Шаровая молния- природный ядерный реактор?

Трудно объяснить природу огромной внутренней энергии ШМ иначе, как протеканием в ней ядерных реакций (см. также «ТМ» № 6 за 1984 г.). В пользу такого мнения свидетельствуют и данные наблюдений, приведенные доктором химических наук М.Т. Дмитриевым: «Люди, ставшие жертвой шаровой молнии, тяжело болеют... Симптомы болезни такие же, какие бывают при сильном радиоактивном облучении».

Какими же могут быть эти механизмы реакции? Из тех, что ныне известны, для столь легкого и компактного образования, как ШМ, явно ни одна не подходит ни классический термояд, ни мюонный катализ, ни тем более деление атомных ядер.

На мой взгляд, ШМ"— это окруженный светящимся ореолом кольцевой вихрь, в котором можно различить монослой релятивистских электронов, оболочку положительных ионов и кольцевое магнитное поле (рис. 1). Напомним, что релятивистские электроны движутся со скоростью, близкой к световой, и имеют энергию несколько мегаэлектронвольт. Они способны придать токовому слою свойство сверхпроводимости.

Кроме того, создаваемое ими кольцевое магнитное поле вытесняет практически всю плазму со своей «территории». Остается лишь тонкая оболочка положительных ионов, заряд которой уравновешивает заряд монослоя. Это еще больше благоприятствует созданию сверхпроводимости, доводя величину тока до 250 тыс. ампер.

Монослой формируется под давлением, с одной стороны, магнитного поля, а с другой — вихревого кольца. В результате он сплющивается до минимально возможной толщины — в одну частицу, и малейшее отклонение любой из них от положения динамического равновесия вызывает силы, возвращающие ее обратно. Прилегающий к токовому слою кольцевой вихрь довольно сильно. нагрет (предположительно до температуры 20 000° К). При критической скорости «горячих» частиц, составляющей более 40% от скорости звука, модель, как показывают расчеты, устойчива.

Сама ШМ рождается при разряде линейной молнии (с силой тока не менее 880 тыс. А) из облака в сырую землю или другую проводящую среду с жидким покрытием. Этот процесс можно разделить на четыре этапа. Первый — при ударе молнии на поверхностном рыхлом слое земли образуется воронка, и на ее краях возникает кольцевой вихрь. Своему появлению он обязан порциям вещества, выбрасываемого лидером молнии. Точно так же, выдыхая дым резкими толчками, курильщики демонстрируют свое искусство пускать колечки. Второй — ультрафиолетовое излучение линейной молнии сильно ионизирует газ и частички вихря, возникает высокопроводящая плазма. Третий — в вихре, играющем роль вторичного витка трансформатора, индуцируется электрическое напряжение и возникает ток, поскольку в первичном витке — канале молнии — напряжение меняется.

Наконец, на четвертом этапе, когда в линейной молнии ток резко падает, внутри вихревого кольца за счет эффекта индукции ток, наоборот, стремительно растет и образуется токовый слой. Электроны разгоняются до околосветовых скоростей, а магнитное поле оттесняет плазму из внутренней зоны вихря к наружной. Покидающие его частицы придают возникшей таким образом ШМ светящийся ореол. Ее размеры определяются в основном диаметром воронки. По данным наблюдений он равен примерно 10 см. Представленные на рисунке этапы образования ШМ ясно показывают, что для оценки ее величины диаметр воронки надо утроить. Получится 30 см, что (в среднем) соответствует показаниям очевидцев.

Тепловое излучение ШМ не должно быть интенсивным, поскольку сверхпроводящий токовый слой мало рассеивает энергию. Свечение же и разлет искр обуславливаются химическими реакциями частичек вихревого кольца и ореола.

Время жизни ШМ в рамках предлагаемой модели определяется запасом устойчивости ее структуры. Тороидальный токовый слой — неустойчивое образование, и создаваемое им магнитное поле стремится к неограниченному сжатию. Этому препятствует кольцевой вихрь. Но из-за эффектов вязкого трения скорость вещества в нем уменьшается. И если она, допустим, в полтора раза превышала критическую, то ШМ просуществует согласно расчетам около четырех секунд, что согласуется с данными наблюдений.

Гибель ШМ может протекать двояко: без взрыва, когда токовый слой затухает прежде, нежели скорость вещества в вихре достигает критической, и со взрывом — в противоположном случае. При первой «расстановке сил» вихрь постепенно теряет четкие очертания и рассеивается, оставляя, в зависимости от захваченного при рождении ШМ вещества, те или иные запахи. При второй — токовый слой рвется, позволяя магнитному полю выйти вовне. Кольцевой вихрь разрушается, а из токового слоя формируется плазменное кольцо, которое, в свою очередь, стремительно расширяясь, создает мощную ударную волну. Высвобожденное же магнитное поле порождает гигантский энергетический импульс, способный создавать сильные радиопомехи, повреждать электропроводку и даже испарять небольшие металлические предметы.

Именно при выделении больших количеств энергии, эффективная масса каждого релятивистского электрона становится существенно больше массы той же частицы в свободном состоянии, размер — меньше, а плотность заряда — выше. И в этом качестве электроны могут катализировать ядерные реакции. В пользу такого предположения говорит известный физикам факт: мюоны — короткоживущие частицы с зарядом электрона, но массой, в 207 раз большей, — выступают как катализатор реакции ядерного синтеза в тяжелом водороде.

В самом деле, в зоне воздействия моно - слоя релятивистских электронов находятся различные -ядра, в частности, ядра водорода — протоны, и возможно их превращение в нейтроны с выделением нейтрино ( называемый К-захват в атомах). Не исключается и обратный процесс, когда под воздействием нейтрино нейтрон распадается на протон и электрон. Интенсивное облучение быстрыми электронами способно перевести протон в коротко-живущее нейтральное образование нейтрон-нейтрино. При отсутствии поблизости других частиц оно порождает исходный протон с испусканием электрона. Но если вблизи находится какое-либо другое ядро, то кратковременная нейтрализация положительного заряда протона стимулирует дальнейшее его сближение с подвернувшимся ядром вплоть до вступления с ним в реакцию синтеза. А по окончании синтеза релятивистский электрон освобождается и может принять участие в следующих подобных актах. Вот таким-то образом «начинка» монослоя и ускоряет ядерные реакции. Сама она при этом не расходуется.

Но реакции ядерного синтеза, как уже говорилось, дают сильную радиоактивность в виде мощных потоков гаммаизлучения и быстрых частиц, в частности, нейтронов.

Поглотившая их вода может нагреться до температуры кипения (а такие случаи отмечены).

Хотя гипотеза объясняет многие свойства природной ШМ, строгое описание процессов ее рождения и механизмов электронного катализа встречает большие трудности. Это относится и к опытной проверке. Попробуйте-ка получить искровой разряд с миллионоамперным током в импульсе или подобное чтобы сформировать кольцевой вихрь.

И все же предложенное направление исследований в случае успеха сулит многое. В первую очередь— новую технологию, которая позволит получать энергию из обычного водорода, то есть фактически из обыкновенной воды. Тем, кто хотел бы углубиться в столь заманчивую проблему, рекомендую познакомиться с моей статьей в «Журнале экспериментальной и теоретической физики», том 97, выпуск 5.