерима, и даже превосходит энергию элементарных частиц, достигаемую на сверхмощном ускорителе в современном научном комплексе ЦЕРНа (Женева), ускорительное кольцо которого составляет по периметру 27 км. Естественно, что строительство все более мощных ускорителей элементарных частиц связано с большими финансовыми затратами, несоизмеримыми с затратами которые понадобились для открытия эффекта Ушеренко. Налицо тот факт, что сильное увлечение во второй половине ХХ века ускорительной техникой только для элементарных частиц не позволило развивать исследования в области ускорения тонкодисперсных микрочастиц, в том числе, было упущено изучение фундаментальных процессов бомбардировки различных преград микрочастицами в режиме сверхглубокого проникания.
Несомненно, что фундаментальный аспект открытия Ушеренко лежит в области принципиально новых энергетических технологий, возможно главных технологий получения энергии в ХХ1 веке. Можно предположить, что применение эффекта сверхглубокого проникания в энергетике, позволит в ближайшей перспективе исключить экологически грязные урановые технологии в производстве энергии, и сделать безопасной и управляемой работу реакторов на атомных электростанций (АЭС), используя новые виды ядерного топлива.
Отрадно то, что в качестве топлива в ядерных реакторах нового типа могут использоваться микрочастицы размерами 1-1000 мкм любых твердых материалов, включая обычный песок (кремний), запасы которого в земной коре несоизмеримо велики по сравнению с запасами урана, и добыча его не представляет трудностей. Для этого микрочастицы необходимо разогнать до скорости порядка 1 км/с и ударить о твердую тепловыделяющую преграду (мишень).
Например, в соответствии с принципом эквивалентности массы и энергии даже мельчайшая пылинка из кремния (плотность 2,33 .103 кг/м3) диаметром всего 1мкм (масса 1,22 .10—15 кг) аккумулирует в себе колоссальный запас энергии - 110 Дж (6,85 .1020 эВ), определяя максимальную энергоемкость вещества 9 .1016 Дж/кг. Для сравнения: при сгорании 1 кг бензина выделяется энергия 4,4 .107 Дж, а известные ядерные и термоядерные реакции характеризуются энергоемкостью топлива 1013-1014 Дж/кг.
В опытах Ушеренко уже достигнут уровень удельного энерговыделения 109-1010 Дж/кг на частицу. Это пока ниже характеристик уранового топлива, но значительно превосходит энерговыделение химического топлива, почти на три порядка. Важно то, что процесс энерговыделения в режиме сверхглубокого проникания не носит взрывного характера, легко может управляться и контролироваться.
Естественно, что взрывные ускорители, по ряду причин практически непригодны для получения энергии в новых реакторах. Но сейчас речь не идет о конкретном применении данного типа ускорителя в новых энергетических циклах реакторов. Важно то, что на столь примитивном и дешевом устройстве Ушеренко установил сам факт наличия эффекта сверхглубокого проникания и аномального выделения энергии. В этом его заслуга. И если возникает необходимость в разработке более совершенных ускорительных систем, то такие системы будут разработаны. Это решение уже чисто технических задач.
Оригинальность открытия Ушеренко находится как раз в той области, которую никто из великих физиков ХХ века не смог предсказать. Ядерную энергетику пытались строить, опираясь на достижения в области создания ядерного оружия и урановых технологий. Но уран и его компоненты - это всего лишь взрывчатка нового типа, значительно более мощная, по сравнению с динамитом и порохом. Но никому в голову не приходит мысль изобретать топку на пороховом топливе. Рано или поздно такая топка взлетит на воздух.
Считаю, что с применением уранового топлива в энергетике была некоторая поспешность. Пример тому - чернобыльская катастрофа. Это с одной стороны. С другой стороны, накоплен громадный опыт в проектировании, изготовлении и эксплуатации ядерных реакторов, и в строительстве АЭС. Наша задача - это задача уже более легкая. Необходимо на имеющихся АЭС
заменить реакторы с урановым топливом на реакторы нового типа, работающие в буквальном смысле на песке. Это реалии открытия Ушеренко.
Несомненно, что такая удача для ученого, как открытие эффекта сверхглубокого проникания микрочастиц в преграды, выпадает довольно редко. И конечно, хотелось бы видеть Сергея Ушеренко в числе новых нобелевских лауреатов. Тем более, что его открытие поможет человечеству, наконец, решить энергетические проблемы опираясь на экологически чистые технологии производства энергии.
Думаю, что данная работа будет приятной неожиданностью для специалистов в области теоретической физики, физики элементарных частиц и атомного ядра, ядерной энергетики.

на главную