Холодный ядерный синтез

Как указывалось в разделе, посвященном анализу УТС, реакции ядерного синтеза между различными изотопами водорода, идущие с выделением энергии, показаны в табл. 6.1. Для того чтобы ядерный синтез мог произойти, реагирующие ядра должны сблизиться на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил, а это в свою очередь требует преодоления кулоновского барьера между заряженными частицами. Поэтому вышеуказанные реакции в обычных условиях идут только при сообщении ядрам достаточной кинетической энергии: либо в ускорителе, либо с помощью высокого нагрева в атомном взрыве или в мощном газовом разряде (например, реакция 3). Однако неправильно думать, что ядерные реакции 1−7 происходят лишь тогда, когда кинетическая энергия ядер превышает высоту кулоновского барьера. В действительности указанные реакции начинают идти с заметной вероятностью при значительно меньших энергиях за счет квантовомеханического туннельного проникновения через кулоновский барьер. Действительно, высота кулоновского барьера составляет для реакций 1−7 сотни кэВ, а между тем, например, реакция 4 наблюдается на ускорителях уже начиная с энергий порядка 1−10 кэВ и выше. Точно так же термоядерные реакции, происходящие, например, при температуре Т = 10⁸ К (что соответствует средней энергии частиц ~ 10 кэВ), идут в основном за счет подбарьерных переходов, поскольку при этих температурах число частиц, обладающих кинетической энергией, превышающей кулоновский барьер, незначительно.

Попытки использовать эти эффекты для осуществления более дешевого, чем УТС, способа производства энергии предпринимаются давно, однако предположение о возможности холодного ядерного синтеза (ХЯС) до сих пор не нашло надежного подтверждения и являются предметом постоянных спекуляций, однако эта область науки активно изучается.

Под холодным ядерным синтезом [16, 17] обычно понимают реакцию слияния ядер изотопов водорода при температуре Т_с/< 10³ К (с/— cold fusion), существенно меньшей, чем в термоядерных реакциях. Согласно наиболее распространенному в научной и околонаучной литературе определению, низкоэнергетические ядерные реакции (общепринятая аббревиатура LENR, т. е. low energy nuclear reactions) — это такие ядерные реакции, при которых трансмутация химических элементов протекает при сверхнизких энергиях и не сопровождается появлением жесткого ионизирующего излучения.

Холодный ядерный синтез окружен многолетними спорами ученых и изобретателей всего мира. С одной стороны, возможность таких реакций доказана теоретически и подтверждена экспериментально. С другой стороны, официальное признание открытия требовало практических многократных подтверждений, которые удавались редко. Официальное признание откладывалось.

В результате, многие сообщения об осуществлении реакций холодного синтеза или LENR, а вместе с ними классические научные работы, оказались причислены к разряду лженауки. Например, под определение LENR подпадает электронный захват, открытый Л. У. Альварецом в 1937 году [16]. Обратная реакция, так называемый p-распад в связанное состояние, также, несомненно, относится к LENR-процессам. Первое упоминание о нем датировано 1947 годом. Теория p-распада в связанное состояние была создана в 1961 г.

В 1957 г. в ядерном центре в Беркли было открыто явление мюонного катализа ядерных реакций синтеза в холодном водороде. Группу экспериментаторов возглавлял все тот же Л. У. Альварец. Другими словами, согласно данным [ 16], как «низкоэнергетическая трансмутация химических элементов», так и «холодный ядерный синтез» были открыты одним и тем же ученым. За эти открытия он и был удостоен Нобелевской премии по физике в 1968 г.

Мюонный катализ (англ, muon catalyzed fusion, MCFusion, MCF), состоит в следующем [16,17]: отрицательно заряженный мюон (нестабильная частица с временем жизни т_ц = 2,2 • 10~⁶ с и массой т_м = 206,769 т_е), попадая в смесь изотопов водорода, образует там мезоатомы рц, dp и tp, которые, сталкиваясь затем с молекулами Н₂, D₂ и Т₂ (а также HD, НТ и DT), образуют мезомолекулы ррр, pdp, ptp, ddp, dtp и ftp (или, точнее, мезомолекулярные ионы (ррр)⁺, (pdp)⁺ и т. д.).

Согласно постулату Бора на электронной орбите в атоме водорода должно помещаться целое число электронных полуволн 2лЯ = пк/2. Для низшей орбиты (п = 1) отсюда следует, что скорость орбитального движения электрона равна: v = h/mR (h = /1/(2л)). Подставляя это выражение в первое соотношение, получаем для радиуса Бора R известный результат: R = Ъ²/т-е². При значении постоянной Планка h = 10″²⁷ эрг-с и массе электрона т = 9,1 • 1СГ²⁸ г получаем R = 5,3 • 10'⁹ см. Таков размер обычного атома водорода.

Поскольку мюон примерно в 200 раз тяжелее электрона, то размеры мезомолекул во столько же раз меньше размеров молекулярных ионов Н₂⁺, HD⁺ и т. д., в которых ядра удалены друг от друга в среднем на расстояние в две атомные единицы ~2r₀ = 2h²/m_e-e² ~10″ ⁸ см. В мезомолекулах ядра удалены на расстояние примерно в две мезоатомные единицы ~2г_ц = 2h²/m_]1-e² ~ ~5 • 10″^1! см. На такое расстояние сближаются ядра изотопов водорода при кинетической энергии ~3 кэВ, что соответствует температуре ~ 30 миллионов градусов, которая сравнима с температурой, достигнутой в современных термоядерных установках.

После образования мезомолекул ddp, dtp и ftp чрезвычайно быстро, за время т = 10″ ⁹-10'¹² с, происходит слияние их ядер за счет сильного взаимодействия в реакциях.

В мeзoмoлeкyлaxpdp и ptр сравнительно малая скорость (~10^б с'¹) реакций.

определяется электромагнитным взаимодействием.

Поскольку эти реакции в мезомолекулах идут в присутствии мюона р", то для каждой из них возможны два исхода, а именно, мюон может или освободиться, или же образовать мезоатом гелия. Свободный мюон может инициировать следующую реакцию синтеза, а мюон, захваченный ядром гелия (ачастицей) — нет. Таким образом, число реакций синтеза Х_с, инициируемое одним мюоном, ограничено величиной коэффициента прилипания мюона к гелию (~ 0,5−1%).

Впервые на способность мезонов вызывать ядерные реакции указал английский ученый Ф. Франк в 1947 г. Любопытно, как возникла эта идея. Мюон и л-мезон, наблюдавшиеся в космических лучах, принимали сначала за одну частицу. В 1947 г. в фотоэмульсиях были обнаружены необычные треки: из точки остановки первоначального мезона выходил другой трек, интерпретированный как рождение новой частицы в результате распада старой. Но это мы сейчас знаем о распаде мезона на мюон и нейтрино. А тогда необходимо было проанализировать и другие возможности. Кинетическая энергия мюона в таком распаде составляет, как теперь известно, 4,1 МэВ. Тогда по трекам эта энергия оценивалась в 5,5 МэВ. А это очень близко к энерговыделению реакции синтеза протия и дейтерия:

Франку введение новой частицы для интерпретации необычных треков в фотоэмульсиях показалось слишком фундаментальным предположением, поэтому он искал другие интерпретации этим опытам. Один из вариантов, которые он рассмотрел, заключался в следующем. В точке остановки образуется мезоатом. В силу своей нейтральности он может близко подойти к ядру дейтерия и образовать мезомолекулу, в которой произойдет указанная реакция синтеза. Освободившийся мюон унесет при этом почти всю выделившуюся энергию, что и объясняет появление нового трека. Однако сам Франк считал, что из-за ничтожного содержания дейтерия в веществе фотоэмульсии такой процесс маловероятен, и пришел все-таки к выводу что его надо интерпретировать как распад л-мезона. Но замечание Франка относительно малой вероятности pd-синтеза при малой концентрации дейтерия оказалось неверным. Впоследствии подобный процесс был обнаружен экспериментально в природной смеси изотопов водорода, где содержание дейтерия всего 1/600.

В 1948 г. А. Д. Сахаров, узнав о работе Франка, предложил пути практического применения использования мюонов. Рассматривая вопрос о ядерных реакциях, вызываемых мюонами в жидком дейтерии или смеси дейтерия и трития, он обнаружил, что если образуются мезомолекулы ddp и dtp, то почти мгновенно легкие ядра вступят в реакцию синтеза. При этом мюон освободится, вновь образует мезоатом и мезомолекулу, вызывая новую реакцию синтеза и т. д. Иными словами, мюон может стать катализатором ядерных реакций синтеза. Тогда эта работа была помещена в отчете Физического института АН СССР, но о ней практически никто не знал.

В 1954 г. Я. Б. Зельдович выполнил первые расчеты этого процесса, включая механизм образования мюонных молекул, согласно которому ц-атом водорода при столкновении с ядром атомарного водорода связывается в мюонную молекулу путем передачи энергии связи мезомолекулы атомному электрону (именно таков механизм образования мезомолекул ppp, pdp, ftp). Одновременно он указал на то, что наличие в мезомолекулах возбужденных уровней с малой энергией связи может приводить к существенному увеличению вероятности их образования. В 1957 Л. У. Альварец с сотрудниками впервые экспериментально обнаружил реакции мезонного (мюонного) катализа.

К началу 80-х гг. мезонный катализ ядерных реакций синтеза в водороде и дейтерии был хорошо изучен как экспериментально, так и теоретически.

В более поздних экспериментах, показано, что число реакций, вызываемых мюоном, может быть велико, более 100. При этом на один мюон выделяется сотня с лишним нейтронов и 2−3 ГэВ энергии. Но при этом, на производство мюона надо затратить в ускорителе никак не меньше 6−12 ГэВ. Это значит, что сам по себе мюонный катализ энергетически невыгоден. К тому же мы затрачиваем «хорошую» электрическую энергию, а получаем тепловую, которую еще надо преобразовывать. Там тоже неминуемы потери, потому что КПД обычных электростанций находится на уровне 40%. В итоге мюонный катализ коммерчески невыгоден даже при 500 синтезах или больше. По этой причине принято считать, что мюонный катализ может эффективно использоваться не для производства энергии непосредственно, а как источник быстрых нейтронов.

Мезокаталитические реакторы имеют ряд преимуществ перед термоядерными. Доля «дорогой» энергии синтеза, производимой на них, может составлять 1% от полной произведенной энергии, а на термоядерных реакторах доля «дорогой» энергии составляет несколько процентов. Кроме того, в мезокаталитических реакторах отсутствуют некоторые технические трудности, имеющиеся в термоядерных установках. Поэтому можно надеяться, что мезокаталитический реактор окажется конкурентоспособным. Так ли это — покажет будущее. У термоядерного реактора, в свою очередь, есть одно важное преимущество: у него выше коэффициент усиления. Ведь, по существу, любой гибридный реактор является усилителем мощности. Вкладывая некоторую мощность в плазму либо в мезокаталитический реактор, потом эту мощность усиливаем за счет деления урана в бланкете и за счет того, что образовавшийся плутоний питает реакторысателлиты. Оценки показывают, что мюонный катализ может стать экономически выгодным, если при рабочих условиях (температурах порядка 200−300 °С и давлении порядка 1000 атм) удастся добиться тех самых 150 циклов на один мюон, которые уже получены при гораздо более низких температурах и искусственно созданных благоприятных условиях.

Новый этап исследований в области низкотемпературного ядерного синтеза начался в 1989 году, когда физико-химики Мартин Флейшман и Стэнли Понс объявили о том, что им удалось заставить дейтерий превратиться в гелий при комнатной температуре в приборе для электролиза тяжелой воды [18]. Флейшман и Понс использовали электроды, сделанные из палладия. Палладий, как указывалось ранее, отличается уникальной способностью поглощать большое количество водорода или дейтерия. Число атомов дейтерия, поглощаемых в палладиевой пластине, может сравниться с числом атомов самого палладия.

Установка для электролиза Флейшмана — Понса представляла собой небольшой стеклянный цилиндрический стакан, заполненный тяжелой (дейтериевой) водой, погруженный в сосуд Дьюара. В воду коаксиально погружался палладиевый катод прямоугольной формы из пористого палладия, способного абсорбировать молекулы дейтерия D₂ Проволочный анод из платины размещался по периметру сосуда. В крышке сосуда располагались отверстия для поддержания уровня электролита и вывода продуктов электролиза, а также нагревателя воды и замера ее температуры. В результате экспериментов Понс и Флейшман обнаружили выход тепла, на 50% превышающий затраты электроэнергии.

При прохождении электрического тока через тяжелую воду образовывались положительно заряженные ионы дейтерия, которые под действием сил электростатического притяжения устремлялись к отрицательно заряженному электроду из палладия, насыщенному дейтерием, и проникали в него. При этом, как утверждали экспериментаторы, ионы сближались с уже находящимися в электродах атомами дейтерия на расстояние, достаточное для протекания реакции ядерного синтеза.

Доказательством протекания реакции должно быть выделение энергии — в данном случае это увеличение температуры воды и регистрация потока нейтронов. Флейшман и Понс заявили, что в их установке наблюдалось и то и другое. Сообщение физиков вызвало чрезвычайно бурную реакцию научного сообщества и прессы. СМИ расписывали прелести жизни после повсеместного внедрения холодного ядерного синтеза, а физики и химики по всему миру принялись перепроверять их результаты.

Во многих лабораториях смогли повторить эксперимент Флейшмана и Понса. Эксперименты говорили о том, что при реакции выделялось не только аномально большое количество тепла (в миллион раз превышающего тепловой эффект от любой химической реакции), но и гелий и тритий (получить которые химическим путем невозможно). Однако постепенно стало выясняться, что при одних и тех же начальных условиях разные ученые получают совершенно несхожие результаты. С самого начала над этой темой висело одно из самых серьезных обвинений в науке — неповторяемость эксперимента. Иногда датчики фиксировали эффект, но уже в следующем эксперименте никакого эффекта нет. А даже если и есть, то в другой лаборатории он, в точности повторенный, не воспроизводится. На протяжении десятков лет холодный синтез проявлял поразительную капризность и упорно продолжал мучить своих исследователей неповторяемостью экспериментов [19, 20].

За прошедшее время было опубликовано более 3000 статей [21] и предложено около 50 теоретических моделей для интерпретации полученных результатов. В многочисленных статьях описаны эксперименты, в которых наблюдались изменения элементного состава вещества при таких слабых внешних воздействиях на дейтерированные материалы, что с точки зрения современной теоретической физики не может объяснить наблюдавшиеся явления ядерных реакцияй в конденсированных средах. Тем не менее, в экспериментах с дейтерированными веществами выделяется тепло, регистрируется эмиссия нейтронов, трития и гелия. Элементный состав вещества при этом меняется. Эти факты могут подтвердить немногие счастливчики. Другим же исследователям не удается получить каких-либо устойчивых результатов. Незначительная модификация конструкции экспериментальной установки и предельно малые вариации условий эксперимента влекут за собой кардинальные изменения результатов измерений. Тем не менее исследование этих явлений продолжается во всех развитых странах, регулярно проходят международные конференции (прошло уже около двадцати).

Вскоре после выступления Флейшмана и Понса по распоряжению президента Буша Наблюдательным Советом исследований в энгергетике (Energy Research Advisory Board — ERAB) Министерства энергетики США (Depatment of Energy — DOE) была собрана группа экспертов по холодному ядерном синтезу, чтобы рассмотреть выявленные противоречия холодного ядерного синтеза. Группа приняла за основу вводящие в заблуждение сообщения из Калифорнийского технологического института, Харуэлла (Harwell, Англия) и Массачусетского технологического института (МТИ). Сообщения из всех трех источников были отрицательные, и ERAB высказался против любых правительственных инвестиций в холодный ядерный синтез. Это имело далеко идущие последствия, которые серьезно препятствовали, но не остановили исследования в данной области.

Важно отметить, что привлечение средств на исследования для многих ученых стало даже более важным, чем сами исследования. Так, Центр по исследованию горячего ядерного синтеза при МТИ, финансируемый из госбюджета, стал одним из самых громких голосов против холодного синтеза. Однако при повторном рассмотрении результатов, полученных МТИ, была обнаружена подтасовка записей. Промежуточные записи эксперимента, как оказалось, содержали информацию о выделении чрезмерного количества тепла, в то время как в окончательной версии отчета, представленной институтом, эффект был подкорректирован, чтобы скрыть этот факт. Обнаруживший подлог исследователь Евгений Малоу, главный научный журналист МТИ, уволился в знак протеста. Сами же Флейшман и Понс были вынуждены из-за травли эмигрировать из США во Францию.

После этой истории многие серьезные исследователи прекратили работы по поиску путей осуществления холодного ядерного синтеза (ХЯС).

В нашей стране события развивались аналогичным образом; и отношение к холодному ядерному синтезу установилось подобное тому, как рекомендованное ERAB в США. Более того, комиссия по борьбе с лженаукой при президиуме АН СССР во главе с академиком Э. П. Кругляковым, объявила ХЯС и LENR лженаукой. Любопытно, что и новый президент РАН академик В. Е. Фортов тоже относит ХЯС и LENR к области лженаук.

Резко отрицательное отношение к финансированию работ в области ХЯС или LENR и у нас, и за рубежом можно объяснить тем, что успешное развитие работ в этом направлении неизбежно привело бы к серьезному сокращению финансирования работ в области горячего ядерного синтеза.

Здесь уместно вспомнить, что еще в 1957 году советский исследователь И. С. Филимоненко предложил новый способ получения энергии за счет реакции ядерного синтеза гелия из дейтерия. И. С. Филимоненко, работая в НПО «Красная звезда» в области космической техники, открыл эффект выделения тепла в электроде с добавками палладия при электролизе тяжелой воды. Это открытие заинтересовало И. В. Курчатова, С. П. Королева и маршала Г. К. Жукова и в результате их ходатайства по секретному постановлению Совета Министров СССР и ЦК КПСС № 715/296 от 23.07.1960 г. целый ряд предприятий и организаций был привлечен к выполнению работ по «теплому синтезу».

Открытие планировалось использовать при разработке термоэмиссионных источников энергии для космических аппаратов, где боролись два направления: традиционный реактор на базе обогащенного урана «Топаз» и гидролизная установка И. С. Филимоненко ТЭГЭУ. Однако после смерти Курчатова разработку начали «ужимать», а после смерти Королева — закрыли вообще. Победило традиционное направление, а И. С. Филимоненко был уволен. Все работы Филимоненко были остановлены в 1968 году.

Понятно, что успешное развитие работ по термоэмиссионным преобразователям могло существенно повлиять на финансирование работ в области «обычной» ядерной энергетики. Причина еще и в том, что с 1958 года И. С. Филимоненко вел научно-исследовательскую работу по оценке радиационной опасности атомных и тепловых электростанций и испытаний ядерного оружия, а также применения ядерных энергетических установок на космических кораблях. В докладе, представленном ЦК КПСС, ему удалось доказать опасность и остановить программу запуска в то время космических кораблей с ядерной установкой на Юпитер и Марс. Атомное лобби не могло оставить без внимания такую деятельность. Все эти события и привели к остановке работ по исследованию «теплого синтеза». Однако после сенсационного заявления Флейшмана и Понса в 1989;1990 гг. в НПО «Луч» в Подольске Московской области работы И. С. Филимоненко все же были возобновлены и воссозданы три термоэмиссионных установки ТЭГЭУ мощностью по 12,5 кВт каждая. Позднее, на фоне скандала с Флейшманом и Понсом, эти работы были прекращены окончательно [22, 23].

За время проведения работ была изготовлена одна установка, прототипом которой стала известная установка «Топаз», но в качестве источника энергии использовалась тяжеловодная схема И. С. Филимоненко с низкоэнергетической ядерной реакцией. В отличие от «Топазов», в ТЭГЭУ тепловыделяющий элемент представлял собой не ядерный реактор, а установку ядерного синтеза при низких температурах (Т = 1150 °С), сроком работы 5−10 лет без заправки топливом (тяжелой водой). Реактор представлял собой металлическую трубу диаметром 41 мм и длиной 700 мм, изготовленную из сплава, содержавшего несколько граммов палладия. 17 января 1992 г. подкомиссия Моссовета по экологическим вопросам промышленности, энергетики, транспорта изучала проблему ТЭГЭУ И. С. Филимоненко, посетила ФГУП НПО «Луч», где ей была продемонстрирована установка и документация на нее.

В 1992 году в печати появилось сообщение «Демонстрационная термоэмиссионная установка для ядерного синтеза». Но надежды подкомиссии не оправдались, высшие органы власти и управления Российской Федерации не обратили внимание на уникальные разработки выдающегося ученого. И. С. Филимоненко умер 26 августа 2013 г. на 89 году жизни.

Тема ХЯС снова вызвала ажиотаж в 2002 году в научных дискуссиях и прессе. На сей раз с претензией на открытие выступили физики из США Рузи Талейархан (Rusi Taleyarkhan) и Ричард Лейхи (Richard Т. Lahey, Jr.). Они заявили, что смогли добиться необходимого для реакции сближения ядер, используя не палладий (одни его образцы давали эффект, другие нет), а эффект кавитации.

Рис. 6.9. Схема установки Талейархана.

Кавитацией называют образование в жидкости полостей, или пузырьков, заполненных газом. Образование пузырьков может быть, в частности, спровоцировано прохождением через жидкость звуковых волн высокой интенсивности. При определенных условиях пузырьки лопаются, выделяя большое количество энергии. В момент «взрыва» температура внутри пузырька достигает десяти миллионов градусов — что сравнимо с температурой на Солнце, где свободно происходит ядерный синтез. Талейархан и Лейхи пропускали звуковые волны через дейтерированный ацетон, в котором легкий изотоп водорода (протий) был заменен на дейтерий. Им удалось зарегистрировать поток нейтронов высокой энергии, а также образование гелия и трития — еще одного продукта ядерного синтеза (рис. 6.9).

Несмотря на красоту и логичность экспериментальной схемы, научная общественность восприняла заявления физиков более чем прохладно. На ученых обрушилось огромное количество критики, касающейся постановки эксперимента и регистрации потока нейтронов. Талейархан и Лейхи провели опыт с учетом полученных замечаний — и снова получили тот же результат.

Тем не менее авторитетный научный журнал «Nature» в 2006 году опубликовал статью, в которой высказывались сомнения в достоверности результатов. Фактически, ученых обвинили в фальсификации. В университете Пердью, куда перешли работать Талейархан и Лейхи, было проведено независимое расследование. По его итогам был вынесен вердикт: эксперимент поставлен верно, ошибки или фальсификации не обнаружено.

Несмотря на это, пока в «Nature» не появилось опровержения статьи, вопрос о признании кавитационного ядерного синтеза научным фактом повис в воздухе.

Следующее сообщение об успешной публичной демонстрации установки пришло из Университета Осаки в мае 2008 года. Группа японских физиков под руководством профессора Есиаки Араты (Yoshiaki Arata) создала особые структуры, наночастицы — специально подготовленные кластеры, состоящие из нескольких сотен атомов палладия. Главная особенность этих нанокластеров состоит в том, что они имеют внутри пустоты, в которые можно закачивать атомы дейтерия до очень высокой концентрации. И когда эта концентрация превысит определенный предел, дейтроны сближаются друг с другом на расстояние действия ядерных сил и начинается реакция ядерного синтеза. Эта реакция идет сразу по нескольким каналам, основной из которых — слияние двух дейтонов в атом гелия-4 с выделением тепла. В своей работе они также использовали палладий. Точнее, смесь палладия с оксидом циркония. «Дейтериевая емкость» этой смеси, по утверждениям исследователей, еще выше, чем у палладия. Ученые пропускали дейтерий через ячейку, содержащую эту смесь. После добавления дейтерия температура внутри ячейки поднялась до 70 °C. В этот момент, по их мнению, в ячейке происходили ядерные и химические реакции. После того, как поступление дейтерия в ячейку прекращалось, температура внутри нее оставалась повышенной еще в течение 50 часов (рис. 6.10).

Интересно, что кроме предсказанных теорией трития и гелия, в реакторе обнаруживались ионы меди, серебра, хрома, цинка, платины и других металлов, которых быть там просто не должно. Причем все эти металлы были представлены своими стабильными, а не радиоактивными изотопами.

Рис 6.10. Схема установки японских физиков:

2 — контейнер из нержавеющей стали, содержащий образец 1, представляющий собой засыпку (в палладиевой капсуле) из окиси циркония с покрытием из палладия (Zr0₂-Pd); Г," и Г, — положения термопар, измеряющих температуру образца и контейнера, соответственно Объяснить эти факты можно тем [27], что в отличие от столкновения «голых» ядер в горячей плазме, где энергия столкновения должна преодолеть кулоновский барьер, препятствующий слиянию ядер, при проникновении ядра дейтерия в кристаллическую решетку металла, кулоновский барьер между ядрами модифицируется экранирующим действием электронов атомных оболочек и электронами проводимости.

Кроме того, атом дейтерия благодаря «рыхлости» ядра, в 125 раз превышающей объем протона, содержит электрон, который в S-состоянии не летает вокруг ядра, как в планетарной модели, а колеблется линейно, пролетая сквозь ядро, приводит к исчезновению заряда ядра в этот момент. Говорят о том, что атом дейтерия часть времени находится в состоянии «динейтрона», в котором он способен проникать в другие ядра, в том числе в ядро другого дейтрона. Дополнительным фактором, влияющим на вероятность сближения ядер в кристаллической решетке, служат колебания.