冷聚变反应的梦想仍然可能吗? -科学探索-cnBeta.COM

早在1989年3月,在美国盐湖城举行的新闻发布会上,犹他大学的科学家斯坦利·庞斯和南安普敦大学的马丁·弗莱希曼宣布了一个了不起的消息:它们可以融合氢。 同位素核产生氦原子-太阳具有相似的过程并同时释放核聚变能,但不同之处在于它们进行的冷聚变反应可以在室温下进行,而无需输入更多即可实现核能源。 聚变产生能量。

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当时,哥伦比亚广播公司的新闻报道称,这项研究带来了创造丰富能源的希望,并有望替代化石燃料和常规核能。 但是,根据1989年《纽约时报》上的一篇文章,其他尝试复制该实验的研究人员无法复制该实验的结果,推测该研究的结果是由实验错误引起的。 1999年,哈维·玛德学院的物理学教授彼得·萨塔(Peter Sata)表示,科学界的大多数人不再相信冷聚变是一种真实的现象。 该研究结论发表在《科学美国人》杂志上。

梦想难以消除

尽管如此,科学家对冷聚变的兴趣从未消失,他们继续进行此类研究。 尽管没有科学家能够最终证明它能否实现,但这项工作实际上在其他方面产生了宝贵的认识。

例如:几年前,谷歌资助了一项为期多年的冷聚变研究。 参加者包括来自许多大学的科学家和来自美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员。 他们终于在2019年的《自然》杂志上发表了一篇报告。该文章显示,他们的努力“尚未产生任何确凿的证据来证明冷聚变的效果。”

Google项目参与者之一,加利福尼亚大学戴维斯分校电子与计算机工程教授杰里米·芒迪(Jeremy Mundy)解释说,核聚变是一种潜在的能源,可以提供巨大的能量而不会产生有害的副产物。 为了发生核聚变反应,带正电的原子核必须足够靠近才能融合在一起。 如果发生这种情况,将释放能量。 然而,困难在于这样的事实,即带正电的原子核相互排斥,如果有许多紧密堆积在一起的原子核-密度高,并且它们具有大量动能(在高温下),则会发生反应。

太阳通过核聚变产生能量,但是很难维持地球上核聚变反应所需的温度和密度。 冷聚变意味着核聚变可以在较低温度下发生,并使其有效利用地球能。

芒迪强调说,实际上,很难排除地球上发生冷聚变的可能性。 这是一些理论概念延续至今的原因之一。 尽管我们尚未找到冷熔的任何确凿证据,但这并不意味着该反应不存在。

对于未经启动的反复研究以寻找冷聚变的证据似乎是浪费时间和资源,但科学家们并不这么认为,因为在探索和验证过程中,他们已经收集了其他方面的知识并开创了技术革新。

芒迪说:“这些副产物可能是我们在该领域研究的最大影响之一。 通过与Google的合作,我们对自然,自然材料和自然催化产生了相对较高的影响。 在科学期刊上发表了20多篇论文,并获得了两项专利技术。 除了直接描述低能聚变过程的论文外,我们还出版了有趣的材料(如金属氢化物)的物理和光学性质,以及它们在传感器和催化剂中的用途。 本文的应用。”

HERMES项目

最近,由来自许多国家的科学家组成的欧洲研究团队开始了另一个冷聚变研究-HERMES项目,该项目将使用近年来开发的先进科学技术和工具。 芬兰图尔库大学HERMES项目协调员,材料工程系副教授Pekka Pergio说,这项研究的目的是找到一个可以反复产生异常效应的实验。 目前,我们专注于回顾一些先前的实验。 同时,我们将使用可控的钯单晶。 该模型系统对钯-氢和钯-氘系统的电化学过程进行了深入的分析。 因此,简而言之,HERMES项目结合了钯氢体系的基础研究,重复了一些有前途的早期实验,并开发了新的产品。例如,我们将使用质子传导性固体氧化物来研究高温条件下的反应。

即使这样,研究人员仍不能确定他们能找到有关冷聚变反应的相关证据。 Pergio解释说,科学领域的大多数人都认为这很可能是实验性的幻觉,也就是说,这不是真实的。 当金属中含有大量的氘时,通常似乎没有什么普通的事情发生,但是有时由于某些不清楚的原因,可能会发生奇怪的事情。

最初,Pons和Fleischmann观察到过多的热量,但也有其他异常效应的报道,例如中子辐射或氦产物,但存在许多可再现性问题。 这些反应实际上很可能不是核聚变,而是金属晶格中发生的其他核反应。

HERMES项目的研究团队不会再尝试Pons和Fleischmann的研究。 但是,佩尔乔说,这项研究太费时间,而且非常困难。 他解释说,相反,我们更加关注纳米材料。 加载速度应该更快,并且当添加氘时,由于体积变化引起的应力应该更小。 我们研究的重点之一是所谓的共电沉积实验,即钯-氘电化学沉积。 该方法由美国海军SPAWAR系统中心的Stanislas Spark博士和Pamela Marcel研发。 ·由Boss博士开发和设计的,这些实验有充分的文献记录,相关的研究结果已在多种科学媒体上发表,因此我们的第一种方法是尝试再现其研究结果。

Percho说:“这是一个高风险,高回报的项目,这意味着我们可能无法观察到任何异常情况。另一方面,如果该项目成功,我们将有一个可重复的实验来探索。这些反应。” 根据现代物理学,这样的实验反应不应该发生,因此科学家应该设计一种新的理论来解释这些反应,并且也有可能开发新的热源,因为这些反应被认为会产生多余的电热。

Pergio认为,HERMES的研究旨在收集有关钯氢系统基本特征的信息,这也将有助于开发一种更好的技术来生产氢能来代替燃料电池汽车。

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