Neuinstallation der Kalten Kernfusion. Was ist kalte Fusion? Kalte Fusion: das Prinzip

Ökologie des Konsums Wissenschaft und Technologie: Kalte Fusion könnte einer der größten wissenschaftlichen Durchbrüche sein, wenn sie jemals zum Tragen kommt.

Am 23. März 1989 gab die University of Utah in einer Pressemitteilung bekannt, dass „zwei Wissenschaftler eine sich selbst erhaltende Reaktion gestartet haben Kernfusion beim Zimmertemperatur". Universitätspräsident Chase Peterson sagte, dass dieser Meilenstein nur mit der Beherrschung des Feuers, der Entdeckung der Elektrizität und der Kultivierung von Pflanzen vergleichbar sei. Die staatlichen Gesetzgeber stellen dringend 5 Millionen US-Dollar für die Institution bereit Nationales Institut Kalte Fusion, und die Universität bat den US-Kongress um weitere 25 Millionen. Damit begann einer der aufsehenerregendsten Wissenschaftsskandale des 20. Jahrhunderts. Print und Fernsehen verbreiteten die Nachrichten sofort um die Welt.

Die Wissenschaftler, die die sensationelle Aussage machten, schienen einen soliden Ruf zu haben und waren ziemlich vertrauenswürdig. Mitglied, das sich aus Großbritannien in den USA niedergelassen hat königliche Gesellschaft und Ex-Präsident der International Society of Electrochemists, Martin Fleischman, genoss internationale Berühmtheit, die er sich durch seine Beteiligung an der Entdeckung der oberflächenverstärkten Raman-Streuung von Licht erworben hatte. Stanley Pons, Co-Autor der Entdeckung, leitete das Department of Chemistry an der University of Utah.

Was ist das alles gleich, Mythos oder Realität?

Quelle billiger Energie

Fleishman und Pons behaupteten, dass sie Deuteriumkerne bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken miteinander verschmelzen ließen. Ihr "Kalter Fusionsreaktor" war ein Kalorimeter mit wässrige Lösung Salz, durch das ein elektrischer Strom geleitet wurde. Das Wasser war zwar nicht einfach, aber schwer, D2O, die Kathode bestand aus Palladium und Lithium und Deuterium waren Teil des gelösten Salzes. Durch die Lösung vergingen Monate nonstop Gleichstrom, so dass an der Anode Sauerstoff und an der Kathode schwerer Wasserstoff freigesetzt wurde. Fleischman und Pons stellten angeblich fest, dass die Temperatur des Elektrolyten periodisch um zehn Grad und manchmal mehr anstieg, obwohl die Stromversorgung eine stabile Stromversorgung lieferte. Sie erklärten dies mit dem Zufluss intranuklearer Energie, die bei der Fusion von Deuteriumkernen freigesetzt wird.

Palladium hat eine einzigartige Fähigkeit, Wasserstoff zu absorbieren. Fleischman und Pons glaubten, dass sich die Deuteriumatome im Inneren des Kristallgitters dieses Metalls so stark annähern, dass ihre Kerne mit den Kernen des Hauptisotops Helium verschmelzen. Dieser Vorgang geht mit der Freisetzung von Energie einher, die nach ihrer Hypothese den Elektrolyten erhitzt. Die Erklärung fesselte durch ihre Einfachheit und überzeugte Politiker, Journalisten und sogar Chemiker restlos.

Physiker bringen Klarheit

Kernphysiker und Plasmaphysiker hatten es jedoch nicht eilig, die Pauken zu schlagen. Sie wussten genau, dass zwei Deuteronen im Prinzip einen Helium-4-Kern und ein hochenergetisches Gammastrahlenquant erzeugen könnten, aber die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ergebnisses ist äußerst gering. Selbst wenn Deuteronen in eine Kernreaktion eintreten, endet sie mit ziemlicher Sicherheit mit der Geburt eines Tritiumkerns und eines Protons oder dem Erscheinen eines Neutrons und eines Helium-3-Kerns, und die Wahrscheinlichkeiten dieser Umwandlungen sind ungefähr gleich. Wenn im Inneren von Palladium wirklich Kernfusion stattfindet, dann sollte es entstehen große Nummer Neutronen einer wohldefinierten Energie (etwa 2,45 MeV). Sie sind entweder direkt (mit Hilfe von Neutronendetektoren) oder indirekt (denn die Kollision eines solchen Neutrons mit einem schweren Wasserstoffkern sollte ein Gamma-Quant mit einer Energie von 2,22 MeV erzeugen, das wiederum nachgewiesen werden kann) leicht nachzuweisen. Im Allgemeinen konnte die Hypothese von Fleischman und Pons unter Verwendung von radiometrischen Standardgeräten bestätigt werden.

Daraus wurde jedoch nichts. Fleischman nutzte seine Verbindungen zu Hause und überzeugte die Mitarbeiter der Briten Kernzentrum in Harwell, um seinen "Reaktor" auf Neutronenerzeugung zu überprüfen. Harwell hatte ultraempfindliche Detektoren für diese Teilchen, aber sie zeigten nichts! Auch die Suche nach Gammastrahlen der entsprechenden Energie erwies sich als Fehlschlag. Zu dem gleichen Schluss kamen Physiker der University of Utah. Mitarbeiter des Massachusetts Institute of Technology versuchten, die Experimente von Fleishman und Pons zu reproduzieren, aber wiederum ohne Erfolg. Daher ist es nicht verwunderlich, dass der Anspruch auf eine große Entdeckung auf der Konferenz der American Physical Society (APS), die am 1. Mai dieses Jahres in Baltimore stattfand, niedergeschlagen wurde.

Sic transit gloria mundi

Von diesem Schlag erholten sich Pons und Fleishman nie wieder. In der Zeitung New York Die Times veröffentlichte einen verheerenden Artikel, und das bis Ende Mai Wissenschaftsgemeinschaft kam zu dem Schluss, dass die Behauptungen der Chemiker aus Utah entweder eine Manifestation extremer Inkompetenz oder ein elementarer Betrug sind.

Aber es gab auch Dissidenten, sogar in der wissenschaftlichen Elite. Exzenter Nobelpreisträger Julian Schwinger, einer der Begründer der Quantenelektrodynamik, war von der Entdeckung der Chemiker aus Salt Lake City so überzeugt, dass er aus Protest seine Mitgliedschaft in der AFO kündigte.

Dennoch akademische Karriere Fleishman und Pons endeten – schnell und unrühmlich. 1992 verließen sie die University of Utah und setzten ihre Arbeit in Frankreich mit japanischem Geld fort, bis sie auch diese Finanzierung verloren. Fleishman kehrte nach England zurück, wo er im Ruhestand lebt. Pons verzichtete auf seine amerikanische Staatsbürgerschaft und ließ sich in Frankreich nieder.

Pyroelektrisch Kalte Fusion

Kalte Kernfusion auf Desktop-Geräten ist nicht nur möglich, sondern auch implementiert, und das in mehreren Versionen. So gelang es Forschern der University of California in Los Angeles im Jahr 2005, eine ähnliche Reaktion in einem Behälter mit Deuterium zu starten, in dem ein elektrostatisches Feld erzeugt wurde. Seine Quelle war eine mit einem pyroelektrischen Lithiumtantalat-Kristall verbundene Wolframnadel, bei der beim Abkühlen und anschließenden Erhitzen eine Potentialdifferenz von 100–120 kV erzeugt wurde. Ein Feld mit einer Stärke von etwa 25 GV/m ionisierte Deuteriumatome vollständig und beschleunigte ihre Kerne, so dass sie beim Zusammenstoß mit einem Target aus Erbiumdeuterid Helium-3-Kerne und Neutronen erzeugten. Der Spitzenneutronenfluss betrug etwa 900 Neutronen pro Sekunde (mehrere hundert Mal höher als der typische Hintergrundwert). Obwohl ein solches System als Neutronengenerator Perspektiven hat, kann man nicht von einer Energiequelle sprechen. Solche Geräte verbrauchen viel mehr Energie, als sie erzeugen: Bei Experimenten kalifornischer Wissenschaftler wurden in einem mehrminütigen Kühl-Heiz-Zyklus etwa 10-8 J freigesetzt (11 Größenordnungen weniger als zum Erhitzen eines Glases Wasser benötigt wird). 1 Grad).

Die Geschichte endet hier nicht

Anfang 2011 flammte in der Welt der Wissenschaft das Interesse an kalter thermonuklearer Fusion oder, wie einheimische Physiker es nennen, kalter Fusion wieder auf. Grund für diese Aufregung war die Demonstration einer ungewöhnlichen Installation durch die italienischen Wissenschaftler Sergio Focardi und Andrea Rossi von der Universität Bologna, in der diese Synthese nach Angaben ihrer Entwickler ganz einfach durchgeführt werden kann.

Im Allgemeinen funktioniert dieses Gerät so. Nickel-Nanopulver und ein herkömmliches Wasserstoffisotop werden in einem Metallrohr mit einer elektrischen Heizung platziert. Als nächstes wird ein Druck von etwa 80 Atmosphären injiziert. Beim anfänglichen Erhitzen auf eine hohe Temperatur (Hunderte von Grad), wie Wissenschaftler sagen, wird ein Teil der H2-Moleküle geteilt Atomarer Wasserstoff, dann geht es mit Nickel eine Kernreaktion ein.

Als Ergebnis dieser Reaktion wird auch ein Kupferisotop erzeugt große Menge Wärmeenergie. Andrea Rossi erklärte, dass sie bei den ersten Tests des Geräts davon etwa 10-12 Kilowatt am Ausgang erhielten, während das System am Eingang durchschnittlich 600-700 Watt benötigte (was die dem Gerät zugeführte Elektrizität bedeutet, wenn es ist in eine Steckdose gesteckt). Es stellte sich heraus, dass die Energieproduktion in diesem Fall um ein Vielfaches höher war als die Kosten, und tatsächlich war es dieser Effekt, der einst von einer kalten Fusion erwartet wurde.

Dennoch, so die Entwickler, gehen in diesem Gerät bei weitem nicht alle Wasserstoffe und Nickel in die Reaktion ein, sondern nur ein sehr kleiner Bruchteil davon. Wissenschaftler sind sich jedoch sicher, dass das, was im Inneren passiert, genau eine Kernreaktion ist. Sie halten dies für einen Beweis: das Auftreten von Kupfer in mehr, die eine Verunreinigung im ursprünglichen "Kraftstoff" (dh Nickel) sein könnte; das Fehlen eines großen (d. h. messbaren) Verbrauchs von Wasserstoff (da er als Brennstoff in einer chemischen Reaktion fungieren könnte); zugeteilt Wärmestrahlung; und natürlich die Energiebilanz selbst.

Ist es den italienischen Physikern also wirklich gelungen, Kernfusion bei niedrigen Temperaturen zu erreichen (Hunderte Grad Celsius sind nichts für solche Reaktionen, die normalerweise bei Millionen Grad Kelvin ablaufen!)? Das ist schwer zu sagen, da bisher alle begutachteten wissenschaftlichen Zeitschriften die Artikel ihrer Autoren sogar abgelehnt haben. Die Skepsis vieler Wissenschaftler ist durchaus nachvollziehbar – seit vielen Jahren bringt das Wort „Kalte Fusion“ Physiker zum Schmunzeln und Assoziieren Perpetuum Mobile. Darüber hinaus geben die Autoren des Geräts ehrlich zu, dass die subtilen Details seiner Arbeit immer noch außerhalb ihres Verständnisses liegen.

Was ist das schwer fassbar Kalte Fusion, um die Möglichkeit des Flusses zu beweisen, den viele Wissenschaftler seit mehr als einem Dutzend Jahren versuchen? Um das Wesen dieser Reaktion sowie die Aussichten für solche Studien zu verstehen, lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was thermonukleare Fusion im Allgemeinen ist. Unter diesem Begriff versteht man einen Prozess, bei dem aus leichteren schwerere Atomkerne synthetisiert werden. In diesem Fall wird viel Energie freigesetzt, viel mehr als bei den Kernreaktionen des Zerfalls radioaktiver Elemente.

Ähnliche Prozesse finden ständig in der Sonne und anderen Sternen statt, wodurch sie sowohl Licht als auch Wärme abgeben können. So strahlt beispielsweise jede Sekunde unsere Sonne ein Platz Energie, die vier Millionen Tonnen Masse entspricht. Diese Energie entsteht bei der Verschmelzung von vier Wasserstoffkernen (also Protonen) zu einem Heliumkern. Gleichzeitig wird durch die Umwandlung von einem Gramm Protonen am Ausgang 20 Millionen Mal mehr Energie freigesetzt als bei der Verbrennung eines Gramms harte Kohle. Stimmen Sie zu, das ist sehr beeindruckend.

Aber können Menschen nicht einen Reaktor wie die Sonne bauen, um eine große Menge an Energie für ihren Bedarf zu produzieren? Theoretisch können sie das natürlich, da ein direktes Verbot eines solchen Gerätes keine physikalischen Gesetze aufstellt. Dies ist jedoch ziemlich schwierig, und zwar aus folgendem Grund: Diese Synthese erfordert eine sehr hohe Temperatur, und das ist unrealistisch. hoher Druck. Daher erweist sich die Schaffung eines klassischen thermonuklearen Reaktors als wirtschaftlich unrentabel - um ihn zu starten, muss viel mehr Energie aufgewendet werden, als er in den nächsten Betriebsjahren erzeugen kann.

Um auf die italienischen Entdecker zurückzukommen, müssen wir zugeben, dass die „Wissenschaftler“ selbst weder mit ihren bisherigen noch mit ihren Errungenschaften viel Vertrauen erwecken momentane Situation. Wenige Menschen kannten den Namen Sergio Focardi bisher, aber dank seines akademischen Titels eines Professors kann man zumindest nicht an seinem Engagement für die Wissenschaft zweifeln. Aber in Bezug auf einen Kollegen bei der Entdeckung, Andrea Rossi, kann dies nicht mehr gesagt werden. Auf der dieser Moment Andrea ist Angestellter eines gewissen amerikanischen Unternehmens Leonardo Corp und zeichnete sich einst nur dadurch aus, dass er wegen Steuerhinterziehung und Silberschmuggel aus der Schweiz vor Gericht gestellt wurde. Aber damit endeten die „schlechten“ Nachrichten für die Befürworter der Kalten Kernfusion noch nicht. Es stellte sich heraus, dass die Fachzeitschrift Journal of Nuclear Physics, in der die Italiener Artikel über ihre Entdeckung veröffentlichten, eigentlich eher ein Blog und eine minderwertige Zeitschrift ist. Und außerdem entpuppten sich keine Geringeren als die bereits bekannten Italiener Sergio Focardi und Andrea Rossi als Besitzer. Aber die Veröffentlichung im Ernst wissenschaftliche Veröffentlichungen dient als Bestätigung der "Plausibilität" der Entdeckung.

Ohne hier anzuhalten und noch tiefer zu graben, fanden die Journalisten auch heraus, dass die Idee des vorgestellten Projekts einer ganz anderen Person gehört - dem italienischen Wissenschaftler Francesco Piantelli. Es scheint, dass hier, unrühmlicherweise, eine weitere Sensation endete und die Welt hereinbrach einmal mehr verlor sein Perpetuum Mobile. Aber wie, nicht ohne Ironie, sich die Italiener trösten, wenn das nur eine Fiktion ist, dann ist es wenigstens nicht ohne Witz, denn es ist eine Sache, mit Bekannten zu spielen, und eine ganz andere, zu versuchen, die ganze Welt um sich herum zu umkreisen Finger.

Derzeit gehören alle Rechte an diesem Gerät der amerikanischen Firma Industrial Heat, bei der Rossi alle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in Bezug auf den Reaktor leitet.

Es gibt Tieftemperatur- (E-Cat) und Hochtemperatur- (Hot Cat) Versionen des Reaktors. Der erste für Temperaturen um 100-200 °C, der zweite für Temperaturen um 800-1400 °C. Das Unternehmen hat nun einen 1-MW-Niedertemperaturreaktor an einen ungenannten Kunden zur kommerziellen Nutzung verkauft, und insbesondere testet und debuggt Industrial Heat diesen Reaktor, um mit der großtechnischen industriellen Produktion solcher Kraftwerke zu beginnen. Laut Andrea Rossi arbeitet der Reaktor hauptsächlich durch die Reaktion zwischen Nickel und Wasserstoff, bei der die Nickelisotope unter Freisetzung großer Wärmemengen umgewandelt werden. Jene. einige Nickelisotope gehen in andere Isotope über. Dennoch wurde eine Reihe unabhängiger Tests durchgeführt, von denen der informativste ein Test einer Hochtemperaturversion des Reaktors im schweizerischen Lugano war. Über diesen Test wurde bereits geschrieben.

Bereits 2012 wurde berichtet, dass die erste Kaltfusionsanlage an Rossi verkauft wurde.

Am 27. Dezember wurde auf der Website E-Cat World ein Artikel über den unabhängigen Nachbau des Rossi-Reaktors in Russland veröffentlicht. Derselbe Artikel enthält einen Link zum Bericht "Untersuchung eines Analogons des Hochtemperatur-Wärmegenerators Rossi" des Physikers Parkhomov Alexander Georgievich. Der Bericht wurde für den Allrussischen erstellt körperliche Werkstatt"Cold Nuclear Fusion and Ball Lightning", die am 25. September 2014 an der Peoples' Friendship University of Russia stattfand.

In dem Bericht stellte der Autor seine Version des Rossi-Reaktors vor, Daten zu seiner internes Gerät und die durchgeführten Tests. Die wichtigste Schlussfolgerung: Der Reaktor gibt wirklich mehr Energie ab, als er verbraucht. Das Verhältnis von freigesetzter Wärme zu verbrauchter Energie betrug 2,58. Darüber hinaus arbeitete der Reaktor etwa 8 Minuten lang ohne jegliche Eingangsleistung, nachdem der Versorgungsdraht durchgebrannt war, während er am Ausgang etwa ein Kilowatt Wärmeleistung erzeugte.

2015 A.G. Parkhomov gelang es, einen Langzeitreaktor mit Druckmessung herzustellen. Ab 23:30 Uhr am 16. März hält die Temperatur immer noch. Foto des Reaktors.

Endlich war es möglich, einen langlebigen Reaktor zu bauen. Die Temperatur von 1200°C wurde am 16. März um 23:30 Uhr nach 12 Stunden allmählicher Erwärmung erreicht und hält bis heute an. Heizleistung 300 W, COP=3.
Erstmals ist es gelungen, ein Manometer erfolgreich in die Anlage einzubauen. Bei langsamer Erwärmung wurde bei 200°C der maximale Druck von 5 bar erreicht, dann nahm der Druck ab und bei einer Temperatur von etwa 1000°C wurde er negativ. Das stärkste Vakuum von etwa 0,5 bar war bei einer Temperatur von 1150°C.

Bei langem Dauerbetrieb ist eine Wassernachfüllung rund um die Uhr nicht möglich. Daher mussten wir die Kalorimetrie aufgeben, die in früheren Experimenten verwendet wurde, basierend auf der Messung der Masse des verdunsteten Wassers. Die Bestimmung des thermischen Koeffizienten in diesem Experiment wird durchgeführt, indem die von der elektrischen Heizung verbrauchte Leistung in Gegenwart und Abwesenheit des Kraftstoffgemisches verglichen wird. Ohne Brennstoff wird bei einer Leistung von etwa 1070 Watt eine Temperatur von 1200 °C erreicht. In Gegenwart von Brennstoff (630 mg Nickel + 60 mg Lithiumaluminiumhydrid) wird diese Temperatur bei einer Leistung von etwa 330 Watt erreicht. Somit erzeugt der Reaktor etwa 700 W Überschussleistung (COP ~ 3,2). (Erklärung von A.G. Parkhomov, mehr genauer Wert COP erfordert eine detailliertere Berechnung). veröffentlicht

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Kalte Fusion ist als einer der größten wissenschaftlichen Scherze bekannt. XX Jahrhundert. Lange Zeit weigerten sich die meisten Physiker, auch nur die Möglichkeit einer solchen Reaktion zu diskutieren. Kürzlich stellten jedoch zwei italienische Wissenschaftler der Öffentlichkeit einen Aufbau vor, von dem sie sagen, dass er es einfach macht. Ist diese Synthese überhaupt möglich?

Am Anfang dieses Jahr in der Welt der Wissenschaft flammte das Interesse an kalter thermonuklearer Fusion oder, wie einheimische Physiker es nennen, kalter thermonuklearer Fusion wieder auf. Grund für diese Aufregung war die Demonstration einer ungewöhnlichen Installation durch die italienischen Wissenschaftler Sergio Focardi und Andrea Rossi von der Universität Bologna, in der diese Synthese nach Angaben ihrer Entwickler ganz einfach durchgeführt werden kann.

Im Allgemeinen funktioniert dieses Gerät so. Nickel-Nanopulver und ein herkömmliches Wasserstoffisotop werden in einem Metallrohr mit einer elektrischen Heizung platziert. Als nächstes wird ein Druck von etwa 80 Atmosphären injiziert. Beim anfänglichen Erhitzen auf eine hohe Temperatur (Hunderte von Grad), wie Wissenschaftler sagen, wird ein Teil der H 2 -Moleküle in atomaren Wasserstoff aufgeteilt und geht dann eine Kernreaktion mit Nickel ein.

Als Ergebnis dieser Reaktion wird ein Kupferisotop sowie eine große Menge an Wärmeenergie erzeugt. Andrea Rossi erklärte, dass sie bei den ersten Tests des Geräts davon etwa 10-12 Kilowatt am Ausgang erhielten, während das System am Eingang durchschnittlich 600-700 Watt benötigte (was die dem Gerät zugeführte Elektrizität bedeutet, wenn es ist in eine Steckdose gesteckt). Es stellte sich heraus, dass die Energieproduktion in diesem Fall um ein Vielfaches höher war als die Kosten, und tatsächlich war es dieser Effekt, der einst von einer kalten Fusion erwartet wurde.

Dennoch, so die Entwickler, gehen in diesem Gerät bei weitem nicht alle Wasserstoffe und Nickel in die Reaktion ein, sondern nur ein sehr kleiner Bruchteil davon. Wissenschaftler sind sich jedoch sicher, dass das, was im Inneren passiert, genau eine Kernreaktion ist. Sie betrachten den Beweis dafür: das Auftreten von Kupfer in einer größeren Menge als eine Verunreinigung im ursprünglichen "Brennstoff" (dh Nickel) sein könnte; das Fehlen eines großen (d. h. messbaren) Verbrauchs von Wasserstoff (da er als Brennstoff in einer chemischen Reaktion fungieren könnte); emittierte Wärmestrahlung; und natürlich die Energiebilanz selbst.

Ist es den italienischen Physikern also wirklich gelungen, Kernfusion bei niedrigen Temperaturen zu erreichen (Hunderte Grad Celsius sind nichts für solche Reaktionen, die normalerweise bei Millionen Grad Kelvin ablaufen!)? Das ist schwer zu sagen, da bisher alle begutachteten wissenschaftlichen Zeitschriften die Artikel ihrer Autoren sogar abgelehnt haben. Die Skepsis vieler Wissenschaftler ist durchaus verständlich – seit vielen Jahren bringt das Wort „Kalte Fusion“ Physiker zum Schmunzeln und assoziieren sie mit einem Perpetuum mobile. Darüber hinaus geben die Autoren des Geräts ehrlich zu, dass die subtilen Details seiner Arbeit immer noch außerhalb ihres Verständnisses liegen.

Was ist diese schwer fassbare kalte Fusion, die viele Wissenschaftler seit Jahrzehnten zu beweisen versuchen? Um das Wesen dieser Reaktion sowie die Aussichten für solche Studien zu verstehen, lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was thermonukleare Fusion im Allgemeinen ist. Unter diesem Begriff versteht man einen Prozess, bei dem aus leichteren schwerere Atomkerne synthetisiert werden. In diesem Fall wird viel Energie freigesetzt, viel mehr als bei den Kernreaktionen des Zerfalls radioaktiver Elemente.

Ähnliche Prozesse finden ständig in der Sonne und anderen Sternen statt, wodurch sie sowohl Licht als auch Wärme abgeben können. So strahlt beispielsweise unsere Sonne jede Sekunde Energie in Höhe von vier Millionen Tonnen Masse in den Weltraum ab. Diese Energie entsteht bei der Verschmelzung von vier Wasserstoffkernen (also Protonen) zu einem Heliumkern. Gleichzeitig wird durch die Umwandlung von einem Gramm Protonen am Ausgang 20 Millionen Mal mehr Energie freigesetzt als bei der Verbrennung von einem Gramm Kohle. Stimmen Sie zu, das ist sehr beeindruckend.

Aber können Menschen nicht einen Reaktor wie die Sonne bauen, um eine große Menge an Energie für ihren Bedarf zu produzieren? Theoretisch können sie das natürlich, da ein direktes Verbot eines solchen Gerätes keine physikalischen Gesetze aufstellt. Dies ist jedoch ziemlich schwierig, und zwar aus folgendem Grund: Diese Synthese erfordert eine sehr hohe Temperatur und den gleichen unrealistisch hohen Druck. Daher erweist sich die Schaffung eines klassischen thermonuklearen Reaktors als wirtschaftlich unrentabel - um ihn zu starten, muss viel mehr Energie aufgewendet werden, als er in den nächsten Betriebsjahren erzeugen kann.

Aus diesem Grund haben viele Wissenschaftler im 20. Jahrhundert versucht, eine thermonukleare Fusionsreaktion bei niedrigen Temperaturen und Normaldruck durchzuführen, dh dieselbe kalte thermonukleare Fusion. Der erste Bericht, dass dies möglich war, kam am 23. März 1989, als Professor Martin Fleischman und sein Kollege Stanley Pons eine Pressekonferenz an ihrer Universität von Utah abhielten, wo sie berichteten, wie sie, indem sie Strom fast normal durch einen Elektrolyten leiteten, a positive Energieabgabe in Form von Wärme und aufgezeichneter Gammastrahlung aus dem Elektrolyten. Das heißt, sie führten eine kalte thermonukleare Fusionsreaktion durch.

Im Juni desselben Jahres schickten Wissenschaftler einen Artikel mit den Ergebnissen des Experiments an Nature, aber bald brach um ihre Entdeckung ein echter Skandal aus. Der Punkt ist, dass führende Forscher wissenschaftliche Zentren Die Vereinigten Staaten, das California Institute of Technology und das Massachusetts Institute of Technology, haben dieses Experiment im Detail wiederholt und nichts Vergleichbares gefunden. Richtig, dann folgten zwei Bestätigungen von Wissenschaftlern der Texas A&M University und des Georgia Institute of Technology Research. Allerdings wurden sie auch verwirrt.

Beim Aufbau von Kontrollexperimenten stellte sich heraus, dass die texanischen Elektrochemiker die Versuchsergebnisse falsch interpretierten – in ihrem Experiment wurde die erhöhte Wärmeentwicklung durch die Elektrolyse von Wasser verursacht, da das Thermometer als zweite Elektrode (Kathode) diente! In Georgia waren Neutronenzähler so empfindlich, dass sie auf die Wärme einer erhobenen Hand reagierten. So wurde die „Neutronenfreisetzung“ registriert, die die Forscher als Ergebnis einer thermonuklearen Fusionsreaktion ansahen.

Infolgedessen waren viele Physiker voller Zuversicht, dass es keine kalte Fusion gibt und nicht geben kann, und Fleishman und Pons haben einfach geschummelt. Andere wiederum (und sie sind leider eine deutliche Minderheit) glauben nicht an den Betrug der Wissenschaftler oder gar an einen Irrtum und hoffen, dass eine saubere und praktisch unerschöpfliche Energiequelle gebaut werden kann.

Zu letzteren gehört der japanische Wissenschaftler Yoshiaki Arata, der sich mehrere Jahre mit dem Problem der Kalten Fusion beschäftigte und 2008 ein öffentliches Experiment an der Universität Osaka durchführte, das die Möglichkeit der thermonuklearen Fusion bei niedrigen Temperaturen zeigte. Er und seine Kollegen nutzten spezielle Strukturen aus Nanopartikeln.

Dabei handelte es sich um speziell präparierte Cluster aus mehreren hundert Palladiumatomen. Ihr Hauptmerkmal war, dass sie riesige Hohlräume im Inneren hatten, in die Deuteriumatome (ein Wasserstoffisotop) in sehr hoher Konzentration gepumpt werden konnten. Und als diese Konzentration eine bestimmte Grenze überschritt, näherten sich diese Teilchen so sehr, dass sie zu verschmelzen begannen, wodurch eine echte thermonukleare Reaktion begann. Es bestand in der Verschmelzung zweier Deuteriumatome zu einem Lithium-4-Atom unter Freisetzung von Wärme.

Der Beweis dafür war, dass, als Professor Arata begann, der Mischung mit den Nanopartikeln Deuteriumgas hinzuzufügen, dessen Temperatur auf 70 Grad Celsius anstieg. Nachdem das Gas abgestellt wurde, blieb die Temperatur in der Zelle für mehr als 50 Stunden erhöht, und die freigesetzte Energie überstieg die aufgewendete Energie. Dem Wissenschaftler zufolge könne dies nur dadurch erklärt werden, dass Kernfusion stattfand.

Zwar ist Aratas Experiment bisher auch in keinem Labor wiederholt worden. Daher betrachten viele Physiker die Kalte Fusion weiterhin als Schwindel und Quacksalberei. Arata selbst weist solche Vorwürfe jedoch zurück und wirft den Gegnern vor, sie wüssten nicht, wie man mit Nanopartikeln umgeht, weshalb ihnen das nicht gelänge.

Kurz gesagt bezieht sich kalte Fusion normalerweise auf die (angenommene) Kernreaktion zwischen den Kernen von Wasserstoffisotopen bei niedrigen Temperaturen. Niedrige Temperatur- Es geht um ein Zimmer. Das Wort "suggestiert" ist hier sehr wichtig, denn heute gibt es keine einzige Theorie und kein einziges Experiment, das auf die Möglichkeit einer solchen Reaktion hinweisen würde.

Aber wenn es keine Theorien oder überzeugende Experimente gibt, warum ist dieses Thema dann so beliebt? Um diese Frage zu beantworten, muss man die Probleme der Kernfusion im Allgemeinen verstehen. Die Kernfusion (oft als "thermonukleare Fusion" bezeichnet) ist eine Reaktion, bei der leichte Kerne zu einem kollidieren schwerer Kern. Beispielsweise werden schwere Wasserstoffkerne (Deuterium und Tritium) in einen Heliumkern und ein Neutron umgewandelt. Dabei wird eine enorme Menge an Energie (in Form von Wärme) freigesetzt. Dabei wird so viel Energie freigesetzt, dass 100 Tonnen schwerer Wasserstoff ausreichen würden, um die gesamte Menschheit mit Energie zu versorgen ganzes Jahr(nicht nur Strom, sondern auch Wärme). Es sind diese Reaktionen, die innerhalb der Sterne stattfinden, dank denen die Sterne leben.

Viel Energie ist gut, aber es gibt ein Problem. Um eine solche Reaktion zu starten, müssen Sie die Kerne stark kollidieren lassen. Dazu müssen Sie die Substanz auf etwa 100 Millionen Grad Celsius erhitzen. Die Leute wissen, wie es geht, und das ziemlich erfolgreich. Genau das passiert in Wasserstoffbombe, wo Erwärmung aufgrund der traditionellen auftritt Nukleare Explosion. Das Ergebnis ist eine thermonukleare Explosion große Stärke. Aber Energie konstruktiv nutzen thermonukleare Explosion nicht sehr bequem. Deshalb versuchen Wissenschaftler in vielen Ländern seit mehr als 60 Jahren, diese Reaktion einzudämmen und beherrschbar zu machen. Zu heute Sie haben bereits gelernt, wie man die Reaktion steuert (zum Beispiel in ITER, heißes Plasma halten elektromagnetische Felder), aber für die Steuerung wird etwa gleich viel Energie aufgewendet, wie bei der Synthese freigesetzt wird.

Stellen Sie sich nun vor, dass es eine Möglichkeit gibt, dieselbe Reaktion durchzuführen, jedoch bei Raumtemperatur. Das wäre eine echte Revolution im Energiesektor. Das Leben der Menschheit würde sich bis zur Unkenntlichkeit verändern. 1989 veröffentlichten Stanley Pons und Martin Fleischmann von der University of Utah eine Arbeit, in der sie behaupteten, die Kernfusion bei Raumtemperatur beobachten zu können. Während der Elektrolyse von schwerem Wasser mit einem Palladiumkatalysator wurde anomale Wärme freigesetzt. Es wurde angenommen, dass die Wasserstoffatome vom Katalysator eingefangen wurden und irgendwie die Bedingungen für die Kernfusion geschaffen wurden. Dieser Effekt wird als kalte Kernfusion bezeichnet.

Der Artikel von Pons und Fleischmann hat viel Aufsehen erregt. Trotzdem - das Energieproblem ist gelöst! Natürlich haben viele andere Wissenschaftler versucht, ihre Ergebnisse zu reproduzieren. Es gelang jedoch keinem von ihnen. Als nächstes begannen die Physiker, einen Fehler nach dem anderen im ursprünglichen Experiment zu identifizieren, und die wissenschaftliche Gemeinschaft kam zu einem eindeutigen Schluss über das Scheitern des Experiments. Seitdem gab es in diesem Bereich keine Fortschritte. Aber einigen gefiel die Idee der Kalten Fusion so gut, dass sie es immer noch tun. Gleichzeitig werden solche Wissenschaftler in der Scientific Community nicht ernst genommen und veröffentlichen einen Artikel zum Thema Kalte Fusion in einem renommierten Fachmagazin wissenschaftliche Zeitschrift wird höchstwahrscheinlich nicht funktionieren. Bisher bleibt die Kalte Fusion nur eine schöne Idee.

Die Wissenschaftler, die die sensationelle Aussage machten, schienen einen soliden Ruf zu haben und waren ziemlich vertrauenswürdig. Martin Fleishman, ein Fellow der Royal Society und ehemaliger Präsident der International Society of Electrochemists, der aus Großbritannien in die Vereinigten Staaten eingewandert war, genoss internationale Berühmtheit durch seine Beteiligung an der Entdeckung der oberflächenverstärkten Raman-Streuung von Licht. Stanley Pons, Co-Autor der Entdeckung, leitete das Department of Chemistry an der University of Utah.

Pyroelektrische kalte Fusion

Es versteht sich, dass kalte Kernfusion auf Desktop-Geräten nicht nur möglich, sondern auch implementiert ist, und zwar in mehreren Versionen. So berichteten Forscher der University of California in Los Angeles im Jahr 2005 in Nature, dass es ihnen gelang, eine ähnliche Reaktion in einem Behälter mit Deuterium zu starten, in dem ein elektrostatisches Feld erzeugt wurde. Seine Quelle war die Spitze einer Wolframnadel, die mit einem pyroelektrischen Lithiumtantalat-Kristall verbunden war, bei dessen Abkühlung und anschließender Erwärmung eine Potentialdifferenz in der Größenordnung von 100–120 kV erzeugt wurde. Ein Feld mit einer Stärke von etwa 25 Gigavolt / Meter ionisierte Deuteriumatome vollständig und beschleunigte ihre Kerne, so dass sie bei Kollision mit einem Target aus Erbiumdeuterid Helium-3-Kerne und Neutronen erzeugten. Der gemessene Spitzen-Neutronenfluss betrug in diesem Fall etwa 900 Neutronen pro Sekunde (was mehrere hundert Mal höher ist als der typische Hintergrundwert).
Obwohl ein solches System gewisse Aussichten als Neutronengenerator hat, macht es keinen Sinn, von einer Energiequelle zu sprechen. Sowohl diese Installation als auch andere ähnliche Geräte verbrauchen viel mehr Energie, als sie am Ausgang erzeugen: Bei den Experimenten der University of California wurden in einem mehrminütigen Kühl-Heiz-Zyklus etwa 10 ^ (-8) J freigesetzt, das sind 11 Größenordnungen weniger als nötig, um ein Glas Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen.

Quelle billiger Energie

Fleishman und Pons behaupteten, dass sie Deuteriumkerne bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken miteinander verschmelzen ließen. Ihr "Kalter Fusionsreaktor" war ein Kalorimeter mit einer wässrigen Salzlösung, durch die elektrischer Strom geleitet wurde. Das Wasser war zwar nicht einfach, aber schwer, D2O, die Kathode bestand aus Palladium und Lithium und Deuterium waren Teil des gelösten Salzes. Ein konstanter Strom wurde monatelang ohne Unterbrechung durch die Lösung geleitet, so dass an der Anode Sauerstoff und an der Kathode schwerer Wasserstoff freigesetzt wurde. Fleischman und Pons stellten angeblich fest, dass die Temperatur des Elektrolyten periodisch um zehn Grad und manchmal mehr anstieg, obwohl die Stromversorgung eine stabile Stromversorgung lieferte. Sie erklärten dies mit dem Zufluss intranuklearer Energie, die bei der Fusion von Deuteriumkernen freigesetzt wird.

Heizbeschleuniger. Ein Aufbau, der in Kaltfusionsexperimenten von UCLA-Forschern verwendet wird. Wenn ein pyroelektrischer Kristall erhitzt wird, entsteht auf seinen Flächen eine Potentialdifferenz, die ein elektrisches Feld hoher Intensität erzeugt, in dem Deuteriumionen beschleunigt werden.

Physiker bringen Klarheit

Kernphysiker und Plasmaphysiker hatten es jedoch nicht eilig, die Pauken zu schlagen. Sie wussten genau, dass zwei Deuteronen im Prinzip einen Helium-4-Kern und ein hochenergetisches Gammastrahlenquant erzeugen könnten, aber die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ergebnisses ist äußerst gering. Selbst wenn Deuteronen in eine Kernreaktion eintreten, endet sie mit ziemlicher Sicherheit mit der Geburt eines Tritiumkerns und eines Protons oder dem Erscheinen eines Neutrons und eines Helium-3-Kerns, und die Wahrscheinlichkeiten dieser Umwandlungen sind ungefähr gleich. Wenn im Innern von Palladium wirklich Kernfusion stattfindet, müsste sie eine große Anzahl von Neutronen mit einer ganz bestimmten Energie (etwa 2,45 MeV) erzeugen. Sie sind entweder direkt (mit Hilfe von Neutronendetektoren) oder indirekt (denn die Kollision eines solchen Neutrons mit einem schweren Wasserstoffkern sollte ein Gamma-Quant mit einer Energie von 2,22 MeV erzeugen, das wiederum nachgewiesen werden kann) leicht nachzuweisen. Im Allgemeinen konnte die Hypothese von Fleischman und Pons unter Verwendung von radiometrischen Standardgeräten bestätigt werden.

Daraus wurde jedoch nichts. Fleischman nutzte Verbindungen zu Hause und überredete die Mitarbeiter des britischen Nuklearzentrums in Harwell, seinen "Reaktor" auf Neutronenerzeugung zu überprüfen. Harwell hatte ultraempfindliche Detektoren für diese Teilchen, aber sie zeigten nichts! Auch die Suche nach Gammastrahlen der entsprechenden Energie erwies sich als Fehlschlag. Zu dem gleichen Schluss kamen Physiker der University of Utah. Mitarbeiter des Massachusetts Institute of Technology versuchten, die Experimente von Fleishman und Pons zu reproduzieren, aber wiederum ohne Erfolg. Daher ist es nicht verwunderlich, dass der Anspruch auf eine große Entdeckung auf der Konferenz der American Physical Society (APS), die am 1. Mai dieses Jahres in Baltimore stattfand, niedergeschlagen wurde.

Schematische Darstellung eines pyroelektrischen Fusionsaufbaus, der einen Kristall, Äquipotentiallinien und Deuteriumionenbahnen zeigt. Ein geerdetes Kupfergeflecht schirmt den Faraday-Becher ab. Der Zylinder und das Target werden auf +40 V aufgeladen, um Sekundärelektronen zu sammeln.

Sic transit gloria mundi

Von diesem Schlag erholten sich Pons und Fleishman nie wieder. Ein niederschmetternder Artikel erschien in der New York Times, und Ende Mai war die wissenschaftliche Gemeinschaft zu dem Schluss gekommen, dass die Behauptungen der Chemiker aus Utah entweder eine Zurschaustellung extremer Inkompetenz oder ein elementarer Betrug waren.

Aber es gab auch Dissidenten, sogar in der wissenschaftlichen Elite. Der exzentrische Nobelpreisträger Julian Schwinger, einer der Begründer der Quantenelektrodynamik, war von der Entdeckung der Chemiker aus Salt Lake City so überzeugt, dass er aus Protest seine Mitgliedschaft in der AFO kündigte.

Dennoch endeten die akademischen Karrieren von Fleishman und Pons schnell und unrühmlich. 1992 verließen sie die University of Utah und setzten ihre Arbeit in Frankreich mit japanischem Geld fort, bis sie auch diese Finanzierung verloren. Fleishman kehrte nach England zurück, wo er im Ruhestand lebt. Pons verzichtete auf seine amerikanische Staatsbürgerschaft und ließ sich in Frankreich nieder.

Übersetzung

Dieser Bereich heißt heute niederenergetische Kernreaktionen und kann echte Ergebnisse erzielen – oder sich als sturer Wissenschaftsschrott entpuppen.

Dr. Martin Fleischman (rechts), ein Elektrochemiker, und Stanley Pons, Vorsitzender des Chemistry Department an der University of Utah, beantworten Fragen des Wissenschafts- und Technologieausschusses über ihre umstrittene Kaltfusionsarbeit, 26. April 1989.

Howard J. Wilk ist ein langjähriger synthetischer organischer Chemiker, der in Philadelphia lebt. Wie viele andere im pharmazeutischen Bereich tätige Forscher ist er Opfer eines Rückgangs der Forschung und Entwicklung in der Arzneimittelindustrie, der in stattfindet letzten Jahren, und übt nun Nebenjobs aus, die nichts mit Wissenschaft zu tun haben. In seiner Freizeit verfolgt Wilk die Fortschritte des in New Jersey ansässigen Unternehmens Brilliant Light Power (BLP).

Dies ist eines jener Unternehmen, die Verfahren entwickeln, die man allgemein als neue Technologien zur Energieerzeugung bezeichnen kann. Diese Bewegung ist zum größten Teil eine Wiederbelebung der kalten Fusion, ein kurzlebiges Phänomen in den 1980er Jahren, das mit der Kernfusion in einem einfachen Desktop-Elektrolysegerät in Verbindung gebracht wurde, das Wissenschaftler schnell beiseite wischten.

1991 gab der Gründer von BLP, Randall L. Mills, auf einer Pressekonferenz in Lancaster, Pennsylvania, bekannt, dass er eine Theorie entwickelt habe, wonach sich ein Elektron in Wasserstoff von einem gewöhnlichen, basischen Element wegbewegen könne Energiezustand, in zuvor unbekannte, stabilere, niedrigere Energiezustände, Loslassen riesige Menge Energie. Mills nannte diese seltsame neue Art von komprimiertem Wasserstoff "Hydrino" und arbeitet seitdem daran, ein kommerzielles Gerät zu entwickeln, um diese Energie zu gewinnen.

Wilk studierte die Theorie von Mills, las Artikel und Patente und führte seine eigenen Berechnungen für Hydrinos durch. Wilk nahm sogar an einer Demonstration auf dem BLP-Gelände in Cranbury, New Jersey, teil, wo er mit Mills über Hydrinos diskutierte. Danach kann sich Wilk immer noch nicht entscheiden, ob Mills ein unrealistisches Genie, ein rasender Wissenschaftler oder etwas dazwischen ist.

Die Geschichte begann 1989, als die Elektrochemiker Martin Fleischman und Stanley Pons auf einer Pressekonferenz der University of Utah eine überraschende Behauptung aufstellten, sie hätten die Fusionsenergie in einer Elektrolysezelle gezähmt.

Wenn die Forscher einen elektrischen Strom an die Zelle anlegten, bauten ihrer Meinung nach die Deuteriumatome ab schweres Wasser, das in die Palladiumkathode eindrang, eine Fusionsreaktion einging und Heliumatome erzeugte. Die überschüssige Energie des Prozesses wird in Wärme umgewandelt. Fleishman und Pons argumentierten, dass dieser Prozess nicht das Ergebnis einer bekannten chemischen Reaktion sein könne, und fügten den Begriff "kalte Fusion" hinzu.

Nach vielen Monaten der Untersuchung ihrer rätselhaften Beobachtungen war sich die wissenschaftliche Gemeinschaft jedoch einig, dass der Effekt instabil oder nicht vorhanden war und dass es Fehler im Experiment gab. Die Studie wurde verworfen, und die Kalte Fusion wurde zum Synonym für Junk Science.

Kalte Fusion und Hydrino-Produktion sind der heilige Gral für die Erzeugung endloser, billiger und sauberer Energie. Kalte Fusion enttäuscht Wissenschaftler. Sie wollten an ihn glauben, aber ihr kollektiver Verstand entschied, dass dies ein Fehler war. Ein Teil des Problems war das Fehlen einer allgemein akzeptierten Theorie zur Erklärung des vorgeschlagenen Phänomens – wie Physiker sagen, man kann einem Experiment nicht vertrauen, bis es durch eine Theorie gestützt wird.

Mills hat seine eigene Theorie, aber viele Wissenschaftler glauben nicht daran und halten Hydrinos für unwahrscheinlich. Die Gemeinschaft lehnte die kalte Fusion ab und ignorierte Mills und seine Arbeit. Mills tat dasselbe und versuchte, nicht in den Schatten der kalten Fusion zu geraten.

Inzwischen hat das Gebiet der Kalten Fusion seinen Namen in Low Energy Nuclear Reactions (LENR) geändert und besteht weiterhin. Einige Wissenschaftler versuchen weiterhin, den Fleischmann-Pons-Effekt zu erklären. Andere haben die Kernfusion abgelehnt, untersuchen aber andere mögliche Prozesse, die die überschüssige Hitze erklären könnten. Wie Mills waren sie vom Potenzial für kommerzielle Anwendungen angezogen. Sie interessieren sich hauptsächlich für die Energieerzeugung für den industriellen Bedarf, Haushalte und Verkehr.

Eine kleine Anzahl von Unternehmen, die gegründet wurden, um neue Energietechnologien auf den Markt zu bringen, haben Geschäftsmodelle, die denen jedes Technologie-Start-ups ähneln: eine neue Technologie definieren, versuchen, eine Idee zu patentieren, das Interesse von Investoren wecken, Finanzmittel erhalten, Prototypen bauen, Führen Sie eine Demonstration durch, kündigen Sie Arbeitstermine an Geräte zum Verkauf. Aber in der neuen Energiewelt ist das Überschreiten von Fristen die Norm. Noch hat niemand den letzten Schritt getan, ein funktionierendes Gerät zu demonstrieren.

Neue Theorie

Mills wuchs auf einer Farm in Pennsylvania auf, erwarb einen Abschluss in Chemie am Franklin and Marshall College, Grad in der Medizin ein Harvard Universität und studierte Elektrotechnik an der Massachusetts Technologisches Institut. Als Student begann er, eine Theorie zu entwickeln, die er "The Grand Unified Theory of Classical Physics" nannte und auf der er, wie er sagt, basiert klassische Physik und Angebote neues Modell Atome und Moleküle, ausgehend von den Grundlagen der Quantenphysik.

Es ist allgemein anerkannt, dass ein einzelnes Wasserstoffelektron um seinen Kern schießt und sich in der annehmbarsten Grundzustandsbahn befindet. Es ist einfach unmöglich, das Wasserstoffelektron näher an den Kern zu bringen. Aber Mills sagt, dass es möglich ist.

Er ist jetzt Forscher bei Airbus Defence & Space und sagt, er habe die Aktivitäten von Mills seit 2007 nicht mehr verfolgt, weil die Experimente keine eindeutigen Anzeichen von überschüssiger Energie zeigten. „Ich bezweifle, dass spätere Experimente bestanden haben wissenschaftliche Auswahl“, sagte Ratke.

„Ich denke, es ist allgemein anerkannt, dass die Theorie von Dr. Mills, die er seinen Aussagen zugrunde legt, widersprüchlich und nicht voraussagbar ist“, so Rathke weiter. Man könnte fragen: „Könnten wir so viel Glück gehabt haben, auf eine Energiequelle zu stoßen, die einfach funktioniert, indem wir dem Falschen folgen theoretischer Ansatz?" ».

In den 1990er Jahren mehrere Forscher, darunter ein Team aus Forschungszentrum Lewis berichtete unabhängig davon, den Mills-Ansatz zu replizieren und überschüssige Wärme zu erzeugen. Das NASA-Team schrieb in dem Bericht, dass „die Ergebnisse alles andere als schlüssig sind“ und sagte nichts über Hydrinos.

Forscher haben mögliche elektrochemische Prozesse vorgeschlagen, um die Wärme zu erklären, einschließlich elektrochemischer Zellunregelmäßigkeiten, unbekannter Exothermie chemische Reaktionen, Rekombination getrennter Wasserstoff- und Sauerstoffatome in Wasser. Die gleichen Argumente wurden von Kritikern der Fleishman-Pons-Experimente vorgebracht. Aber das NASA-Team stellte klar, dass Forscher das Phänomen nicht abtun sollten, nur für den Fall, dass Mills über etwas stolperte.

Mills spricht sehr schnell und kann ewig über technische Details sprechen. Neben der Vorhersage von Hydrinos behauptet Mills, dass seine Theorie die Position jedes Elektrons in einem Molekül perfekt vorhersagen kann spezielle Software zum Modellieren von Molekülen und sogar in komplexen Molekülen wie DNA. Verwendung der Norm Quantentheorie für Wissenschaftler schwer vorherzusagen präzises Verhalten etwas Komplexeres als ein Wasserstoffatom. Mills behauptet auch, dass seine Theorie das Phänomen der Expansion des Universums mit Beschleunigung erklärt, das Kosmologen noch nicht vollständig herausgefunden haben.

Darüber hinaus sagt Mills, dass Hydrinos durch die Verbrennung von Wasserstoff in Sternen wie unserer Sonne erzeugt werden und dass sie im Spektrum des Sternenlichts zu finden sind. Wasserstoff gilt als das am häufigsten vorkommende Element im Universum, aber Mills behauptet, dass Hydrinos dunkle Materie sind, die im Universum nicht zu finden ist. Astrophysiker wundern sich über solche Vorschläge: „Ich habe noch nie von Hydrinos gehört“, sagt Edward W. (Rocky) Kolb Universität Chicago, ein Experte für das dunkle Universum.

Mills berichtete über die erfolgreiche Isolierung und Charakterisierung von Hydrinos unter Verwendung spektroskopischer Standardtechniken wie Infrarot, Raman und Spektroskopie. Kernspinresonanz. Darüber hinaus können Hydrinos seiner Meinung nach Reaktionen eingehen, die zum Auftreten neuer Arten von Materialien mit " erstaunliche Eigenschaften". Dazu gehören Leiter, die laut Mills die Welt der elektronischen Geräte und Batterien revolutionieren werden.

Und obwohl seine Aussagen widersprechen öffentliche Meinung Die Ideen von Mills scheinen weniger exotisch als andere ungewöhnliche Komponenten des Universums. Beispielsweise ist Myonium ein bekanntes, kurzlebiges exotisches Gebilde, das aus einem Antimyon (einem positiv geladenen Teilchen ähnlich einem Elektron) und einem Elektron besteht. Chemisch verhält sich Myonium wie ein Wasserstoffisotop, ist aber neunmal leichter.

SunCell, Hydrin-Brennstoffzelle

Egal, wo die Hydrinos auf der Glaubwürdigkeitsskala stehen, Mills sagte vor einem Jahrzehnt, dass BLP bereits darüber hinausgegangen sei wissenschaftliche Bestätigung, und sie interessiert sich nur für die kommerzielle Seite des Problems. Im Laufe der Jahre hat BLP über 110 Millionen US-Dollar an Investitionen aufgebracht.

Der Ansatz von BLP zur Herstellung von Hydrinos hat sich in vielerlei Hinsicht manifestiert. In frühen Prototypen verwendeten Mills und sein Team Elektroden aus Wolfram oder Nickel elektrolytische Lösung Lithium oder Kalium. Der angelegte Strom spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff und at richtigen Bedingungen Lithium oder Kalium spielten die Rolle eines Katalysators für die Energieaufnahme und den Zusammenbruch der Elektronenbahn von Wasserstoff. Die beim Übergang vom atomaren Grundzustand in einen Zustand niedrigerer Energie entstehende Energie wurde in Form eines hellen Hochtemperaturplasmas freigesetzt. Die damit verbundene Wärme wurde dann verwendet, um Dampf zu erzeugen und einen elektrischen Generator anzutreiben.

Das SunCell-Gerät wird jetzt am BLP getestet, bei dem Wasserstoff (aus Wasser) und ein Oxidkatalysator mit zwei Strömen aus geschmolzenem Silber in einen kugelförmigen Kohlenstoffreaktor geleitet werden. Ein an das Silber angelegter elektrischer Strom löst eine Plasmareaktion zur Bildung von Hydrinos aus. Die Energie des Reaktors wird von Kohlenstoff eingefangen, der als "Schwarzkörper-Wärmesenke" fungiert. Wenn es auf Tausende von Grad erhitzt wird, gibt es Energie in Form von sichtbarem Licht ab, das von Photovoltaikzellen eingefangen wird, die das Licht in Elektrizität umwandeln.

Wenn es um kommerzielle Entwicklungen geht, wirkt Mills manchmal paranoid und manchmal wie ein praktischer Geschäftsmann. Er hat sich registriert Warenzeichen Hydrino. Und weil ihre Patente die Erfindung des Hydrinos beanspruchen, beansprucht die BLP geistiges Eigentum für die Forschung des Hydrinos. In dieser Hinsicht verbietet das BLP anderen Experimentatoren, auch nur Grundlagenforschung an Hydrinos durchzuführen, die ihre Existenz bestätigen oder widerlegen kann, ohne zuvor eine Vereinbarung über geistiges Eigentum zu unterzeichnen. „Wir laden Forscher ein, wir wollen, dass andere es tun“, sagt Mills. „Aber wir müssen unsere Technologie schützen.“

Stattdessen ernannte Mills autorisierte Validatoren, die behaupten, die Erfindungen von BLP validieren zu können. Der eine ist Elektroingenieur an der Bucknell University, Professor Peter M. Jansson, der dafür bezahlt wird, die BLP-Technologie durch sein Beratungsunternehmen Integrated Systems zu evaluieren. Jenson behauptet, dass seine Zeitvergütung „meine Schlussfolgerungen als unabhängiger Forscher in keiner Weise beeinflusst. wissenschaftliche Entdeckungen". Er fügt hinzu, dass er „die meisten Entdeckungen widerlegt“ habe, die er untersucht habe.

„BLP-Wissenschaftler arbeiten daran echte Wissenschaft, und bisher habe ich keine Fehler in ihren Methoden und Ansätzen gefunden, - sagt Jenson. „Im Laufe der Jahre habe ich im BLP viele Geräte gesehen, die eindeutig in der Lage sind, überschüssige Energie in sinnvollen Mengen zu produzieren. Ich denke, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft einige Zeit brauchen wird, um die Möglichkeit der Existenz von niederenergetischen Zuständen von Wasserstoff zu akzeptieren und zu verdauen. Meiner Meinung nach ist die Arbeit von Dr. Mills unbestreitbar.“ Jenson fügt hinzu, dass BLP bei der Kommerzialisierung der Technologie mit Herausforderungen konfrontiert ist, aber die Hindernisse eher geschäftlicher als wissenschaftlicher Natur sind.

In der Zwischenzeit hat BLP seit 2014 mehrere Vorführungen seiner neuen Prototypen für Investoren durchgeführt und Videos auf seiner Website veröffentlicht. Diese Ereignisse liefern jedoch keinen eindeutigen Beweis dafür, dass SunCell tatsächlich funktioniert.

Im Juli gab das Unternehmen nach einer Vorführung bekannt, dass die geschätzten Energiekosten von SunCell so niedrig sind – 1 % bis 10 % aller anderen bekannten Energieformen – dass das Unternehmen „netzunabhängige Energie liefern wird einzelne Quellen Versorgung für fast alle stationären u mobile Anwendungen die nicht an das Stromnetz oder Brennstoffquellen gebunden sind“. Mit anderen Worten, das Unternehmen plant, SunCells oder andere Geräte zu bauen und an Verbraucher zu vermieten, eine tägliche Gebühr zu erheben und es ihnen zu ermöglichen, vom Netz zu gehen und kein Benzin oder Solaröl mehr zu kaufen, während sie ein Vielfaches weniger Geld ausgeben.

"Dies ist das Ende der Ära des Feuers, Motor Verbrennungs und zentralisierte Systeme Stromversorgung, sagt Mills. „Unsere Technologie wird alle anderen Energietechnologien obsolet machen. Die Probleme des Klimawandels werden gelöst.“ Er fügt hinzu, dass BLP in der Lage zu sein scheint, die Produktion aufzunehmen, um bis Ende 2017 MW-Anlagen zu starten.

Was ist in einem Namen?

Trotz der Ungewissheit um Mills und BLP ist ihre Geschichte nur ein Teil einer größeren Saga von neue Energie. Als sich nach der ersten Aussage von Fleischman-Pons der Staub gelegt hatte, begannen die beiden Forscher zu untersuchen, was richtig und was falsch war. Sie wurden von Dutzenden von Co-Autoren und unabhängigen Forschern unterstützt.

Viele dieser Wissenschaftler und Ingenieure, oft selbstständig, interessierten sich weniger für kommerzielle Möglichkeiten als für Wissenschaft: Elektrochemie, Metallurgie, Kalorimetrie, Massenspektrometrie und Nukleardiagnostik. Sie führten weiterhin Experimente durch, die überschüssige Wärme erzeugten, definiert als die Energiemenge, die ein System im Verhältnis zu der für seinen Betrieb benötigten Energie abgab. In einigen Fällen wurde über nukleare Anomalien berichtet, wie das Auftreten von Neutrinos, Alphateilchen (Heliumkernen), Isotopen von Atomen und Umwandlungen eines Elements in ein anderes.

Aber am Ende suchen die meisten Forscher nach einer Erklärung für das, was passiert, und wären froh, wenn eine bescheidene Menge Wärme nützlich wäre.

„LENR sind in einer experimentellen Phase und noch nicht theoretisch verstanden“, sagt David J. Nagel, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der Universität. George Washington und ehemaliger Forschungsmanager bei Forschungslabor Morphota. „Einige der Ergebnisse sind einfach unerklärlich. Nennen Sie es kalte Fusion, niederenergetische Kernreaktionen oder wie auch immer - die Namen reichen aus - wir wissen immer noch nichts darüber. Aber es besteht kein Zweifel, dass Kernreaktionen mit chemischer Energie gestartet werden können.“

Nagel nennt das LENR-Phänomen lieber "Gitterkernreaktionen", weil das Phänomen in den Kristallgittern der Elektrode auftritt. Der ursprüngliche Ableger dieses Bereichs konzentriert sich auf den Einbau von Deuterium in die Palladium-Elektrode durch Einspeisung große Energie erklärt Nagel. Die Forscher berichteten, dass solche elektrochemischen Systeme bis zu 25-mal mehr Energie produzieren können, als sie verbrauchen.

Der andere große Ableger des Feldes verwendet eine Kombination aus Nickel und Wasserstoff, die bis zu 400-mal mehr Energie produziert als verbraucht. Nagel vergleicht diese LENR-Technologien gerne mit einem experimentellen internationalen Fusionsreaktor auf Bohrlochbasis berühmte Physik- die Fusion von Deuterium und Tritium - die in Südfrankreich gebaut wird. Die Kosten dieses 20-jährigen Projekts belaufen sich auf 20 Milliarden US-Dollar und das Ziel ist es, das Zehnfache der verbrauchten Energie zu produzieren.

Laut Nagel wächst das Feld der LENR überall, und die Haupthindernisse sind fehlende Finanzierung und instabile Ergebnisse. Einige Forscher berichten beispielsweise, dass eine bestimmte Schwelle erreicht werden muss, um eine Reaktion auszulösen. Zum Betrieb ist möglicherweise eine Mindestmenge an Deuterium oder Wasserstoff erforderlich, oder die Elektroden müssen möglicherweise mit kristallografischer Orientierung und Oberflächenmorphologie hergestellt werden. Die letzte Anforderung gilt für heterogene Katalysatoren, die in der Benzinraffination und in der petrochemischen Industrie verwendet werden.

Nagel räumt ein, dass auch die kommerzielle Seite von LENR Probleme hat. Prototypen in der Entwicklung sind, sagt er, „ziemlich grob“, und es muss noch ein Unternehmen geben, das einen funktionierenden Prototypen demonstriert oder damit Geld verdient hat.

E-Kat von Rossi

Ein bemerkenswerter Versuch, LENR zu kommerzialisieren, wurde von Ingenieur Andrea Rossi von Leonardo Corp. mit Sitz in Miami unternommen. Im Jahr 2011 gaben Rossi und Kollegen auf einer Pressekonferenz in Italien bekannt, dass sie einen Tabletop Energy Catalyst Reactor oder E-Cat bauen würden, der überschüssige Energie in einem Prozess erzeugen würde, in dem Nickel der Katalysator ist. Um die Erfindung zu rechtfertigen, demonstrierte Rossi den E-Cat potenziellen Investoren und den Medien und ernannte unabhängige Gutachter.

Rossi behauptet, dass sein E-Cat einen selbsterhaltenden Prozess durchführt, bei dem ein eingehender elektrischer Strom die Fusion von Wasserstoff und Lithium in Gegenwart einer Pulvermischung aus Nickel, Lithium und Lithiumaluminiumhydrid auslöst, wodurch ein Isotop von Beryllium entsteht. Kurzlebiges Beryllium zerfällt in zwei α-Teilchen und überschüssige Energie wird in Form von Wärme freigesetzt. Ein Teil des Nickels wird zu Kupfer. Rossi spricht über das Fehlen von Abfall und Strahlung außerhalb des Geräts.

Rossis Ankündigung veranlasste die Wissenschaftler, dasselbe zu tun unangenehmes Gefühl, das ist kalte Fusion. Rossi ist vielen Menschen wegen seiner umstrittenen Vergangenheit misstrauisch. In Italien wurde er wegen seiner früheren geschäftlichen Betrügereien des Betrugs beschuldigt. Rossi sagt, dass diese Vorwürfe der Vergangenheit angehören und wolle nicht darüber diskutieren. Er hatte auch einmal einen Vertrag zum Bau thermischer Anlagen für das US-Militär, aber die von ihm gelieferten Geräte funktionierten nicht gemäß den Spezifikationen.

2012 kündigte Rossi ein 1-MW-System an, das zum Heizen großer Gebäude geeignet ist. Er ging auch davon aus, dass er bereits 2013 eine Fabrik haben würde, die jährlich eine Million 10-kW-Geräte in Laptopgröße für den Heimgebrauch produziert. Aber weder die Fabrik noch diese Geräte sind passiert.

Im Jahr 2014 lizenzierte Rossi die Technologie an Industrial Heat, eine öffentliche Cherokee-Investmentfirma, die Immobilien kauft und alte Industriegebiete für neue Entwicklungen räumt. Im Jahr 2015 Generaldirektor Cherokee, Tom Darden, ein ausgebildeter Anwalt und Umweltschützer, nannte Industrial Heat „eine Finanzierungsquelle für LENR-Erfinder“.

Laut Darden hat Cherokee Industrial Heat ins Leben gerufen, weil die Investmentfirma glaubt, dass die LENR-Technologie eine Erforschung wert ist. „Wir waren bereit, uns zu irren, wir waren bereit, Zeit und Ressourcen zu investieren, um zu sehen, ob dieser Bereich für unsere Mission, Umweltverschmutzung zu verhindern, nützlich sein könnte“, sagt er.

In der Zwischenzeit hatten Industrial Heat und Leonardo einen Streit und verklagen sich nun gegenseitig wegen Verstößen gegen die Vereinbarung. Rossi würde 100 Millionen Dollar erhalten, wenn der jährliche Test seines 1-MW-Systems erfolgreich wäre. Rossi sagt, der Test sei vorbei, aber Industrial Heat glaubt das nicht und befürchtet, dass das Gerät nicht funktioniert.

Laut Nagel hat der E-Cat Begeisterung und Hoffnung in das LENR-Feld gebracht. Er behauptete 2012, dass er Rossi nicht für einen Betrüger hielt, "aber ich mag einige seiner Testansätze nicht." Nagel meinte, Rossi hätte vorsichtiger und transparenter agieren sollen. Aber Nagel selbst glaubte damals, dass LENR-Geräte bis 2013 im Handel erhältlich sein würden.

Rossi forscht weiter und hat die Entwicklung weiterer Prototypen angekündigt. Aber er sagt nicht viel über seine Arbeit. Er sagt, die 1-MW-Einheiten seien bereits in Produktion und er habe die „notwendigen Zertifizierungen“ erhalten, um sie zu verkaufen. Heimgeräte, sagte er, warten noch auf die Zertifizierung.

Nagel sagt, dass der Status quo nach der Pause in den Rossi-Ankündigungen zu LENR zurückgekehrt ist. Die Verfügbarkeit kommerzieller LENR-Generatoren wurde um mehrere Jahre verschoben. Und selbst wenn das Gerät die Reproduzierbarkeitsprobleme übersteht und nützlich ist, werden seine Entwickler einen erbitterten Kampf mit Regulierungsbehörden und Benutzerakzeptanz führen.

Aber er bleibt optimistisch. „LENR wird möglicherweise bereits im Handel erhältlich, bevor sie es sind volles Verständnis wie beim Röntgen“, sagt er. Er hat bereits ein Labor an der Universität ausgestattet. George Washington für neue Experimente mit Nickel und Wasserstoff.

Wissenschaftliche Hinterlassenschaften

Viele Forscher, die weiterhin an LENR arbeiten, sind Wissenschaftler im Ruhestand. Für sie ist das nicht einfach, weil ihre Arbeiten seit Jahren ungesehen aus den Mainstream-Journalen zurückkommen und ihre Vorschläge für Vorträge weitergeben wissenschaftliche Konferenzen nahm nicht an. Sie machen sich zunehmend Sorgen um den Status dieses Forschungsgebiets, da ihre Zeit knapp wird. Sie wollen entweder ihr Vermächtnis in Ordnung bringen Wissenschaftsgeschichte LENR, oder zumindest versichern, dass ihr Instinkt sie nicht im Stich gelassen hat.

„Es war sehr bedauerlich, als die kalte Fusion 1989 zum ersten Mal als neue Quelle der Fusionsenergie veröffentlicht wurde und nicht nur als eine neue wissenschaftliche Kuriosität“, sagt der Elektrochemiker Melvin Miles. "Vielleicht könnte die Forschung wie gewohnt weitergehen, mit einer genaueren und genaueren Studie."

Als ehemaliger Forscher am China Lake Naval Research Center arbeitete Miles gelegentlich mit Fleishman zusammen, der 2012 starb. Miles denkt, dass Fleishman und Pons Recht hatten. Doch bis heute weiß er nicht, wie man aus Palladium und Deuterium einen kommerziellen Energieträger für das System herstellen kann, trotz vieler Experimente, bei denen überschüssige Wärme gewonnen wurde, die mit der Produktion von Helium korreliert.

„Warum sollte jemand weiter forschen oder sich für ein Thema interessieren, das vor 27 Jahren für einen Fehler erklärt wurde? fragt Miles. – Ich bin überzeugt, dass die Kalte Fusion eines Tages als eine andere anerkannt wird wichtige Entdeckung, das seit langem akzeptiert wird, und eine theoretische Plattform erscheinen, um die Ergebnisse der Experimente zu erklären.

Kernphysiker Ludwik Kowalski, emeritierter Professor von Montclair staatliche Universität stimmt zu, dass die Kalte Fusion einem schlechten Start zum Opfer gefallen ist. „Ich bin alt genug, um mich an die Wirkung zu erinnern, die die erste Ankündigung auf die wissenschaftliche Gemeinschaft und die Öffentlichkeit hatte“, sagt Kowalski. Zeitweise arbeitete er mit LENR-Forschern zusammen, „aber meine drei Versuche, die sensationellen Behauptungen zu bestätigen, waren erfolglos.“

Kowalski glaubt, dass die erste Schande, die durch die Forschung erlangt wurde, zu einem größeren Problem führte, das der wissenschaftlichen Methode nicht angemessen ist. Ob die LENR-Forscher fair sind oder nicht, Kowalski hält es dennoch für sinnvoll, einem klaren Ja- oder Nein-Urteil auf den Grund zu gehen. Aber es wird nicht gefunden, solange Kaltfusionsforscher als "exzentrische Pseudowissenschaftler" gelten, sagt Kowalski. „Fortschritt ist unmöglich und niemand profitiert davon, dass die Ergebnisse ehrlicher Forschung nicht veröffentlicht werden und niemand sie unabhängig in anderen Labors überprüft.“

Die Zeit wird zeigen

Selbst wenn Kowalski eine endgültige Antwort auf seine Frage bekommt und die Behauptungen der LENR-Forscher bestätigt werden, wird der Weg zur Kommerzialisierung der Technologie voller Hindernisse sein. Viele Startups, selbst solche mit solider Technologie, scheitern aus Gründen, die nichts mit der Wissenschaft zu tun haben: Kapitalisierung, Liquiditätsströme, Kosten, Produktion, Versicherung, nicht wettbewerbsfähige Preise und so weiter.

Nehmen wir zum Beispiel Sun Catalytix. Das Unternehmen verließ das MIT mit der Unterstützung harter Wissenschaft, wurde jedoch Opfer kommerzieller Angriffe, bevor es auf den Markt kam. Es wurde geschaffen, um die künstliche Photosynthese zu kommerzialisieren, die vom Chemiker Daniel G. Nocera, jetzt in Harvard, entwickelt wurde, um Wasser effizient in Wasserstoffbrennstoff umzuwandeln Sonnenlicht und preiswerter Katalysator.

Nosera träumte davon, dass der auf diese Weise produzierte Wasserstoff einfache Brennstoffzellen antreiben und Häuser und Dörfer in rückständigen Regionen der Welt ohne Zugang zum Stromnetz mit Energie versorgen und ihnen ermöglichen könnte, moderne Annehmlichkeiten zu genießen, die den Lebensstandard verbessern. Aber die Entwicklung hat viel gedauert mehr Geld und Zeit, als es zunächst schien. Vier Jahre später gab Sun Catalytix den Versuch auf, die Technologie zu kommerzialisieren, stieg in Flussmittelbatterien ein und wurde dann 2014 von Lockheed Martin gekauft.

Es ist nicht bekannt, ob die Entwicklung von LERR-Unternehmen durch dieselben Hindernisse behindert wird. Zum Beispiel ist Wilk, ein organischer Chemiker, der den Fortschritt von Mills verfolgt hat, damit beschäftigt, wissen zu wollen, ob Versuche, BLP zu kommerzialisieren, auf etwas Realem beruhen. Er muss nur wissen, ob der Hydrino existiert.

Im Jahr 2014 fragte Wilk Mills, ob er die Hydrinos isoliert habe, und obwohl Mills bereits in Abhandlungen und Patenten geschrieben hat, dass es ihm gelungen sei, antwortete er, dass dies noch nicht geschehen sei und dass es „sehr große Aufgabe". Aber Wilk scheint anders zu sein. Wenn der Prozess literweise Hydringas erzeugt, sollte es offensichtlich sein. „Zeigen Sie uns den Hydrino!“, fordert Wilk.

Wilk sagt, dass die Welt von Mills und damit auch die Welt anderer Menschen, die an LENR beteiligt sind, ihn an eines von Zenos Paradoxien erinnert, das von der illusorischen Natur der Bewegung spricht. „Jedes Jahr legen sie den halben Weg bis zur Kommerzialisierung zurück, aber werden sie es jemals schaffen?“ Wilk fand vier Erklärungen für das BLP: Die Berechnungen von Mills sind korrekt; Dies ist ein Betrug; es ist schlechte Wissenschaft; sie ist eine pathologische Wissenschaft, wie sie der Physik-Nobelpreisträger Irving Langmuir nannte.

Langmuir prägte den Begriff vor über 50 Jahren, um den psychologischen Prozess zu beschreiben, von dem sich der Wissenschaftler unbewusst entfernt wissenschaftliche Methode und so vertieft in seinen Beruf, dass er die Unmöglichkeit entwickelt, die Dinge objektiv zu betrachten und zu sehen, was real ist und was nicht. Pathologische Wissenschaft ist „die Wissenschaft von Dingen, die nicht das sind, was sie zu sein scheinen“, sagte Langmuir. Teilweise entwickelt es sich in Bereichen wie Cold Fusion/LENR und gibt trotz Erkennung nicht auf falsche Mehrheit Wissenschaftler.

„Ich hoffe, sie haben recht“, sagt Wilk über Mills und BLP. "Tatsächlich. Ich will sie nicht widerlegen, ich suche nur nach der Wahrheit." Aber wenn „Schweine fliegen könnten“, wie Wilkes sagt, würde er ihre Daten, Theorien und andere daraus folgende Vorhersagen akzeptieren. Aber er war nie ein Gläubiger. „Ich denke, wenn es Hydrinos gegeben hätte, wären sie schon vor vielen Jahren in anderen Labors oder in der Natur gefunden worden.“

Alle Diskussionen über kalte Fusion und LENR enden so: Sie kommen immer zu dem Schluss, dass niemand ein funktionierendes Gerät auf den Markt gebracht hat und keiner der Prototypen in naher Zukunft auf eine kommerzielle Basis gestellt werden kann. Die Zeit wird also der letzte Richter sein.

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