核聚变|“冷聚变”科普简史(一):神话?科学骗局?一个潜在的能量悬念( 二 )


另一位著名的美国投资者是汤姆·达顿(Tom Darden) , 其为切诺基投资工业热力部门的合作伙伴 。 据悉 , 比尔-盖茨除了从事未来主义核技术的其他方面的工作外 , 还从事这一领域的工作 , 这已经是一个公开的秘密 。
去年早些时候 , 在意大利阿西西举行的第22届国际凝聚态核科学会议(简称ICCF-22)上 , 人们对\"冷聚变\"的兴趣热潮反响异常热烈 。 凝聚态核物理是自第一次宣布冷聚变以来30多年来出现的新科学技术领域的技术名称 。 笔者将在这篇文章和该系列后续的文章中 , 对目前的情况进行了非技术性的概述 。
背景介绍在1989年 , 弗莱施曼(Fleischmann)和庞斯(Pons)究竟做了些什么?简单地说 , 他们使用电流将大量的氘强行注入一根钯金属棒中 。 在一段时间后 , 钯金属棒开始产生比输入能量更多的热量 。 在他们的一些实验中 , 该过剩的热量可以持续了好几天 , 释放出的能量净量是任何已知化学反应所能解释的能量数百倍 。
弗莱施曼(Fleischmann)和庞斯(Pons)得出的结论是:其来源一定是核聚变反应——在这种特殊情况下 , 就是成对的氘核聚变形成氦 。 核聚变反应 , 长期以来被认为是太阳的能量来源 , 也是氢弹的能量来源 , 这是人类第一次也是迄今为止唯一一次大规模实现聚变能 。
最大的问题是 , 氢原子核由于带正电荷 , 而相互彼此排斥 。 为了使它们接近到足以发生核聚变反应的程度:要么必须将氢燃料压缩到几乎无法实现的密度;要么必须使燃料中的原子核以超高速度相互碰撞——相当于数千万度温度时的速度 。 至少 , 这是传统核物理学告诉我们的 。
与此同时 , 核聚变反应总是会释放出大量的高能辐射 , 这对人类来说可能是致命的 , 并会导致附近的物质具有放射性 。
目前 , 已经存在可控条件下达到所需温度的技术;但是 , 尽管在核聚变试验反应堆上投入了数十亿美元 , 实现\"热核聚变\"作为一种商业上可行的能源似乎仍然遥遥无期 。 对于现今的状况来说 , 我们迫切希望的是 , 目前正在进行的创新性私人融资项目将至少改善热核聚变的中期前景 。
“三重轨道”被认为是氘化钯中子发射的证据 。

一场科学的赌博弗莱施曼(Fleischmann)和庞斯(Pons)一开始的想法其实很简单 , 甚至很天真 。 众所周知 , 钯可以吸收大量的氢气 。 事实上 , 钯合金已经被研究成一种可在氢动力汽车中储存氢气的有效方法 。
此外 , 化学家们熟悉的电解过程提供了一种方法 , 其可以在当量相当于普通大气压10000倍或更多倍的情况下 , 将氢核\"泵\"入钯中 。 在钯晶体内部 , 氢核以高密度存在 , 也能够相当自由地移动 。
弗莱施曼-彭斯实验的简化方案:用电流将从重水(D2O)中分裂出来的氘核(D)\"泵\"入钯阴极 。
核聚变反应会发生吗?传统的核物理学似乎会告诉我们 , 几率似乎不大;估计的反应率几乎是无穷小的 。
然而 , 我们有理由认为 , 当核子嵌入致密的晶体环境中时 , 与它们在真空中漂浮时的相互作用时不同的 。 除此之外 , 氢原子核之间的排斥力可能会因为结晶环境中电子的高密度而大大削弱 。 在这样的条件下 , 也许 , 聚变反应速率的标准估计可能会给出错误的答案 。
弗莱施曼(Fleischmann)和庞斯(Pons)决定试一试 , 使用氘(而不是普通的氢) , 因为它的反应性更高 。 1989年 , 当这两位科学家宣布他们在一个桌面大小的实验中 , 实现了室温下的核聚变——\"冷 \"聚变时 , 科学界的怀疑是可以理解的 。
在这一惊人的消息发布后 , 世界各地的科学家纷纷涌向各自的实验室 , 都想复现出弗莱施曼-彭斯的实验结果 。 然而 , 大多结果是惨不忍睹的 。 在绝大多数情况下(虽然不是全部) , 他们完全没有发现任何东西 。 偶尔有些观察到一些零星的热脉冲 , 有些观察到极少量的辐射 , 这导致这些\"被泼冷水\"的科学家们中的大多数 , 将其归结为虚假骗局或实验错误 。