Нейтрино – объект для исследований и перспективный источник генерации электроэнергии

Год 2020 безусловно войдет в историю человечества как год пандемии, год ограничений, запретов, изоляции, потерь и страха перед будущим – год, который наглядно продемонстрировал при этом всему миру – жить как раньше невозможно:  без развития науки и без новых технологий на базе самых современных достижений науки перспективы для нашей цивилизации весьма ограничены.. Резко возросшему населению Земли требуется всё больше природных ресурсов для обеспечения ежедневных потребностей и комфортной жизни, которые, как общеизвестно, ограничены. 

Ряд внутриполитических конфликтов, продолжающихся на протяжении последнего года, затронувший даже самые благополучные страны, такие как США, является серьёзным предвестником дальнейших негативных событий. И если сейчас внимание человечества сконцентрировано в основном на решении политических и экономических конфликтов, а также медицинских задач, обусловленных борьбой с коронавирусом, как приоритетной задачей сегодняшнего дня, поставивший в тень многие другие проблемы, в том числе и экологические, то на будущее можно, к сожалению, прогнозировать экономические бунты и даже войны за обладание природными ресурсами, в аспекте энергетического перехода, внедрения цифровых технологий, применения искусственного интеллекта и обеспечение своих экономических и социальных позиций в новом  мире «после пандемии», который не будет таким как прежде.

Несмотря на важность развития научно-технологического развития в различных областях, следует отдельно выделять среди них наиболее важные для самого существования человека. Фактически речь идёт об удовлетворении самых насущных потребностей человека, среди которых энергетика занимает ключевую позицию. 

Использование нефти и газа для выработки энергии достигло своего апогея и не может развиваться далее по многим причинам: из-за ограниченности ресурсной базы, экологических требований и т.д. Человечество стремительно движется к освоению новых энергетических источников. Сейчас научным сообществом, в том числе в России, широко исследуются свойства нейтрино, как, например, в МФТИ под руководством Юрия Ковалёва, доктора физмат наук, профессора РАН, член-корреспондента РАН. «Если человечество в будущем научится использовать нейтрино, можно будет передавать энергию и информацию на расстояния хоть в сотни световых лет без всяких преград» - сообщает Первый канал Российского телевидения 08.02.21 в выпуске, посвященном Дню Науки. 

Фактически данные работы и исследования дополняют и обосновывают практическую модель работы Neutrinovoltaic технологии, разработанную немецко-американской компанией Neutrino Energy Group. На днях генеральный директор компании Holger Thorsten Schubart с удовлетворением отметил и другие знаменательные события последних недель, играющие важную роль в обосновании промышленных перспектив Neutrinovoltaic - технологии конвертации электроэнергии из окружающей среды:

• К примеру, Шведская Королевская Академия наук по независимому запросу одного из ведущих немецких автоконцернов подтвердила работоспособность технологии и заявленные в патенте характеристики Neutrinovoltaic.

• Исследователи, участвующие в эксперименте COHERENT в Ок-Риджской национальной лаборатории (США), обнаружили, что нейтрино низкой энергии участвуют в слабом взаимодействии с ядрами аргона. Этот процесс получил название “когерентное упругое нейтрино-ядерное рассеяние (CEvNS)». Нейтрино подобно теннисному шарику, налетающему на шар для боулинга, "ударяется" о большое и тяжёлое ядро атома и передаёт ему крошечное количество энергии. В результате ядро почти незаметно отскакивает. 

Особое событие увенчало успешную деятельность компании Neutrino Energy Group последних лет - подписание первого лицензионного договора с крупной швейцарской компанией на производство Neutrino Power Cube®, автономных источников постоянного тока, конвертирующих электроэнергию из окружающей среды

Технология Neutrinovoltaic основывается на использовании многослойного наноматериала из чередующихся слоёв графена (одноатомный слой графита) и легированного кремния, который позволяет конвертировать электромагнитные излучения и тепло в электрический ток. Поскольку графен – это углерод, атомная масса которого легче атомной массы аргона,  эффект взаимодействия нейтрино с ядрами углерода будем выражен сильнее, чем с аргоном. Учитывая, что кристаллическая решётка графена представляет собой гексагональную форму, то колебания атомов приводят к появлению графеновых волн.

Открытие научно-исследовательской группы Neutrino Energy Group даёт основание утверждать, что наноматериалы на основе графена могут стать практически неисчерпаемым источником экологически чистой энергии, и показывает, что волнообразные колебания графеновой пленки являются основой для подобных источников. Микроскопические процессы в листе графена, состоящего из одного слоя атомов углерода, можно наблюдать с помощью сильного микроскопа. 

В процессе анализа этого явления было сделано удивительное и очень значимое открытие — в графене возникала волна, подобно волнам на поверхности моря, возникающая из-за комбинации небольших спонтанных движений и приводящая к появлению более крупных спонтанных движений. Тепловое смещение (броуновское движение атомов) одного атома, суммируясь с тепловыми смещениями других атомов, вызывает появление поверхностных волн с горизонтальной поляризацией, известных в акустике как «волны Лява». Из-за особенностей кристаллической решётки графена его атомы колеблются как бы в тандеме, что отличает подобные движения от спонтанных движений молекул в жидкостях.

Но если российские учёные только говорят сегодня о возможности передачи энергии с помощью нейтрино на огромные расстояния, то Holger Thorsten Schubart говорит уже конкретно об отказе от централизованного производства электроэнергии: «Воздух вокруг нас наполнен энергией, наша задача - просто научиться преобразовывать её в электрический ток. Поток космических нейтрино составляет 60 млрд. частиц в секунду через 1 см2 земной поверхности. Это огромный поток энергии, и мы уже сейчас научились собирать её крайне небольшую часть. Но даже этой небольшой доли энергии из огромного потока нейтрино достаточно для промышленного использования её для электроснабжения отдельных электроприборов и домохозяйств. Не нужно передавать энергию от больших электростанций на большие расстояния, нужно преобразовывать уже имеющуюся в окружающей среде энергию.»

Создание распределённой системы электроснабжения на основе Neutrinovoltaic технологии открывает новые перспективы решения проблем энергообеспечения населения и позволяет прекратить сжигание нефти и газа для получения электроэнергии и в качестве топлива для автотранспорта. 

Автор: к.т.н. Румянцев Л.К.