Андреа Росси: авантюрист или инженерный гений?
Дата: 29/01/2014
Тема: Атомная наука


Игорь Рулев, 
Санкт-Петербург
Александр Просвирнов,
Москва

Имя это на слуху не первый год, и связано оно ни много, ни мало, с надеждами на светлое энергетическое будущее человечества, пусть пока призрачными и неопределенными, но уже три года подпитываемыми все новыми фактами, которые пока никто не смог опровергнуть достаточно достоверно. И это не физик-теоретик, выступивший с новой парадигмой, открывшей неожиданные горизонты науки, не руководитель лаборатории, где проведена серия многообещающих экспериментов.




Рис. 1 А.Росси и С.Фоккарди (рисунок взят с сайта компании New Energy Times)

Это простой инженер-предприниматель, который всю жизнь гонялся за пуганой птицей удачи, рискуя своим имуществом, репутацией, разочаровываясь в очередной идее и загораясь новыми увлечениями. Свою голубую птицу он нашел в лаборатории своего земляка Серджио Фоккарди (см. рис. 1).

Профессор Болонского университета, член президентского совета Итальянского физического общества, в прошлом декан факультета  математики, физики и естественных наук, С. Фоккарди еще в 1994 году совместно с двумя другими итальянскими физиками работал у себя на кафедре с никель-водородными системами. Группа получила интересные результаты по аномальному выделению тепла в построенной ими лабораторной установке. В настоящее время сложилось неверное представление, что ни в одном рецензируемом научном журнале не публиковались академические статьи по LENR-тематике. Вот одна из публикаций С.Фоккарди [1] в главном итальянском, безусловно рецензируемом, журнале  по теоретической физике и математике NUOVO CIMENTO (с 1897 года издается, как официальный орган итальянского физического общества) [1].

Статья написана по всем принятым в академической среде канонам, с интродукцией, заключением и ссылками на литературу, изложена суть эффекта, приведена схема лабораторной установки, подробно описаны условия проведения эксперимента. Признаки открытого авторами  эффекта те же, что и в последующих реакторах Росси-Фокарди: после предварительного разогрева никелевой проволоки регистрируется избыточное выделение энергии (десятки ватт), эффект продолжается длительное время (месяцы), не может быть объяснен с точки зрения современных физических представлений, замеры радиоактивности близки к естественному фону. В работах этого времени  нет никаких коммерческих секретов, они доступны для повторения и проверки. Были и другие статьи, и теоретические построения, и заявки на патенты. Но после истории с Мартином Флейшманом и Стенли Понсом в теоретической физике сложилось предвзятое отношение к работам в области холодного ядерного синтеза. Серджио Фоккарди тем временем в связи с преклонным возрастом был  переведен в статус эмерита (что-то вроде свадебного генерала), он потерял административный вес в университете, его перестали печатать и воспринимать всерьез. Именно в это время появился Андреа Росси, была создана небольшая коммерческая компания, в условиях острого дефицита средств, почти на голом энтузиазме развернуты работы по созданию промышленного образца. Принятая за основу лабораторная установка была модернизирована, появились новые идеи. Так вместо никелевых прутков или проволоки стал использоваться нанопорошок никеля, давление водорода с сотен миллибар увеличилось до десятков бар, были подобраны особые присадки и наполнители для прочного металлического реактора. Полученные результаты превзошли все ожидания, - тепловыделение реактора возросло почти на три порядка. Естественно, появился коммерческий интерес, и просто так передавать кому-то технологию авторы не могли. Поданная заявка на получение патента была отвергнута ввиду отсутствия исчерпывающей информации по устройству, а также в следствие не соответствия заявляемого способа получения энергии с принятыми в науке концепциями.

С начала 2011 года была проведена серия демонстрационных испытаний, которые преследовали цель, если не обратить внимание официальной науки, то, по крайней мере, привлечь реальных спонсоров. Устройство представлялось, как черный ящик, измерялась и сопоставлялась энергия, подаваемая на вход реактора и энергия на его выходе. Испытание продолжалось так долго, пока положительный баланс энерговыделения, по крайней мере на порядок, не начинал превышать возможный выход энергии от любых химических компонент, которые могли бы поместиться в физическом объеме закрытого реактора, (например. 25 квт.час в объеме 50 см.куб.).

Однако поразительно высокие результаты испытаний вызывали лишь насмешки и почти откровенные обвинения в фальсификации. Слишком хорошо, чтобы быть правдой, - и огромная удельная мощность тебе, и отсутствие радиации, и стабильные продукты реакции, и сырье копейки стоит.  Меру знать надо, господин Росси, чтобы было правдоподобно…
    
На проводимых демонстрациях представителей влиятельной прессы не наблюдалось, не было серьезных публикаций, - ожидаемая сенсация не состоялась. Зато появилось множество сайтов и блогов в Интернете, которые в деталях отслеживали все события и перипетии  процесса борьбы нового авантюрного со старым привычным. Возникает множество версий и предположений разного уровня компетентности по теоретическому обоснованию или опровержению феномена Росси. Немногочисленные высказывания представителей официальной науки сводятся к  стандартным  доводам о непреодолимости кулоновского барьера и о показательном отсутствии проникающей радиации, нейтронного потока и радиоактивных отходов. Как издевку, можно, например, воспринимать предложение НАСА  испытать устройство и указать изобретателю на его ошибки, разумеется, за «ваш» счет и за принятые у «нас» деньги.  Еще в 1775 году Парижская академия наук приняла решение не рассматривать заявки на патентование вечных двигателей из-за принципиальной  невозможности их создания. Удобно. Но не надо распространять этот иезуитский прием на «антинаучные» факты.  Факты, не укладывающиеся в рамки сегодняшних представлений науки не проверяются - их просто объявляют «несуществующими». Вы что-то такое пронаблюдали? Мойте пробирки, калибруйте приборы…, меньше пейте на рабочем месте.  А чего стоит лукавый довод об отсутствии публикации в рецензируемых журналах?
   
Видя тщетность попыток доказать миру свою правду, Росси решается на отчаянный шаг – изготовление крупного промышленного блока – «мегаваттника».  Это потребовало от него мобилизации всех финансовых ресурсов. Продал собственный дом, изготовил и собрал в единую систему 52 уже отработанных идентичных блока. 28 октября 2011 года в Болонье состоялась демонстрация агрегата для  производства тепла в промышленных масштабах (сухой пар с при температуре 109 оС). Приемку вел анонимный военный заказчик, согласившийся приобрести оборудование за оговоренную сумму, агрегат отработал 5,5 часов, выдавая среднюю мощность 479 кВт. http://pesn.com/2011/10/28/9501940_1_MW_E-Cat_Test_Successful/
 
Приемка состоялась, агрегат ушел в военное ведомство, где был, по-видимому, разобран на блоки и передан по подразделениям для исследования и испытаний.
  
Параллельно Росси не останавливает работ по патентованию концепции, а также по сертификации устройства на предмет получения права продажи его на рынке.

Малые тепловые модули не получили сертификации для индивидуального использования, ввиду предполагаемого  применения в них ядерных технологий, соответственно не был запущен массовый выпуск этих аппаратов. В качестве компромисса была разрешена эксплуатация мегаваттных сборок в условиях промышленных предприятий с большим списком условий и оговорок. Однако, сколько-нибудь серьезного сбыта этих аппаратов не наблюдается. Это можно объяснить рядом причин. Во-первых,  трудно найти объект, в который «мегаваттник» встраивался бы без серьезных переделок  в системе подключения и управления объектом. Во-вторых, недостаточная надежность работы элементарного модуля (рис.2) при включении в устройство более пятидесяти таких модулей делает эксплуатацию всей системы затратной.

В-третьих,  для работы системы требуется много дорогой электроэнергии, компания гарантирует коэффициент преобразования (COP), равный 6, т.е. на каждые шесть киловатт тепловой энергии нужно затратить один киловатт электрической. Планы Росси достроить систему собственным турбогенератором не были реализованы потому, что параметры производимого установкой пара не позволяют вырабатывать электроэнергию с помощью стандартных турбин. А разработка специальной турбины мегаваттной мощности оказалась нецелесообразной вследствие радикальных успехов в технологии, ознаменовавшихся появлением нового поколения высокотемпературных аппаратов «Е-Сat HT».



Рис. 2 А. Росси в стандартном 40 фут. контейнере, в котором размещен «мегеваттник», состоящий из 52 блоков «Е-Сat» (взят с http://coldfusionnow.org/)



Рис. 3. График работы единичного «Е-Сat» реактора (взят с http://coldfusionnow.org/steam-punk/)

Эти новые реакторы работают при температурах около 1000 оС и способны давать пар высоких параметров, пригодный для питания стандартных турбин. Первое испытание такого аппарата, изготовленного в США, Леонардо Корпорация провела с 25 сентября по 9 октября 2012 года, длительность теста 336 часов.  http://ecat.com/news/leonardo-corp-releases-new-ecat-test-data

Выход энергии составил  3268 kWh, при потреблении 278,4 kWh, таким образом, коэффициент преобразования (отношение вырабатываемой тепловой энергии к затрачиваемой электрической) равен 11,7. Выделяемая энергия вычислялась по формуле Стефана Больцмана (энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени температуры), температура корпуса замерялась дистанционно оптическими пирометрами. Внешние габариты аппарата 8,6 см (диаметр) и 33см (длина), вес 4351 г до и 4350 г после испытания, вес активного материала 20г. Внутренняя труба реактора в течение всего теста была разогрета до 1050 оС.

Эта же версия аппарата была выставлена на независимые испытания, проводившиеся шведским и итальянскими физиками в лаборатории Леонардо Корпорация  в Италии. Была проведена серия длительных тестов, реактор, как и прежде, рассматривался, как черный ящик, замерялась энергия, подаваемая на вход аппарата и выделяемая на его выходе.  Эксперты использовали свои контрольные приборы, сам А. Росси на испытаниях не присутствовал. Эксперты в своем заключении однозначно подтвердили, что объем произведенной реактором энергии, по крайней мере, на порядок превышает энергию, которую могли бы произвести любые химические компоненты, заключенные в физическом объеме этого аппарата. С результатами независимой проверки этих аппаратов можно ознакомиться в отчете, помещенном в архиве Корнельского университета [2] http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1305/1305.3913.pdf

Рассмотрим подробнее, что же из себя представляет эффект, на котором Росси строит свои тепловые генераторы. Три непременных условия наблюдаются во всех версиях построенных аппаратов: никель в виде нанопорошка, водород под давлением и периодический подогрев зоны реактора от внешнего источника энергии. Откуда берется ядерных масштабов энергия, выделяемая в реакторе? Сам А. Росси прямо заявляет, что не знает механизма выделения энергии подобного масштаба, однако склоняется к мысли, что ближе всех подходит теория Видом-Ларсена [4], хотя и она не может объяснить и предсказать всех используемых явлений. В природе содержание изотопов никеля следующее: Ni58  - 68%, Ni60  - 26%, Ni61 - 1%, Ni62 - 3.6%. По мнению одного из авторов, Игоря Рулева, протон водорода каким-то образом попадает в ядра изотопов никеля, например, Ni62, превращая его в медь 63, при этом появляется дефект массы, за счет которого и высвобождается наблюдаемый избыток энергии. То есть водород как бы  медленно сгорает «ядерным образом» в реакторе Росси. Конечно, остаются вопросы кулоновского барьера, поэтому более предпочтительна модель предварительного образования ультрамедленных нейтронов с последующим их внедрением в ядра никеля и β –распадом образующихся нестабильных изотопов никеля. Почему же тогда не фиксируются нейтроны? Кстати, фирма Дефкалион, конкурент А. Росси, заявила, что Ni61 в реакции не участвует, а все четные участвуют. И опять вопрос почему? Вопросов пока больше, чем ответов.

Как устроен реактор «E-Cat HT»? В запрессованной массивной капсуле, трубке из нержавеющей стали объемом около 150 мл (наружный диаметр 3 см и длина 30 см) помещен нанопорошок никеля, рассеянный на газопроницаемом жаростойком минеральном носителе. Нанопорошок распределен так, чтобы зерна не соприкасались, это условие. Весь необходимый в течение срока эксплуатации тепловыделяющего элемента водород закладывается в капсулу в виде навески гидрида титана, например. Водород находится под давлением, он участвует в ядерной реакции, кроме того, активно отводит тепло от кристалла на стенку или наоборот подводит тепло к нанокристаллу от наружной стенки. Капсула-трубка расположена по оси аппарата, ее окружают нагреватели, скорее всего керамические. Нагреватели питаются от обычной трехфазной сети через тиристорный регулятор, позволяющий коммутировать цепи и регулировать величину тока через него по командам компьютера. Снаружи аппарат закрыт керамической трубой диаметром 10 см (нитрид кремния).
 


Рис. 4 Блок «E-Cat HT» на испытательном стенде [2]



Рис. 5 График «E-Cat HT», Р2  мощность, подводимая к аппарату через нагреватель, Р1 мощность, излучаемая через корпус аппарата [2].
  
Устройство работает следующим образом. При нагревании кристалла никеля от внешнего источника тепла до температуры 600 – 700 оС водород на границе раздела фаз диссоциирует на атомарный и проникает в решетку никеля, где отдает свой электрон в коллективное пользование. Протон диффундирует во внутрь кристалла, концентрация протонов увеличивается тем быстрее, чем мельче нанокристаллы, т.е. чем больше развита граница раздела фаз. Примем, как данность, что существует определенная вероятность ядерного процесса с участием водородного протона и ядра никеля. При реализации этой вероятности выделяется очень значительная энергия, идущая на разогрев кристалла. По мере увеличения концентрации протонов температура кристаллов растет от начальных 600 – 700 оС вплоть до температуры плавления никеля (1726 оС), металл плавится, силы поверхностного натяжения стягивают капельку в микрошарик. При этом атомарный водород покидает толщу металла, атомарный водород вновь превращается в молекулярный, выделяя, кстати, при этом дополнительное тепло. Водород при повышенном давлении очень хороший проводник тепла, вспомогательный материал наполнителя газопроницаем, выделяющаяся энергия интенсивно отводится на стенки капсулы и далее утилизируется. Поскольку стенка капсулы много холоднее горячего шарика, последний быстро охлаждается и вновь кристаллизуется. Однако внедренных протонов водорода в решетке уже нет и нет ядерной реакции, тепло не выделяется и кристалл начинает остывать. Водород снова будет проникать через границу раздела, но этот процесс требует времени (для E-Cat HT 2 время релаксации составляет, судя по приведенным графикам 450 секунд, как раз с таким периодом включается нагреватель). Естественно, за такое время аппарат успеет остыть и реакция прекратится. Но если температура не опустится ниже некоторой начальной (600 -700 оС), то через 7 – 8 минут произойдет новая «вспышка» тепловыделения (по отчету на 184 сек). Для поддержания начальной температуры вовсе не обязательно периодически коммутировать внешний нагреватель, он может работать непрерывно, реактор все равно будет «вспыхивать», генерировать тепло в режиме автогенерации. Выключает Росси свой нагреватель, чтобы поднять коэффициент преобразования (КОП).
  
Старый низкотемпературный реактор у Росси работает менее стабильно. Возможен перегрев зоны реактора с частичным расплавлением групп нанокристаллов, что приводит к сокращению суммарной поверхности раздела твердой и газообразной фаз и остановке реакции. Посмотрите на рис 3, нагреватель отключается каждый раз, как только выделяемая мощность резко взлетает вверх. Явно просматривается автоматическое управление по результатам показания датчика температуры  – искусственная отрицательная обратная связь. В конце система вообще переходит на режим работы без нагрева внешним источником, – только вырабатывает энергию. Это октябрь 2011г., примерно из таких модулей был набран «меггаваттник». На рисунке 5 в установке нового поколения «Е-Сat HT»  нагреватель включается просто по таймеру, никаких лихорадочных коммутаций, да и температура внутри на шесть сотен градусов выше. Прогресс, качественный скачок, фиксируется сентябрем – октябрем 2012 года. Что изменилось в идеологии аппарата? По мнению одного из авторов, И. Рулева, Росси перешел от агрегатированного размещения нанокристаллов никеля  к обособленно – изолированному их распределению, когда цикл расплавление – кристаллизация не влияет на суммарную величину поверхности раздела газ – металл.  Это позволило резко поднять температуру, а также существенно уменьшить вес активного никеля. Более подробно  с этим механизмом можно ознакомиться в [3] (http://rulev-igor.net/theme_143_1.html)

После успешного испытания «E-Cat HT» Росси заключил соглашение (май –июнь 2013 года) с  американской компанией  Cherokee Investment Partners LLC (штаб квартира в Северной Каролине). Фирма занимается, в частности, инновационными разработками, вкладывает капитал в рискованные проекты. В технопарке Research Triangle в Северной Каролине была создана структура, где А. Росси предоставили все возможности для проведения экспериментальных и опытно конструкторских работ. По его высказываниям условия фантастические. Он получает любые приборы и комплектующие по первому требованию за часы, максимум дни. В настоящее время под наблюдением независимых наблюдателей проводятся шестимесячные испытания серии аппаратов (сентябрь 2013 – март 2014 года). Целью опытно-конструкторской разработки (ОКР) является создание сборного реактора, способного запитать стандартную турбину на электростанции паром высоких параметров (500 - 600 оС, 160 - 200 бар). Подключение  такого агрегата («просто по фланцам») не потребует каких то серьезных переделок на потенциальных объектах и позволит широким фронтом внедрять новую технологию. Что касается «малой кошки» (10 кВт устройства для бытовых нужд), то, не надеясь на скорую сертификацию такого устройства в США, фирма предприняла усилия по вынесению этого проекта в Китай, где требования к безопасности  не так строги. Есть информация (http://feedproxy.google.com/~r/E-Catworld/VBsS/~3/lFXx0iDJyno/?utm_source=feedburner&utm_medium=email), что генеральный директор компании Tom Darden 16 сентября 2013 года в Баодин (Китай) встретился с китайскими официальными лицами и состоялась церемония подписания документов по созданию и совместному финансированию китайско-американского научно-технического парка инновационных проектов в Баодине провинции Хэбэй на востоке Китая. С китайской стороны в церемонии приняли участие вице-губернатор провинции Хэбэй Сюй Нин, мэр Баодяна Ма Юйфэн, куратор по науке и директор технического факультета Цзя Хунсин. Мероприятие широко освещалось в китайской прессе. Касаясь тематики разработок, назывались такие направления как новации в электромобиле-строении, энергетические проекты на никель-водородных реакторах, инновационные огнеупорные материалы.

Компания Industrial Heat LLC, дочка компании  Cherokee Investment Partners LLC, учрежденная в августе 2013г. , приобрела права на установку E-Cat, выпустила ценные бумаги США осенью прошлого года и уже привлекла $ 11,6 млн. от инвесторов.
А. Росси не одинок. На 28 января 2014 года назначена демонстрация прототипа  установки Рандела Милса компании Blacklights на основе теории гидрино.  В заявке на патент компании (http://www.blacklightpower.com/wp-content/uploads/presentations/Power%2520Generation%2520Systems%2520and%2520Methods%2520Patent%2520Application.pdf) перечислены практически все мыслимые способы генерации энергии при низкоэнергетических ядерных реакциях.

Новый независимый разработчик LENR технологий , компания Thunder Fusion Corporation (“TFC”) Тарпон-Спрингс, Пинелас, Флорида, Соединённые Штаты Америки. занималась тезнологиями качественного (минимальные выбросы, максимальная отдача) сжигания ископаемого топлива. В процессе проведения экспериментов с дуговыми и плазменными разрядами в закрытых камерах обнаружились эффекты аномального тепловыделения, которое нельзя было объяснить в рамках современных физических представлений. На сегодняшний день компанией разработан действующий экспериментальный LENR реактор, работающий на синтезе дейтерия и углерода с образованием азота. Ведутся работы по патентованию, а также разрабатывается прототип промышленного образца. (http://www.thunder-fusion.com/technology.html). Одновременно вышла статья «Confirmations of Santilli’s Intermediate Controlled Nuclear Fusion of Deuterium and Carbon Into Nitrogen Without Harmful Radiations»,  в рецензируемом журнале «The Open Physical Chemistry Journal», 2013, 5, 17-27, (http://www.benthamscience.com/open/topcj/articles/V005/17TOPCJ.pdf)
НАСА  объявила, что 25.02.2014 проведет презентацию по теме ‘Low Energy Nuclear Reaction Aircraft’-самолет на LENR двигателе. Похоже, что у НАСА уже нет сомнений в легитимности LENR технологий.

Заключение

Успех А. Росси по сравнению с другими исследователями основывается на инженерном подходе создания коммерческого продукта 10 кВт масштаба, в то время, как другие исследователи продолжают «удивлять мир» эффектами на уровне нескольких Вт [5,6]. Мир всколыхнулся только тогда, когда забрезжило практическое использование LENR реакций после публичных демонстраций киловатного и мегаватного уровня аппаратов А. Росси.
Независимые эксперты подтвердили параметры высокотемпературного аппарата E-Cat HT А. Росси [2]. В марте 2014г. заканчиваются 6-месячные испытания с последующим анализом элементного состава активного вещества реактора. После публикации результатов все сомнения должны развеяться, однако поезд энергетической революции уже убежит далеко вперед от нас, и догонять будет тяжело.

Инженерам некогда ждать, когда теоретики им «разрешат» изобретать установки на эффектах, противоречащих их классическим воззрениям. Во все века его величество эксперимент главенствовал над теорией, и только современные «умники» из комиссии по лже-науке позволяют себе перевернуть все с ног на голову. Вместо планомерной работы по верификации экспериментальных данных LENR явлений безаппеляционному ошельмованию подвергнуто целое перспективное направление в науке.

По всей видимости, первые Е-Cat установки мы получим из Китая, а ведь с нашим интеллектуальным потенциалом мы могли бы и сами производить установки на LENR эффекте и продавать по всему миру.[7]

Андреа Росси не одинок. Почти каждый день приносит новость о подобных разработках в других компаниях США [7]. А наш удел – «прорываться» на разработках середины прошлого века.


Список источников

1.      «Large excess heat production in Ni-H systems Эффект избыточного энерговыделения в Ni-H системах». S. FOCARDI, V. GABBANI, V. MONTALBANO, F. PIANTELLI and S. VERONESI, IL NUOVO CIMENTO VOL. 111 A, N. 11 Novembre 1998 ,  (ricevuto il 9 Marzo 1996; revisionato il 16 Settembre 1996; approvato il 30 Giugno 1998) http://www.lenr-canr.org/acrobat/FocardiSlargeexces.pdf
2.       «Indication of anomalous heat energy production in a reactor device containing hydrogen loaded nickel powder.», Giuseppe Levi, Bologna University, Bologna, Italy, Evelyn Foschi, Bologna, Italy, Torbjorn Hartman, Bo Hoistad, Roland Pettersson and Lars Tegner, Uppsala University, Uppsala, Sweden, Hanno Essen, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1305/1305.3913.pdf
3.      Интернет-ресурс:  http://rulev-igor.net/theme_14.html
7.      Интернет-ресурс: http://www.lenr.seplm.ru







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5041