создавање на ладна фузија
За да се случи нуклеарна фузија, потребно е големо количество енергија. Со оваа енергија, атомите притиснати едни до други при што се одбиваат поради електростатските сили (сили помеѓу протоните). Но, кога оваа сила е надмината и јадрата се донесени доволно близу, настапува друга многу поголема сила – силната нуклеарна сила. Таа делува само на кратки растојанија, па кога јадрата се доволно близу тие се привлекуваат едни со други поради нуклеарната сила која е посилна од електростатската сила. Се очекува дека енергијата ослободена при ладна фузија е многу поголема од енергијата која се користи за да се соединат јадрата. Некои научници направија експерименти покажувајќи дека ова е возможно при собна температура, но не беа во можност да ги повторат нивните резултати па затоа повеќето научници не им веруваат.
Првиот извештај за таков ефект беше објавен од Мартин Флешман и Стенли Понс од Универзитетот од Јута во 1989 година. Во нивниот документ, тие го соопштија набљудувањето како аномално (прекумерно) загревање на електролитски ќелии при електролиза на тешка вода со паладиумски електроди. При недостаток на објаснувања за изворот на ваквата топлина тие поставија хипотеза дека топлината дојде од нуклеарна фузија на деутериумот. Извештајот на нивните резултати даде надеж за пронаоѓање на ефтин и и изобилни извори на енергија.
Ладната фузија стекна репутација како патолошка наука откако научниците не успејаа да ги повторат своите резултати. Испитувачки одбор организиран од Министерството за енергија на САД во 1989 година не најде уверувачки докази и беше речено дека таквата „нуклеарна фузија на собна температура ... би било спротивно на сите сфаќања за нуклеарните реакции стекнати во последниот половина век” и дека „тоа ќе значи пронајдок на сосема нов нуклеарен процес”.
Од тогаш беа објавени и други извештаи за аномално произведување на топлина и тритиум и беа дискутирани на научни конференции. Повеќето научници ги пречекаа овие извештаи со скептицизам. Во 2004, Министерството за енергија на САД, организира уште еден испитувачки одбор кој, како и тој во 1989, не препорача општо прифатена програма за нуклеарни реакции при ниски енергии. Одборот од 2004 година назначи некои области за истражување кои би помогнале во решавањето на некои контроверзности на ова поле.
[уреди]
Актуелна контроверзност
Одборот на Министерството за Енергија на САД од 1989 истакна дека не е возможно да се изјави категорично дали ладната фузија може да се докаже или побие. Скоро едногласното мислење на критичарите од 2004 се однесуваше на тоа агенциите за финансиска поддршка треба да одобруваат средства само за одредени, добро дизајнирани предлози за експерименти кои се однесуваат на точно одредено научно прашање поврзано или со производството на енергија на Pd/D системи (системи од паладиум и деутериум) или со тоа дека фузните реакции на деутериум се случуваат на енергии од редот на некоку eV. Исто така овие предлози треба да ги исполнуваат научните стандарди и успешно да ги поминат ригорозните прегледи. Скептицизмот за ладната фузија резултира од три теми: недостатокот на постојано повторливи резултати, отсуството на нуклеарни продукти во количини доследни на вишокот топлина и недостатокот на основен теоретски механизам.
[уреди]
Повторување на резултатот
Истражувачите на ладната фузија кои го презентираа својот извештај на Одборот на Министерството за енергија за ладна фузија од 2004 година изјавија дека повторувањето на резултатите може да се оствари при соодветните услови и дека ги открија повеќето причини за неуспех. И покрај тврдењето на овие истражувачи, повеќето критичари изјавија дека ефектите се неповторливи. Одборот од 1989 година изјави дека „дури и еден краток но неоспорен момент на ладна фузија би бил револуционерен. Како резултат на тоа, тешко е да се докажат сите тврдења и затоа секој добар експеримент кој не успева да добие ладна фузија се смета дека не работи поради непознати причини.”
[уреди]
Нуклеарни продукти
Ако вишокот на топлина беше создаден од фузија на две јадра на деутериум тогаш најверојатниот резултат би бил јадро на тритиум и протон или 3He и неутрон. Нивото на неутрони, тритиум и 3He набљудувани во Флешман-Понсовиот експеримент беа под нивото очекувано во поглед на генерираната топлина што значи дека не може да се објасни со овие реакции. Ако вишокот на топлина беше создаден од фузија на две јадра на деутериум во 4He, реакција која е многу ретка, тогаш се ослободуваат гама зраци и хелиум. Во 1989 година недоволно ниво на хелиум и гама зраци беа разгледувани за да се објасни вишокот енергија. Истражувачите на ладната фузија кои го презентираа својот извештај на Одборот од 2004 година рекоа дека три независно направени проучувања од тогаш, покажаа дека количината на производство на хелиум измерено во пареата на гасот се менува линеарно со вишокот енергија.
[уреди]
Теоретски механизми
Одборот од 1989 година забележа дека „нуклеарна фузија на собна температура, од видот кој се дискутира во овој извештај, би било спротивно на сите сфаќања за нуклеарните реакции стекнати во последниот половина век; тоа ќе значи пронајдок на сосема нов нуклеарен процес” но и истакна дека „неуспехот да се изведе теорија која ја образложува ладната фузија може да се отфрли врз основа на тоа дека не се дадени точни објаснувања за овој процес”, тоа значи дека недостатокот на задоволувачко објаснување не може да биде причина за да се отфрлат експерименталните докази.
Набљудувањата на ладната фузија се спротивставуваат на утврдената физика на нуклеарната фузија на неколку начини:
Просечната густина на атомите на деутериум во паладиумовата прачка се чини недоволен за да се формираат парови на јадра доволно близу едни до други за да се случи фузија според познати механизми и теории. Просечното растојание е приближно 0,17 нанометри, растојание на кое силните привлечни нуклеарни сили не можат да ја надминат кулоновата одбивност. Атомите на деутериум се поблиски во D2 гасните молекули што не предизвикува фузија.
Нема познат механизам кој би ослободил фузиона енергија како топлина наместо радијација внатре во релативно мала метална решетка. Директната конверзија на фузиона енергија во топлина не е возможна поради законите на специјална релативност.
Истражувачите на ладната фузија препорачаа голем број на шпекулативни теории за да ги објаснат прикажаните набљудувања, но ниту една од нив не е општоприфатена. Исто така, бидејќи опишаните процеси не се, технички речено, фузија, Министерството за енергија на САД, оваа појава ја нарекува „нуклеарна реакција при ниска енергија”.
[уреди]
Експериментални извештаи
[уреди]
Вишок топлина
Вишокот на енергија набљудуван во некои експерименти е соопштен дека е преку оној припислив на обичните хемиски извори; овој вишок на енергија е припислив од страна на поборници на реакциите на нуклеарна фузија.
Истражувачите на ладната фузија кои го презентираа нивниот извештај на Одборот од 2004 година изјавија дека „хипотезата дека вишокот на енергија се зголемува само како последица на грешки во калориметрија се имаше во предвид, беше студиран, тестиран и конечно отфрлен”. Тие рекоа дека преку 50 експерименти спроведени од SRI International (еден од најголемите истражувачки институти во светот, основан во Универзитетот во Стенфорд во 1946 година) покажаа вишок топлина далеку преку точноста на мерење. Јапонскиот научник Ј. Арата и кинескиот Ј. Ч. Занг изјавија дека забележаа вишок топлинска енергија околу 80 вати (1,8 пати повеќе од влезната енергија) во 12 дена. Истражувачите исто така рекоа дека количеството на енергија забележано во некој од експериментите изгледаше дека е огромен во однос на малата маса на материјалите во ќелијата. Тие рекоа дека нивните контролни експеримети користејќи лесна вода не покажаа вишок топлина. Има преку 200 објавени извештаи за вишок топлина и други критики од некои истражувачи на ладната фузија со слични заклучоци.
Одборот од 2004 година забележаа дека беше направен значаен заклучок во софистикацијата на калориметрите од 1989 година. Процените од критичарите се протегаат меѓу: 1) доказ дека се ослободува вишок енергија, бидејќи, 2) нема убедлив доказ дека се произведува вишок енергија во целина на траењето на експериментот. Критичарите беа половично поделени во мислењето на оваа тема.
Многу од критичарите забележаа дека простите дизајни на експериментите, документацијата и други слични теми го попречуваат сфаќањето и интерпретацијата на резултатите презентирани на Одборот. Оние кои производството на прекумерна енергија не ја најдоа убедлива рекоа дека прекумерна енергија на кратки приоди не е доволна и не е иста со онаа за производство на струја за редистрибуција низ електричната мрежа. Исто така додадоа дека за работа од една деценија ефектот не се има подобрено и добиената енергија е само за неколу процени поголема од вложенатна што значи дека е неисплатливо.
[уреди]
Нуклеарни продукти
Истражувачите на ладна фузија кои го презентираа извештајот на Одборот од 2004 година изјавија дека има недоволно продукти од хемиски реакции за да го образложат вишокот на топлина. Тие рекоа дека три независни студии покажаа дека количината на производство на хелиум измерено во пареата на гасот се менува линеарно со вишокот енергија. Беа превземени претпазливи мерки за да се осигура дека примероците не беа контаминирани со хелиум од земјината атмосфера. Распрснувања на вишок енергија беа временски рамномерни со распрснувања на 4He во пареата на гасот. Меѓутоа, количеството на хелиум во пареата на гасот беше околу половина од очекуваното за извор на топлина од типот D + D -> 4He. Потрагата по неутрони и други енергетски емисии сразмерни со вишокот топлина не донесе резултати. Иако, се чини дека има доказ за трансформации и изотопни аномалии близу до површината на катодата во некои експерименти, доказ кој води кон нови несовпаѓања помеѓу набљудувањата и условната теорија поради зголемената Кулонова бариера, тие рекоа дека е општо прифатено дека овие аномалии не се пепелта поврзана со почетниот ефект на вишок енергија. Има преку 60 објавени извештаи за аномално производство на тритиум и други критики од истражувачи на ладна фузија со слични заклучоци.
Кога беа прашани за доказ на нуклеарни реакции при ниска енергија, дванаесет од осумнаесетте членови на Одборот од 2004 година не чувствуваа дека има некој уверлив доказ, пет сметаа дека доказот е “донекаде уверлив”, а еден беше целосно уверен. Доказот за D+D фузија беше земен за уверлив или донекаде уверлив од некои критичари. За другите, недостатокот на доследност беше навестување дека целосната хипотеза не беше поткрепена. Контаминацијата на апаратите или примероците од воздух кој содржи 4He беа утврдени како еден можен начин за грешни позитивни резултати при некои мерења.
Во 2007 година, Центарот за вселенски и морнарички воени системи во Сан Диего ги објави нивните набљудувања на дупки во CR-39 детектори (CR-39: алил дигликол карбонат – пластичен карбонат кој се користи за изработување на леќи за очи) во експерименти во Европскиот дневник за физика. Тие рекоа дека тие дупки имаат особини доследни со оние набљудувани за нуклеарно генерирани траги, дека паладиумовата катода е изворот на тие дупки и дека не се должат на контаминација или хемиски причини. Тие карактеризираа некои дупки како ефект на неутроните, и рекоа дека други дупки се доследни на оние добиени за алфа честички. Тие изјавија дека експериментот е повторлив.
[уреди]
Нуклеарни трансформации