注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

万花飞落

本空间旨在搜集全世界的秘密资料,长期更新

 
 
 

日志

 
 

冷聚变,骗局还是希望  

2014-06-10 20:31:05|  分类: 未知科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

《环球科学》杂志社会员:毛柯优 会员编号:SX12090057

自1989年首次提出“冷聚变”以来,关于它是否真实存在的争论到今天也没有定论。相信这一技术的人认为,未来“冷聚变”将成为超级能源,一劳永逸地解决人类的能源之需。不相信它的人则对其嗤之以鼻,认为“冷聚变”是彻头彻尾的伪科学。那么“冷聚变”到底是什么?它究竟蕴含多大的能量?它是伪科学还是超级能源?

冷聚变,骗局还是希望 - 万花飞落 - 万花飞落

冷聚变如果在室温条件下的聚变反应能够实现商业化,人类就可以用海水中提取的重氢来生产丰富的核能。冷聚变的理论假设是,当对氚核进行电解时,分子被融进氮气内,释放一个高能中子,科学家已经探测到了大量热量,然而没有人探测到释放出来的中子。

聚变的梦想正在成为现实。NASA正开发一种便宜,清洁,低能量级别的核反应技术(LENR),在不远的未来,我们会在汽车,飞机,还有家庭中见到它。那时候,没有人再会羡慕钢铁侠的那颗“心脏”。

冷聚变如果在室温条件下的聚变反应能够实现商业化,人类就可以用海水中提取的重氢来生产丰富的核能。冷聚变的理论假设是,当对氚核进行电解时,分子被融进氮气内,释放一个高能中子,科学家已经探测到了大量热量,然而没有人探测到释放出来的中子。

每当提起核能利用,摆在我们面前只有两个选择:聚变与裂变。裂变指由重的原子分裂成轻的原子,它会产生巨大的能量,并是地球上最常用的核电来源。聚变恰巧相反,在一定条件下、由小质量的原子核聚合成重的原子核,同时释放巨大能量。不过人类距离大规模聚变发电尚一些时日。目前主要的几种可控核聚变方式:超声波核聚变,激光约束(惯性约束)核聚变,磁约束核聚变(托卡马克、仿星器等)。可行性较大的可控核聚变反应装置是托卡马克装置。

冷聚变,骗局还是希望 - 万花飞落 - 万花飞落

LENR与我们常谈的聚变和裂变都不相同。聚变和裂变需要强大的原子能量支撑,冷聚变则温和的多。NASA使用一种镍化晶体和氢离子来进行实验。氢离子被吸入镍晶中,这种晶格在一种高频率下震动。震动刺激其镍中的电子,迫使其融入氢离子里,形成缓慢移动的中子。镍迅速地吸收了这些中子,令它们变得不稳定。为了重新获取稳定状态,中子衰变成质子和电子,这种反应令镍转变为铜,并产生能量。根据NASA的说辞,世界上1%的镍产量就可以抵消掉世界上四分之一的燃煤能量供给。NASA同时也说明,碳晶格可以用来替代镍,核反应会把碳转变成氮。这一切是否意味着大家马上就能用上安全清洁的核能?实际上用于发电的5-30THz频率的镍晶格十分难以生产,与此同时、研究LENR的一些实验室也遭遇到了事故。假以时日,普罗大众也能拥有比肩钢铁侠的小反应堆。

冷聚变,骗局还是希望 - 万花飞落 - 万花飞落

LENR的亮点在于清洁与安全。聚变通常会产生快中子,快中子撞击原子核时会造成灾难性后果。LENR能减速快中子,并且不产生电离辐射和辐射废弃物。LENR的这种特质使得它合适在民用中推广。

冷聚变,骗局还是希望 - 万花飞落 - 万花飞落

冷核聚变是现在所用更正式名称—“低能量核反应”(low energy nuclear reactions, LENR)——的通俗名称,隶属于凝态物质核科学(condensed matter nuclear science, CMNS)的范畴。冷核聚变为大众所周知起因于1989年3月“弗莱许曼-庞斯实验”的争议性——由科学家马丁·弗莱许曼(Martin Fleischmann)与史坦利·庞斯(Stanley Pons)所进行。当时有许多科学家努力重复该实验,却发现无法再现一样的结果。人们对冷聚变最大的责难集中在其实验的低重复性和核反应产物不匹配两点上。“冷NASA的LENR实验样品聚变”(Cold Fusion),这是一个曾经轰动世界,后来却被戴上“伪科学”的帽子遭千夫所指、至今依然饱受争议的技术。但是近些年来的新技术似乎又让人们看到了希望。

“弗莱许曼-庞斯实验”丑闻

早在1924年,即在人们知道聚变过程很久以前,德国柏林大学的弗里兹·潘勒塞(FritzPaneth)和库尔特·彼得斯(KurtPeters)曾经强行使氢气通过一个钯阵列,企图以此来产生氦。他们报告说,他们的实验得到了氦4(这是一种现在被认为可以表明发生了聚变的副产物)。不久,约翰·唐德贝尔格(JohnTandaberg)在1927年改进上述两人的方法,让电流通过重水以后再进入一根钯杆,似乎也昭示了可以廉价产生出氦的希望。

可惜,潘勒塞和彼得斯以及唐德贝尔格所用方法得到的那种让他们高兴不已的产品是一种假象,原来是实验室中常会发生的沾染。因此,他们的假说未能成立。 这期间,有关裂变的研究一直集中在需要极高温度的方法。大约在1984年,有两位电化学家开始关注起在低温下产生聚变的课题。他们中间一位是马丁·弗莱西曼,英国皇家学会的成员和南安普敦大学的电化学研究教授;另一位是斯坦利·庞斯,美国犹他大学的化学教授。他们设想,如果强行把两个氘(氢元素的一个变种)原子核挤进一个容不下两个原子核的小空间,这两个氘原子核就有可能发生聚合。金属钯的分子结构便提供了适合这种要求的小空间。

但是,怎样才能把氘核挤入钯金属的晶格中去呢?他们制作了一个简单的电解槽,电解槽里的重水中有所需要的氘原子,而电解槽的阴极是用钯制成的。他们的假说是:电流从阳极向阴极的运动会迫使氘原子核从重水移入钯的晶格,从而在那里发生聚变。因为这种聚变将会是在接近室温的条件下发生,比起在极高温度下发生的聚变,它是“冷的”。弗莱西曼和庞斯两人显然没有意识到他们是在重复潘勒塞、彼得斯和唐德贝尔格的工作。

弗莱西曼和庞斯采用这种方法还需要解决一个问题:怎样才能知道一个电学过程真的产生了一个核事件?查明这一点的主要线索是两个迹象:一个是,发生聚变应产生的辐射,这可以通过测量放射性粒子即中子的数量来加以确定;另一个是,电解槽所产生的能量应当肯定大于提供给电解槽的电能,这可以通过测量温度来加以确定。

在1989年春天,马丁·弗莱西曼和斯坦利·庞斯感到他们的研究还不够成熟,原打算就冷聚变问题继续工作一段时间再发表成果。然而这时他们获悉,布赖汉姆·杨(BrighamYoung)大学也有几位物理学家正在进行类似的实验,虽然要解决的问题与他们的并不相同。庞斯和弗莱西曼感到了压力,觉得必须尽快公布他们的研究成果。无疑,他们渴望获得首先发现冷聚变的殊荣。这时候,犹他大学的律师们和管理层也对他们施加压力,认为只要庞斯和弗莱西曼首先公布他们的成果,那么犹他大学对冷聚变的专利权地位肯定会极大地加强,而布赖汉姆·杨大学的相应地位便会削弱。就是在这样一种情况下,弗莱西曼和庞斯两人在一次记者招待会上宣布,他们在一个电解槽里通过把氘核聚合在一个钯晶格里实现了冷聚变。他们解释说,在这项实验中,输出的能量至少是输入能量的四倍。

1990年3月28~31日,美国犹他大学“国家冷聚变研究所”主办的美国“第一届冷聚变年会”在盐湖城召开。来自国内外的292名学者出席了会议,宣读了40多篇事先约定的学术论文与报告。去年弗里希曼(Fleischmann)和庞斯(Pons)(以下称F-P)宣布实现室温条件下的核聚变,引起了全球强烈反响。4~6月,包括我国在内的不少国家的一些研究机构先后宣布重视了F-P的发现。但是,多数研究机构未能重复F-P的实验结果,特别是未能测出现有的核理论所预言的中子产额,因而对F-P的发现提出了怀疑。

在这种情况下,美国能源部能源研究顾问委员会的冷聚变小组委员会,经访问犹他大学,布里格姆?扬大学,得克萨斯A&M大学,加州理工学院,斯坦福大学后,于1989年7月31日起草了一个临时报告,主要内容为:“目前不为冷聚变研究拨专款”,“希望从实验上检测出氚的产生”,“测量到低产额的中子在科学上是有趣的,但没有产生能源的明显效用”,“鉴于实验和测量的困难性,委员会鼓励协同努力”。1989年10月31日该小组委员会通过了最终报告,其中申称:“到目前为止的(冷聚变)实验尚无令人信服的证据表明冷聚变现象中可以得到有用的能源”;小组委员会“不建议为冷聚变研究提供专款”;“室温条件下的核聚变同过去半个世纪以来获得的有关核反应的所有知识相抵触。它需要发现完全新的核过程”;“从目前的实验结果来看,所称发现被称作冷聚变的新的核过程是没有说服力的。”

很快,舆论开始将指责的矛头对向弗莱希曼和庞斯。“骗子”、“亵渎科学”、“伪科学”一类的言论铺天盖地而来。最终这两位科学家不得不关闭实验室,退出科学界,甚至改变国籍,隐居他国。他们提出的“冷聚变”也成了科学史上最大的丑闻之一。自那以后,“冷聚变”成了科学界的禁忌词汇,“伪科学”的帽子牢牢扣在了“冷聚变”头上。

即便是在今天,国际权威学术刊物仍拒绝发表支持“冷聚变”的实验结果。

  评论这张
 
阅读(594)| 评论(4)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017