Авторские материалы Философский камень найден! Но есть ряд проблем...

Американские ученые предложили решение древней проблемы, над которой бились алхимики всего мира, – превращения ртути в золото. Получать его стартап из Сан-Франциско предлагает с помощью термоядерного синтеза. Он выступает здесь в роли философского камня, то есть некого жизненного эликсира, который и осуществляет трансмутацию ртути в золото. Исследователи, кстати, от теории перешли к делу – синтезировали золото с помощью ускорителей частиц. Но его количество было настолько крошечным, а стоимость – настолько высокой, что коммерческое предприятие, конечно, на данном этапе развития технологий окупить себя не может. А финансово привлекательной ядерная трансмутация вещества станет возможной, когда заработают промышленные термоядерные реакторы. В проблемах современного философского камня разбирался Сергей Гололобов.

Главными исканиями алхимии, еще со времен Древнего Египта, было превращение ртути в золото. Ученые уже тогда догадывались, что оба металла схожи по своим характеристикам, и прежде всего – по весу. В таблице Менделеева, кстати, они стоят рядом. Алхимики верили, что при воздействии "философским камнем", формулу которого они искали, из дешевой ртути может получаться самый дорогой желтый металл. Но тогда у ученых ничего не получилось. А сейчас старая идея получила новое развитие. Стартаперы из Сан-Франциско вполне логично рассудили, что мечту алхимиков можно реализовать с помощью термоядерного синтеза. Это – процесс, в ходе которого два лёгких атомных ядра (а конкретно – изотопы водорода, дейтерий и тритий) объединяются в одно более тяжёлое ядро – гелия-4 – с высвобождением огромного количества энергии. Ну, как в глубинах Солнца. Эта энергия пойдёт на нужды человечества.

Сотрудники стартапа рассчитали, что получением гелия термоядерная реакция не закончится. Протоны с нейтронами под воздействием колоссальных температур будут соединяться и дальше, в результате будут получаться всё более тяжелые элементы. В итоге дело дойдет до образования атомов ртути-197. Но это – нестабильный изотоп, который в течение 64 часов подвергается процессу распада, превращаясь в стабильный и нерадиоактивный изотоп золота-197. Ура! Философский камень найден!

На практике же появляются серьезные проблемы. К примеру, неуправляемая термоядерная реакция изучена хорошо. Это – та самая водородная бомба. Но для мирных целей нужна управляемая термоядерная реакция – то есть выплеск тепловой энергии не много и сразу, как в бомбе, а помалу, но зато – в течение многих десятков лет. Управляемый термоядерный синтез сейчас проводят в экспериментальных реакторах – токамаках. Так вот, пока никому ещё не удавалось получить в результате термоядерного эксперимента больше энергии, чем было затрачено на сам процесс, констатирует главный редактор научного портала "Атомная энергия 2.0" Павел Яковлев.

ЯКОВЛЕВ: Требуется больше энергии. Это просто нормальный этап научного проекта. Потому что есть следующие этапы, где этот момент будет превзойдён. Вот это – одна из точек развития ИТЕР во Франции – термоядерного реактора международного. И они поставили такую задачу, по-моему, к 2030-му году выйти на одинаковый рубеж затраченной и полученной энергии, и выше. Но у них задача это сделать устойчиво. То есть не просто на пару секунд или минут, а в течение определенного времени. Потому что в будущем термоядерная электростанция должна постоянно работать.

Также при создании установок управляемого термоядерного синтеза есть и другие сложности. Прежде всего, из области материаловедения. Стенки реактора на протяжении десятков лет должны выдерживать колоссальные температуры и излучение термояда, дополняет Павел Яковлев.

ЯКОВЛЕВ: То есть пока мы не изучили необходимые материалы, которые позволят эксплуатировать термоядерный реактор в течение 40, 60, 80, 100 лет, как сейчас делается для ядерных реакторов водо-водяных. Так же там задачи по моделированию, цифровизации процессов, использованию больших данных. И также еще вопрос- в топливе, разрабатывается несколько видов дейтериево-тритиевого топлива. Есть разные топливные концепции.

То есть сначала человечество должно научиться вырабатывать электроэнергию с помощью термояда, а только уж потом переходить к трансмутации ртути в золото. Она, кстати, будет идти как побочный процесс. Вдобавок к выработке энергии, что улучшит экономику всего предприятия. Правда, есть опасение, что вместе со стабильным изотопом золота будут получаться и нестабильные, а потому – радиоактивные. Но решение есть. По оценкам стартаперов, золото надо отправить на передержку и хранить на складах от 14 до 18 лет. За это время из металла уйдёт вся радиоактивность, и он станет полностью безопасным.