Холодный термоядерный синтез
Особняком стоит метод УТС, в котором не нужны горячая
плазма, микро- и макровзрывы, вообще какой-либо разогрев. Это
направление, получившее название холодного термояда, или, более
правильно, мюонного катализа, было предложено А.Д.Сахаровым
и Я.Б.Зельдовичем в 1957 г. Суть его заключается в использовании
нестабильной частицы – отрицательно заряженного мюона, масса
которого в 200 раз больше массы электрона. Мюон по своим
свойствам очень похож на электрон, в частности, он может
замещать электрон в атоме, но радиус мюонной орбиты в 200 раз
меньше, чем электронной. Атомы дейтерия и трития, в которых
место электрона занял мюон, могут объединяться в молекулы, где
ядра дейтерия и трития сближены в 200 раз, до расстояния около 10–
11 см, что все еще намного больше радиуса ядерных сил (10–13 см). В горячей плазме при таком
сближении ядерная реакция не пойдет, т.к. встреча ядер длится мгновение, после чего они
разлетаются. Но в мезомолекуле дейтерий и тритий постоянно находятся на таком расстоянии и
5
могут, «почувствовав» друг друга, с заметной вероятностью осуществить «туннельный переход»,
вступив в D-T-реакцию. Образуются ядро гелия и нейтрон, выделится энергия синтеза, а мюон,
ставший вновь свободным, может сесть на орбиту соседнего атома, заменив в нем электрон.
Произойдет новое сближение ядер и новая реакция синтеза. Отрицательный мюон выступает здесь
в роли активного посредника, сводящего вместе дейтерий и тритий. Он – ядерный катализатор.
Оказывается, за время своей жизни (2 мкс) мюон успевает осуществить до ста D–T-реакций.
Преимущества метода очевидны: не нужны сверхвысокие температуры, нет надобности в
капризной плазме, отпадают сильные магнитные поля и мощные пучки частиц. Но простота не
дается даром – нужны интенсивные потоки мюонов, получаемые на ускорителях во
взаимодействии энергичных протонов с ядрами, и, как в любом методе, необходимо условие
положительного выхода энергии. Сейчас идет борьба за энергетическую «цену» одного мюона, и
если она окажется меньше суммарного выхода реакций синтеза, мю-катализ будет включен в
реестр конкурирующих путей УТС.
Есть и другие, еще более экзотические проекты. Предлагается, например, осуществлять
термоядерную реакцию, сталкивая пучки ионов дейтерия в коллайдере.
