Наука | Прорыв
Философский порошок
Похоже, случилось невероятное: в России открыта и даже запатентована технология, позволяющая превращать один химический элемент в другой. Трансмутация — так это чудо называют ученые — может открыть новую главу в ядерной физике и новую перспективу в развитии экономики. В деталях разбирался «Огонек»
— Когда рассказывают о превращении одного атома в другой — это, конечно, алхимия,— говорит Алла Корнилова, кандидат физико-математических наук, директор инновационного центра физического факультета МГУ,— но мы занимаемся превращением одного ядра в другое. Наверное, это алфизика. И мы научились это делать.
По словам Аллы Корниловой, она умеет превращать одни изотопы в другие. Ну, например, радиоактивные — в нерадиоактивные, то есть решая таким образом проблему ядерных отходов. А еще может получать очень редкие изотопы (1 грамм стоит десятки и сотни тысяч долларов), которые критически важны для медицины, атомной энергетики, космического приборостроения. Их промышленное производство — ресурс для процветания страны.
Алфизика творится классически: к ядру присоединяется дополнительный протон — и элемент меняется. Звучит как сказка. Предвидим первую реакцию: не верим, это лженаука! Но есть факты.
Лучше один раз увидеть
Совсем недавно, в июне, прошел научный семинар в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН. Были ученые из других институтов, академики, представители Минпромторга и Росатома. Владимир Кащеев, директор научно-технологического отделения по обращению с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами Высокотехнологического НИИ неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (это один из основных институтов госкорпорации по атомной энергии «Росатом»), заявил, что их экспертиза подтвердила действенность технологии Корниловой по дезактивации жидких ядерных отходов.
Все происходит так. В раствор радиоактивного изотопа цезия-137 (период полураспада 30 лет) добавляют особые биологические культуры. Через 14 дней концентрация радиоактивного цезия снижается на 23 процента. В аналогичных экспериментах со стабильным цезием-133 в растворе исчезает цезий и появляется барий, то есть одно вещество превращается в другое! При этом количество бария пропорционально количеству исчезнувшего цезия.
— Конечно, сначала я не поверил в это,— говорит Владимир Кащеев,— потому что нас еще в школе учили, что на пути ядерного синтеза существует кулоновский барьер, и для того чтобы прицепить положительно заряженный протон к положительно заряженному ядру, надо этот кулоновский барьер преодолеть. Для этого протон должен обладать очень высокой энергией, которую он может получить только в ускорителях или в ядерных реакторах при высоких температурах. В естественных условиях, в которых мы с вами живем, это невозможно. Поэтому большая часть научного сообщества скептически относится к реализуемости так называемых низкотемпературных ядерных реакций. Но Корнилова ознакомила нас с некоторыми экспериментальными результатами. Результаты интересные и необычные. Видя наше недоверие, она предложила нам самостоятельно повторить подобные эксперименты, поскольку они достаточно просты. Мы провели два эксперимента: со стабильным цезием-133 и с радиоактивным цезием-137, используя подготовленные группой сотрудников Корниловой биоструктуры. В обоих случаях было зафиксировано снижение со временем содержания цезия в растворах. В эксперименте со стабильным цезием в растворах зафиксировано появление и накопление со временем изначально отсутствующего бария (растворы с цезием-137 на барий не анализировались). Я готов на всех уровнях подтверждать эти результаты. И считаю целесообразным повторить эксперимент на других изотопах.
Физико-химическая общественность заволновалась, прошел семинар в Физическом институте им. П.Н. Лебедева. Потом встреча на биологическом факультете МГУ с академиком Михаилом Кирпичниковым, деканом биологического факультета МГУ, заведующим отделом биоинженерии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова. Итог: биологи объявили, что планируют работать с Корниловой и повторить ее эксперименты. Затем Аллу Александровну Корнилову пригласили на прием к заместителю генерального директора «Росатома» Вячеславу Першукову…
Научная общественность и госкорпорация замерли… А как вообще на это реагировать? Признавать, что мы чего-то не понимали в ядерной физике? Выделять деньги на производство редких изотопов? «У ”Росатома“ пока нет официальной позиции по этому вопросу»,— комментирует пресс-служба корпорации. Понятно: госпредприятие не решается вот так сразу признать то, что выглядит совершенным чародейством.
Трансмутация обыкновенная
То, что делает Корнилова, принято называть холодным ядерным синтезом при низких энергиях. Другими словами, речь идет о ядерных реакциях, которые происходят при комнатной температуре. В начале 1990-х годов государственные программы, которые финансировали исследования в этой области в разных странах мира, были прекращены после нескольких провалившихся сенсаций. У научной общественности выработалась аллергия на любые заявления об опытах по холодному ядерному синтезу. Тем не менее ученые по всему миру продолжали исследовать ядерный синтез при низких энергиях и ежегодно собираться на конференции. Например, в прошлом году на конференции в Падуе было 500 человек. Их можно было бы счесть заигравшимися романтиками, если бы не серьезное финансирование от мировых гигантов — Airbus, Toyota, Mitsubishi, ST Microelectronics, IS Tech и других.
Так вот, именно в рамках ядерного синтеза при низких энергиях Корнилова исследует трансмутацию химических элементов. И она не единственный ученый, который работает с направлением, чье название напоминает о Хогвардсе. Этим увлечены ученые в Южно-Уральском государственном университете, в Томском политехническом институте, в некоторых ядерных центрах. И в успешных опытах она не одинока: результатов добился Георгий Шафеев, директор научного центра волновых исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова (ИОФ). Он создал такую же реакцию, как и у Корниловой. Только ее катализатором становятся не живые организмы, а воздействие лазером на наночастицы.
— Наши эксперименты по постановке достаточно просты,— рассказывает Степан Андреев, ученый секретарь Института общей физики РАН.— Вода, в которую добавлено немножко наночастиц золота и еще небольшое количество радиоактивного цезия облучается лазерными импульсами. При этом мы обнаружили, что радиоактивность раствора цезия начинает уменьшаться: за 10 часов на 5 процентов. Для ядерной физики это колоссальная величина: увеличение скорости распада в 1200 раз! Перспективы здесь совершенно потрясающие: эксперименты доказывают возможность протекания ядерных реакций в естественных условиях. По сути, это новый раздел ядерной физики — ядерных реакций без экстремальных условий. Это дает возможность полностью пересмотреть очень многие науки, начиная с химии, заканчивая геологией, биологией.
В результаты, полученные ИОФ, тоже сначала не поверили. Год назад руководство РАН даже направило директору института академику Ивану Щербакову письмо с просьбой перестать заниматься ерундой. Звонили из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и говорили, что готовы все опровергнуть. Приехали со своим оборудованием, заставили переделать экспериментальную установку так, чтобы это соответствовало их стандартам. И провели совместный эксперимент, который… подтвердил результаты Шафеева. После этого Щербаков и собрал в своем институте конференцию, где проверенные результаты, полученные Корниловой и учеными из ИОФ, были представлены научной общественности.
— Для всех потрясение, что институт Бочвара подтвердил мою работу,— говорит Алла Александровна.
По словам Кащеева, предлагаемые альтернативные методы трансмутации отличаются от технологии, предлагаемой Корниловой, тем, что их реализация сопряжена с использованием сложного оборудования. «Для того чтобы проверить результаты этих экспериментов, нужны определенные условия,— говорит он.— Метод Корниловой легковоспроизводим, стоимость использующихся биоструктур ничтожна. Предлагаемый Корниловой метод воздействия на жидкие среды может реализовываться в полевых условиях. Например, засушенную биологическую структуру, пригодную к использованию в течение нескольких лет, можно применить, скажем, для очистки какогото зараженного радиоактивными продуктами водоема (что актуально, например, для ликвидации последствий аварии на «Фукусиме»). Безусловно, результаты имеют определенную важность для задач «Росатома».