Использование ускорителей и явлений столкновения элементарных частиц с энергией высокого порядка для генерации электрической энергии. Проект «Электрон». Монография

Редактор Боходир Хошимович Каримов

Иллюстратор Ибратжон Хатамович Алиев

Дизайнер обложки Ибратжон Хатамович Алиев

Рецензент, доктор технических наук, профессор Национального Университета Узбекистана Оббосхон Хакимович Кулдашев

Рецензент, доктор физико-математических наук, профессор физико-математического факультета Ферганского Государственного Университета Салим Мадрахимович Отажонов

Рецензент, кандидат физико-математических наук, доцент физико-математического факультета Ферганского Государственного Университета Боходир Хошимович Каримов

Рецензент, кандидат физико-математических наук, доцент физико-математического факультета Ферганского Политехнического Института Султонали Мукарамович Абдурахмонов

Рецензент, доктор философии по физико-математическим наукам, старший преподаватель физико-математического факультета Ферганского Государственного Университета Сапура Маликовна Зайнолобийдинова

Рецензент, старший преподаватель физико-математического факультета Ферганского Государственного Университета Дилшод Кулдошалиевич Юлдошалиев

Дизайнер обложки Фаррух Муроджонович Шарофутдинов

Иллюстратор Фаррух Муроджонович Шарофутдинов

Педагогический консультант по 1 разделу, кандидат философских наук, доцент кафедры социологии Ферганского Государственного Университета Бахромжон Номонжонов

Педагогический консультант по 1 разделу, кандидат педагогических наук, доцент кафедры информационной безопасности Ферганского Филиала Ташкентского Университета Информационных Технологий Иномжон Уктамович Билолов

Корректор Ибратжон Хатамович Алиев

Корректор Гульноза Мухтаровна Собирова

Физический консультант Абдурасул Абдусолиевич Эргашев

Корректор Абдурасул Абдусолиевич Эргашев

© Ибратжон Хатамович Алиев, 2023

© Фаррух Муроджонович Шарофутдинов, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, иллюстрации, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, дизайн обложки, 2023

© Фаррух Муроджонович Шарофутдинов, дизайн обложки, 2023

© Фаррух Муроджонович Шарофутдинов, иллюстрации, 2023

ISBN 978-5-0055-8702-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Предисловие

Энергия важна для всего человечества ещё с древних времён. С каждым днём человек потребляет всё больше и больше энергии, и если раньше основным источником энергии был огонь, то сегодня его роль всё чаще начинает выполнять электрический ток. При помощи электричества зажигаются лампы, работают компьютеры, печатаются книги, греется пища и уже ездят машины. Электричество вошло во все уголки жизнедеятельности человека и является важнейшим ресурсом.

Впервые работы по генерации электрического тока начинались с экспериментов по исследованию электромагнитной индукции Майклом Фарадеем, но долгое время эти работы не были реализованы в лице промышленных станций и установок. Изначально, использовались лишь паровые машины для выполнения определённой работы Джеймсом Уаттом, и лишь после изобретения обмотки якорей динамоэлектрических машин бельгийцем Зенобом Теофилом Граммом в 1871 году, стало возможно промышленно получать электрический ток.

Таким образом первой электростанций стала гидроэлектростанция, созданная в 1878 году английским инженером, бароном Уильямом Армстронгом в своём поместье Крэгсайд, в Англии. Вырабатываемое электричество применялось для освещения, отопления, горячего водоснабжения и других работ в хозяйстве.

Но для народа и всего человечества, электричество начало служить лишь через 4 года, зимой 12 января 1882 года в Лондоне, когда заработала первая в мире общественная угольная электрическая станция Томаса Эдисона, построенная по его же проекту. С тех пор человечество промышленно использует электрический ток, конечно с тех пор многое уже изменилось, были внедрены технологии знаменитого изобретателя Николы Тесла по использованию генераторов переменного тока, как и в системах электропередач, на той же основе переменного тока.

Но также, чтобы удовлетворить свои потребности человек изобрёл целый ряд способов и технологий для получения и генерации электрического тока в большом масштабе. Но все ли эти способы столь безопасны и удаётся ли им полноценно выполнять свою функцию?

На сегодняшний день для генерации электрического тока и удовлетворения потребностей человечества в данном ресурсе, используются технологии генерации электрической энергии из тепла (давления пара), что ярко выражено в технологиях ТЭС (теплоэлектростанций), где при помощи сжигания каменного угля, природного газа и других горючих ресурсов, имеющих в своей структуре некоторый энергетический потенциал, получают пар создающий достаточное давление для движения турбин парогенератора, который используя явление электромагнитной индукции преобразует кинетическую энергию (энергию движения, в данном случае энергия вращения, турбин под действием силы пара), то есть силу давления пара в электрический ток, который уже передаётся по ЛЭП (линиям электропередач) к потребителям для дальнейшего использования.

Также в качестве источников электрической энергии используются ГЭС (гидроэлектростанции), АЭС (атомные электростанции), ВЭС (ветряные электростанции), СПЭС (солнечные панельные электростанции). Также известны и другие технологии, наподобие методов получения тока из молний, волн и других природных сил, но они не применяются в большом масштабе, по этой причине достаточно рассмотреть только вышеуказанные типы электростанций, со своими методами генерирования большой электрической энергии.

Технология ТЭС, была рассмотрена, если останавливаться на ГЭС, то данная электростанция основана на генерации электрического тока из кинетической, а в случае нахождения на большой высоте потенциальной (энергией, которой обладает объект, находясь на определённой высоте благодаря гравитационной силе или силе тяжести, при этом потенциальная энергия участвует с дальнейшим переходом в кинетическую) энергии воды и вращение турбин генератора на большой скорости и последующей генерацией электрического тока, также с использованием явления электромагнитной индукции, на которой основаны принципы всех электрогенераторов.

Следующий тип электростанции, а именно АЭС, являются станциями, принцип которых основан на одной из самых прогрессирующих и новейших методах получения электрической энергии, а именно – на основе генерации электрического тока из атомной энергии, которая выделяется после распада ядер урана-235 или урана-238 в зависимости от типа станции после их бомбардировки тепловыми (имеющие энергию, которая численно равняется энергии при нормальной температуре) нейтронами. За счёт того, что после каждой последующей реакции, выделяется максимум 3, а чаще по 2 нейтрона дополнительно, возникает цепная реакция с выделением по 200 МэВ, при каждой реакции, со скоростным увеличением общей энергии тела, что приводит к увеличению температуры.

А при этом наступает момент, когда энергии достаточно для передачи её воде, которая облучается и передаёт тепло второму водяному контуру, по которому уже циркулирующая вода вращает парогенераторы, при этом температура не достигает критических температур, за счёт того, что вода находится под давлением, что повышает уровни постоянных температур для данной жидкости.

Описывая ВЭС, стоит отметить, что принцип электромагнитной индукции там также сохранён и используется не один генератор, которые вращаются под силой ветра, хоть они и вращаются с меньшей частотой, соответственно генерируя меньшую мощность.

Завершающим, также и с каждым днём становящий более популярным и актуальным является СПЭС. Этот тип станции по методу генерации электрического тока кардинально отличается от остальных. Этот тип станций основан на явлении фотоэлектронной эмиссии, который происходит при облучении солнечным светом специально изготовленных панелей, электрический заряд, образующийся при этом выводится и переводятся уже к линиям ЛЭП.

Но стоит также заметить, что каждый тип электрических станций имеет существенные минусы, разумеется не в своей конструкции, а в эффекте, оказываемом на природу и на окружающую среду. К примеру, ТЭС [8] генерируют огромное количество карбоната ангидрида, который выбрасывается в атмосферу и вызывает такой эффект, который именуется как глобальное потепление, являющееся следствием так называемого парникового эффекта.

Опишем все данные проблемы для последующих электростанций:

ГЭС [9]:

· Опасность катастроф (трудная конструкция в случае землетрясений и других природных катаклизмов);

· Опасность миграции рыб (могут погибнуть целые виды самых различных рыб);

· Опасность ближайших городов (в случае проблемы с пластиной в радиусе многих километров, города будут затоплены).

АЭС [10]:

· Уран является не возобновляемым ресурсом;

· Не может заменить ископаемое топливо;

· Зависит от ископаемого топлива;

· Добыча урана вредна для окружающей среды;

· Очень стойкие отходы, разлагаемые довольно долго;

· Опасность ядерных катастроф;

· Наличие эффекта изменения планетарного радиоактивного фона;

· Большая взрывоопасность;

· Трудность восстановления, в случае катастрофы.

ВЭС [11]:

· Наличие шума;

· Высокая стоимость построек;

· Большой срок окупаемости в случае реализации;

· Непостоянство и нерегулируемость ветрового потока;

· Малая энергетическая эффективность.

СПЭС [12]:

· Отсутствие добычи энергии ночью;

· Высокие затраты на хранение энергии;

· Относительно высокая цена солнечных элементов;

· Суточная и сезонная изменчивость солнечность радиации;

· Местные климатические изменения, неблагоприятные для использования солнечной энергии;

· Трудности с накоплением и концентрацией энергии;

· Низка дневная плотность потока энергии солнечной радиации;

· Установка занимает большие площади;

· Большие производственные и строительные затраты;

· Малая генерируемая мощность.

Анализируя вышеуказанные факты, становится ясно, что необходима разработка, способная генерировать электрический ток с большей эффективностью, в более большом масштабе, а также более безопасно, чем при помощи технологий, используемых сегодня. И если рассматривать все возможные способы получения электрической энергии, то находятся объяснение тому, по какой причине данное исследование, которое длится уже на протяжении более чем 12 лет, было так названо – «Электрон».

Изначально, поиск нового источника электрической энергии начинался ещё в 2010 году. Первый этап исследования заключался в поиске такого метода в классических механизмах. Было проанализировано более 500 самых различных механизмов, но все они не были эффективными, пока в 2016 году впервые не был презентован первый магнитный вид устройства, который при помощи силы магнитного отталкивания создавал колебания, вызывающий выход 3—4 струй воды, потенциальная энергия которых переходила в электрический ток. Но этот вариант устройства не был достаточно прочен и эффективен, а после экспериментальной проверки нашёлся целый ряд недостатков, что стало причиной отказа и от этой модели.

Далее следовали 34 механизма, которые отличились тем, что шли за первой более удачной версией. Но когда и они не нашли своего подтверждения, то было необходимо отказаться и от них. На протяжении 4 лет, начиная с 2014 года, шла так называемая «электрическая эра», когда исследовались различные механизмы электрического, магнитного и электромагнитного характера. И хотя были разработаны механизмы с электрическими генераторами, солнечными батареями, трансформаторами, диодами, транзисторами и многими другими элементами, но, к сожалению, и они не нашли своего подтверждения. Тогда, начиная с 2019 года началась «квантовая эра».

В марте 2019 года был разработан первый проект с элементарными частицами, и тогда проект сменил собственное название и принял наименование «Электрон», поскольку идея была основана на расщеплении электрона и проведении взаимодействий с созданием особой «конструкции» уже с гипотетическими составляющими частицы электрон. Благодаря чему были подробно исследованы составляющие в лице частиц Умидон и Раънон. Тогда впервые были опубликованы научные статьи на эту тему: «Поведение электрона в атоме», «Частица электрон», «Особенности электрона», «Линейный ускоритель электронов в энергетике» и многие другие. Также было принято участие на международном мероприятии InnoWEEK 2019.

Но после некоторых дебатов было установлено, что и эта модель, как и методы её реализации не могут быть воплощены в реальность. Следующей моделью послужила технология столкновения двух пучков электронов в выходом энергии, как предполагалось из-за некоторой аномалии, которая вытекала из выводов формул. Но появились проблемы, решение которых не было найдено, как и подробный ввод с представлением объяснения этого явления. Поэтому из этой модели нужно было перейти к технологиям по использованию ядерных реакций. На этом этапе с начала 2020 года, началась «Ядерная эра», когда же были исследованы сотни и даже тысячи ядерных реакций. Общее число исследованных ядерных реакций, которые были проанализированы на этом этапе с начала 2021 года до февраля 2021 года, составляет 1 062 реакции.

И благодаря определению ядерных реакций с большим энергетическим выходом, был создан целый комплекс из этих взаимодействий. И хотя технология уже не имела отношения с электроном, но наименование исследования не изменилось и по сей день. И хотя было опубликовано более 10 научных статей, также они были описаны в 2 томах произведения «Конструктор миров», а также презентованы нескольким компаниям, как Acwa Power в феврале и целый ряд энергетических компаний в сентябре 2021 года. Но на сегодняшний день эта технология была улучшена и имеет более упрощённый вид, что открывает целый ряд возможностей.

Именно эта технология описывается в этом исследований, которая считается на данный момент не имеющей аналогов во всём мире. Как можно видеть из истории данного исследования, путь этой технологии был не лёгким, и он является намного лучше своих «собратьев» и «предшественников», что демонстрирует большой опыт и сильное желание в достижении данной цели для всего человечество, что давало силы для преодоления целого ряда самых различных трудностей, и лишь часть из которых была описана выше при пересказе всей истории исследования.

В результате можно сделать вывод, что большего внимания заслуживают ядерные реакции в качестве новейшего источника электрической энергии в огромном масштабе. Конечно, урановые реакции уже активно используются на сегодняшний день, также очень даже популярны термоядерные реакции, для которых всё ещё ведутся поиски по применению их в мирных целях.

Но можно использовать и совершенно новые типы ядерных реакций с более большим выходом и большим сечением ядерной реакции. Но для начала необходимо подробнее разобраться с самих понятиях ядерных реакций. Этот труд повествует о технологии, которая позволит генерировать электрический ток именно с указанными параметрами и данными.

Для лучшего же понимания объясняемого материала, а также для создания удобств описания устройства, изначально в первом разделе подготовлен специальный вводный курс в саму тематику ядерной физики. Но поскольку данный курс не направлен на охват всего материала, указаны лишь необходимые или важные моменты из всего курса ядерной физики и физики высоких энергий.

После того, как читатель заинтригован необъяснёнными понятиями о ядерных реакциях и о цели всего исследования, объяснение начинается с самого объяснения этапов познания человек структуры материи. Первые познания и мысли Аристотеля, Геродота, великих мыслителей Авиценны, Бируни, сэра Ньютона и многих других. А также описывается история классификации.

Внезапная проблема радиоактивности, ещё больше интригующая читателя, становится дополнительной подмогой, после чего всё ведётся к описанию атома. Затем объясняются модели атома, созданные и описанные великими учёными с их экспериментальными подтверждениями, после чего речь плавно переходит к описанию атомного ядра и многих других частиц.

И наконец, наступает один из самых интригующих моментов, а именно описание ядерных реакции, вывод формул, расчётов, моделей и наконец, описание самых различных экспериментов, которые своими масштабами и конструкциями просто завораживают. И когда наш дорой читатель будет полностью подготовлен к исследованию и анализу новой технологии со всеми её сложностями, начинается второй раздел.

Там, приводится полное теоретическое описание, строятся разные предположения и доказательства, полностью поддерживающие основную идею и замысел. А уже в следующих разделах анализируется экспериментальное представление, как и вся картина реализации этого эксперимента в реальности.

Именно таким образом прямо на глазах у читателя формируется и восстаёт полноценная идея, отдельный замысел, который имеет колоссальную важность для всего человечества, обеспечив выработку электрической энергии в огромных масштабах, постройки станут более лёгкими и быстрыми по сравнению с другими электрическими станциями, впрочем, как и затраты на их постройки. Вместе с этим, возрастёт возможность обеспечения электрическим током всего населения. Исчезнет энергетический и информационный голод, уже можно будет не бояться больших потерь в проводах и увеличить переход на передачу электрической энергии без проводов, как это предсказывал Никола Тесла ещё в 1900-х годах.

Увеличится число самых разных экспериментов, проводимых в самых различных исследовательский институтах, которые сейчас находятся в ожидании новейшего источника электрической энергии. Человек сможет продлить время своего пребывания в космосе в несколько раз и даже может замахнуться на казалось бы безумные идеи о создании искусственных атомов из электрической энергии. Вместе с этим, увеличится число самых различных предположений и загадок, которые найдут отражения в произведениях фантастов и писателей. Весь человеческий мир колыхнётся и начнёт двигаться семимильными шагами и наступит великое будущее.

Но чтобы всё это реализовать нужно сделать первый шаг, а именно войти в глубины исследования «Электрон».

Раздел 1. Теоретические выкладки