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Fusion nucléaire froide. Fusion froide : mythe et réalité

En bref, la fusion froide fait généralement référence à la (prétendue) réaction nucléaire entre des noyaux d'isotopes d'hydrogène à basses températures. La basse température est approximativement la température ambiante. Le mot « présumé » est ici très important, car il n’existe aujourd’hui aucune théorie ou expérience qui indiquerait la possibilité d’une telle réaction.

Mais s’il n’existe pas de théories ou d’expériences convaincantes, pourquoi ce sujet est-il si populaire ? Pour répondre à cette question, il faut comprendre les problèmes de la fusion nucléaire en général. Fusion nucléaire (souvent dit " thermos la fusion nucléaire") est une réaction dans laquelle des noyaux légers entrent en collision en un seul noyau lourd. Par exemple, les noyaux d’hydrogène lourd (deutérium et tritium) sont convertis en noyau d’hélium et en un neutron. Cela libère une énorme quantité d’énergie (sous forme de chaleur). La quantité d’énergie libérée est telle que 100 tonnes d’hydrogène lourd suffiraient à fournir de l’énergie à toute l’humanité pendant une année entière (non seulement en électricité, mais aussi en chaleur). Ce sont ces réactions qui se produisent à l’intérieur des étoiles qui font vivre les étoiles.

Beaucoup d’énergie, c’est bien, mais il y a un problème. Pour déclencher une telle réaction, les noyaux doivent être fortement rapprochés. Pour ce faire, vous devrez chauffer la substance à environ 100 millions de degrés Celsius. Les gens savent comment faire cela, et avec beaucoup de succès. C’est exactement ce qui se passe dans une bombe à hydrogène, où l’échauffement se produit en raison d’une explosion nucléaire traditionnelle. Le résultat est une explosion thermonucléaire de grande puissance. Mais utiliser de manière constructive l’énergie d’une explosion thermonucléaire n’est pas très pratique. C’est pourquoi les scientifiques de nombreux pays tentent depuis plus de 60 ans de freiner cette réaction et de la rendre gérable. À l'heure actuelle, nous avons déjà appris à contrôler la réaction (par exemple, sur ITER, en maintenant un plasma chaud avec des champs électromagnétiques), mais à peu près la même quantité d'énergie est dépensée pour le contrôle que celle libérée lors de la fusion.

Imaginez maintenant qu'il existe un moyen de provoquer la même réaction, mais avec température ambiante. Ce serait une véritable révolution énergétique. La vie de l’humanité changerait au point de devenir méconnaissable. En 1989, Stanley Pons et Martin Fleischmann de l'Université de l'Utah ont publié un article affirmant avoir observé la fusion nucléaire à température ambiante. Une chaleur anormale a été générée lors de l'électrolyse de l'eau lourde avec un catalyseur au palladium. On supposait que les atomes d’hydrogène étaient capturés par le catalyseur et que, d’une manière ou d’une autre, les conditions nécessaires à la fusion nucléaire étaient créées. Cet effet était appelé fusion nucléaire froide.

L'article de Pons et Fleishman a fait beaucoup de bruit. Pourtant, le problème énergétique est résolu ! Naturellement, de nombreux autres scientifiques ont tenté de reproduire leurs résultats. Cependant, personne n’y est parvenu. Ensuite, les physiciens ont commencé à identifier une erreur expérience originale les unes après les autres, et la communauté scientifique est arrivée à la conclusion sans équivoque que l’expérience était intenable. Depuis, aucun succès n’a été enregistré dans ce domaine. Mais certaines personnes ont tellement aimé l’idée de la fusion froide qu’elles le font encore. Dans le même temps, ces scientifiques ne sont pas pris au sérieux dans la communauté scientifique et il ne sera probablement pas possible de publier un article sur le thème de la fusion froide dans une revue scientifique prestigieuse. Pour l’instant, la fusion froide reste juste une bonne idée.

Écologie de la consommation. Science et technologie : La fusion nucléaire froide pourrait être l’une des plus grandes avancées scientifiques si elle était jamais réalisée.

Le 23 mars 1989, l'Université de l'Utah annonçait dans un communiqué de presse que « deux scientifiques avaient lancé une réaction de fusion nucléaire autonome à température ambiante ». Le président de l'université, Chase Peterson, a déclaré que cette réalisation historique n'est comparable qu'à la maîtrise du feu, à la découverte de l'électricité et à la domestication des plantes. Les législateurs de l'État ont alloué d'urgence 5 millions de dollars pour l'établissement Institut National fusion froide, et l'université a demandé au Congrès américain 25 millions supplémentaires. Ainsi a commencé l'un des scandales scientifiques les plus notoires du 20e siècle. La presse et la télévision ont instantanément diffusé la nouvelle dans le monde entier.

Les scientifiques qui ont fait cette déclaration sensationnelle semblaient avoir une solide réputation et étaient totalement dignes de confiance. Membre de la Royal Society et ancien président qui a quitté la Grande-Bretagne pour s'installer aux États-Unis Société internationale L'électrochimiste Martin Fleischmann avait une réputation internationale pour sa participation à la découverte de la diffusion Raman de la lumière améliorée en surface. Le co-auteur de la découverte, Stanley Pons, dirigeait le département de chimie de l'Université de l'Utah.

Alors, qu’est-ce que c’est, mythe ou réalité ?

Source d'énergie bon marché

Fleischmann et Pons ont affirmé qu'ils provoquaient la fusion des noyaux de deutérium à des températures et pressions ordinaires. Leur « réacteur à fusion froide » était un calorimètre avec solution aqueuse sel, qui a été passé à travers électricité. Certes, l'eau n'était pas simple, mais lourde, D2O, la cathode était en palladium et le sel dissous contenait du lithium et du deutérium. La solution a été transmise en continu pendant des mois D.C., de sorte que l'oxygène était libéré à l'anode et l'hydrogène lourd à la cathode. Fleischman et Pons auraient découvert que la température de l'électrolyte augmentait périodiquement de plusieurs dizaines de degrés, et parfois plus, bien que la source d'énergie fournisse une alimentation stable. Ils ont expliqué cela par l'apport d'énergie intranucléaire libérée lors de la fusion des noyaux de deutérium.

Le palladium a une capacité unique à absorber l'hydrogène. Fleishman et Pons croyaient qu'à l'intérieur réseau cristallin de ce métal, les atomes de deutérium sont si rapprochés que leurs noyaux fusionnent avec les noyaux de l'isotope principal, l'hélium. Ce processus se produit avec la libération d'énergie qui, selon leur hypothèse, chauffe l'électrolyte. L'explication était captivante par sa simplicité et a complètement convaincu les hommes politiques, les journalistes et même les chimistes.

Les physiciens clarifient

Cependant, les physiciens nucléaires et les physiciens des plasmas n’étaient pas pressés de battre les timbales. Ils savaient très bien que deux deutons pourraient, en principe, donner naissance à un noyau d'hélium-4 et à un quantum gamma de haute énergie, mais les chances d'un tel résultat sont extrêmement faibles. Même si les deutons entrent dans une réaction nucléaire, celle-ci se termine presque certainement par la création d'un noyau de tritium et d'un proton, ou par l'émergence d'un neutron et d'un noyau d'hélium-3, et les probabilités de ces transformations sont à peu près les mêmes. Si la fusion nucléaire se produit réellement à l’intérieur du palladium, alors elle devrait générer grand nombre des neutrons d'une énergie très certaine (environ 2,45 MeV). Ils ne sont pas difficiles à détecter ni directement (à l'aide de détecteurs de neutrons) ni indirectement (puisque la collision d'un tel neutron avec un noyau d'hydrogène lourd devrait produire un quantum gamma d'une énergie de 2,22 MeV, qui est à nouveau détectable). En général, l'hypothèse de Fleischmann et Pons a pu être confirmée à l'aide d'un équipement radiométrique standard.

Cependant, cela n’a rien donné. Fleishman a utilisé des connexions chez lui et a convaincu les employés du centre nucléaire britannique de Harwell de vérifier son « réacteur » pour la génération de neutrons. Harwell disposait de détecteurs ultra-sensibles pour ces particules, mais ils ne montraient rien ! La recherche de rayons gamma d’énergie appropriée s’est également avérée un échec. Les physiciens de l’Université de l’Utah sont arrivés à la même conclusion. Personnel du Massachusetts Institut de Technologie a tenté de reproduire les expériences de Fleischmann et Pons, mais là encore en vain. Il n’est donc pas surprenant que la tentative de réaliser une grande découverte ait subi un échec cuisant lors de la conférence de l’American Physical Society (APS), qui a eu lieu à Baltimore le 1er mai de la même année.

Sic transit Gloria Mundi

Pons et Fleishman ne se sont jamais remis de ce coup. Un article dévastateur parut dans le New York Times et, fin mai, la communauté scientifique était parvenue à la conclusion que les affirmations des chimistes de l'Utah étaient soit une manifestation d'une extrême incompétence, soit une simple fraude.

Mais il y avait aussi des dissidents, même parmi l’élite scientifique. L'excentrique lauréat du prix Nobel Julian Schwinger, l'un des créateurs de l'électrodynamique quantique, croyait tellement à la découverte des chimistes de Salt Lake City qu'il a révoqué son adhésion à l'AFO en signe de protestation.

Néanmoins, les carrières universitaires de Fleischmann et Pons se terminèrent rapidement et sans gloire. En 1992, ils quittent l’Université de l’Utah et poursuivent leur travail en France avec l’argent japonais jusqu’à ce qu’ils perdent également ce financement. Fleishman est retourné en Angleterre, où il vit à la retraite. Pons renonça à sa citoyenneté américaine et s'installa en France.

Fusion froide pyroélectrique

La fusion nucléaire froide sur des appareils de bureau est non seulement possible, mais également mise en œuvre, et ce en plusieurs versions. Ainsi, en 2005, des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles ont réussi à lancer une réaction similaire dans un récipient contenant du deutérium, à l'intérieur duquel un champ électrostatique a été créé. Sa source était une aiguille en tungstène reliée à un cristal pyroélectrique de tantalate de lithium, lors du refroidissement et du chauffage ultérieur duquel une différence de potentiel de 100 à 120 kV était créée. Un champ d'environ 25 GV/m a complètement ionisé les atomes de deutérium et accéléré ses noyaux à tel point que lorsqu'ils entrent en collision avec une cible de deutéride d'erbium, ils donnent naissance à des noyaux d'hélium-3 et à des neutrons. Le flux maximal de neutrons était de l’ordre de 900 neutrons par seconde (plusieurs centaines de fois supérieur aux valeurs de fond typiques). Bien qu'un tel système ait des perspectives en tant que générateur de neutrons, il est impossible d'en parler comme d'une source d'énergie. De tels appareils consomment beaucoup plus d'énergie qu'ils n'en génèrent : lors d'expériences menées par des scientifiques californiens, environ 10 à 8 J ont été libérés au cours d'un cycle de refroidissement-chauffage de plusieurs minutes (11 ordres de grandeur de moins que ce qui est nécessaire pour chauffer un verre d'eau de 1 °C).

L'histoire ne s'arrête pas là

Début 2011, l'intérêt pour la fusion thermonucléaire froide ou, comme l'appellent les physiciens nationaux, la fusion thermonucléaire froide, a repris dans le monde scientifique. La raison de cet enthousiasme était la démonstration par les scientifiques italiens Sergio Focardi et Andrea Rossi de l'Université de Bologne d'une installation inhabituelle dans laquelle, selon ses développeurs, cette synthèse s'effectue assez facilement.

DANS Plan général C'est ainsi que fonctionne cet appareil. DANS tube en métal Des nanopoudres de nickel et un isotope d'hydrogène ordinaire sont placés dans un radiateur électrique. Ensuite, une pression d'environ 80 atmosphères est créée. Lorsqu'elles sont initialement chauffées à une température élevée (des centaines de degrés), comme le disent les scientifiques, certaines molécules H2 sont divisées en hydrogène atomique, qui entre ensuite dans une réaction nucléaire avec le nickel.

À la suite de cette réaction, un isotope du cuivre est généré, ainsi que un grand nombre de l'énérgie thermique. Andrea Rossi a expliqué que lors des premiers tests de l'appareil, ils en ont reçu environ 10 à 12 kilowatts de puissance, alors que le système nécessitait en moyenne 600 à 700 watts d'entrée (c'est-à-dire l'électricité qui entre dans l'appareil lorsqu'il est branché). ). Il s'est avéré que la production d'énergie en dans ce casétait plusieurs fois supérieur aux coûts, mais c'était exactement l'effet que l'on attendait autrefois de la fusion thermonucléaire froide.

Cependant, selon les développeurs, tout l’hydrogène et le nickel ne réagissent pas dans cet appareil, mais seulement une très petite fraction d’entre eux. Cependant, les scientifiques sont convaincus que ce qui se passe à l’intérieur est précisément une réaction nucléaire. Ils en considèrent la preuve : l'apparition du cuivre dans plus, qu'est-ce qui pourrait constituer une impureté dans le « combustible » d'origine (c'est-à-dire le nickel) ; l'absence d'une consommation importante (c'est-à-dire mesurable) d'hydrogène (puisqu'il pourrait servir de carburant dans une réaction chimique) ; rayonnement thermique généré; et, bien sûr, le bilan énergétique lui-même.

Alors, les physiciens italiens ont-ils vraiment réussi à réaliser une fusion thermonucléaire à basse température (des centaines de degrés Celsius ne sont rien pour de telles réactions, qui se produisent généralement à des millions de degrés Kelvin !) ? C’est difficile à dire, puisque jusqu’à présent toutes les revues scientifiques à comité de lecture ont même rejeté les articles de ses auteurs. Le scepticisme de nombreux scientifiques est tout à fait compréhensible : depuis de nombreuses années, les mots « fusion froide » ont fait sourire les physiciens et les ont associés au mouvement perpétuel. De plus, les auteurs de l'appareil eux-mêmes admettent honnêtement que les détails subtils de son fonctionnement restent encore au-delà de leur compréhension.

Qu’est-ce que cette insaisissable fusion thermonucléaire froide, dont de nombreux scientifiques tentent de prouver la possibilité depuis des décennies ? Afin de comprendre l'essence de cette réaction, ainsi que les perspectives de telles recherches, parlons d'abord de ce qu'est la fusion thermonucléaire en général. Ce terme fait référence au processus par lequel se produit la synthèse de noyaux atomiques plus lourds à partir de noyaux plus légers. Dans ce cas, une énorme quantité d'énergie est libérée, bien plus que lors des réactions nucléaires de désintégration des éléments radioactifs.

Des processus similaires se produisent constamment sur le Soleil et sur d’autres étoiles, c’est pourquoi ils peuvent émettre à la fois de la lumière et de la chaleur. Par exemple, chaque seconde, notre Soleil émet une énergie équivalente à quatre millions de tonnes de masse dans l’espace. Cette énergie est créée par la fusion de quatre noyaux d’hydrogène (c’est-à-dire des protons) en un noyau d’hélium. Dans le même temps, suite à la transformation d'un gramme de protons, 20 millions de fois plus d'énergie est libérée que lors de la combustion d'un gramme charbon. D'accord, c'est très impressionnant.

Mais les gens ne peuvent-ils pas créer un réacteur comme le Soleil afin de produire de grandes quantités d’énergie pour leurs besoins ? Théoriquement, bien sûr, ils le peuvent, puisqu'une interdiction directe d'un tel dispositif n'est établie par aucune des lois de la physique. Cependant, c’est assez difficile à faire, et voici pourquoi : cette synthèse nécessite une température très élevée et la même chose est irréaliste. haute pression. Par conséquent, la création d'un réacteur thermonucléaire classique s'avère économiquement non rentable - pour le lancer, il faudra dépenser beaucoup plus d'énergie qu'il ne pourra en produire au cours des prochaines années de fonctionnement.

Pour en revenir aux découvreurs italiens, force est de constater que les « scientifiques » eux-mêmes n'inspirent pas beaucoup de confiance, ni par leurs réalisations passées, ni par leur position actuelle. Le nom de Sergio Focardi était jusqu'à présent connu de peu de gens, mais grâce à son titre académique de professeur, il n'y a au moins aucun doute sur son implication dans la science. Mais on ne peut pas en dire autant de son compatriote Andrea Rossi. Sur ce moment Andrea est un employé d'une certaine société américaine Leonardo Corp, et à un moment donné, il ne s'est distingué qu'en étant traduit en justice pour évasion fiscale et contrebande d'argent en provenance de Suisse. Mais les « mauvaises » nouvelles pour les partisans de la fusion thermonucléaire froide ne s’arrêtent pas là. Il s'est avéré que Revue scientifique Le Journal of Nuclear Physics, dans lequel les Italiens ont publié des articles sur leur découverte, est en réalité plus un blog qu'une revue à part entière. Et, en plus, ses propriétaires se sont avérés n'être autres que les Italiens déjà familiers Sergio Focardi et Andrea Rossi. Mais la publication dans des publications scientifiques sérieuses sert de confirmation de la « plausibilité » de la découverte.

Sans s'arrêter là, et en allant encore plus loin, les journalistes ont également découvert que l'idée du projet présenté appartenait à une personne complètement différente - le scientifique italien Francesco Piantelli. Il semble que c’est ici qu’une autre sensation s’est terminée sans gloire, et que le monde a encore une fois perdu. » Machine à mouvement perpétuel" Mais comme les Italiens se consolent, non sans ironie, si ce n'est qu'une fiction, du moins ce n'est pas sans esprit, car c'est une chose de faire une farce à des connaissances et une autre de tenter de tromper le monde entier.

Actuellement, tous les droits sur cet appareil appartiennent à la société américaine Industrial Heat, où Rossi dirige toutes les activités de recherche et développement concernant le réacteur.

Il existe des versions basse température (E-Cat) et haute température (Hot Cat) du réacteur. Le premier est destiné à des températures d'environ 100 à 200 °C, le second est destiné à des températures d'environ 800 à 1 400 °C. La société a maintenant vendu un réacteur basse température de 1 MW à un client anonyme pour une utilisation commerciale, et sur ce réacteur en particulier, Industrial Heat effectue des tests et des débogages afin de commencer à fonctionner à grande échelle. production industrielle blocs énergétiques similaires. Comme le précise Andrea Rossi, le réacteur fonctionne principalement grâce à une réaction entre le nickel et l'hydrogène, au cours de laquelle les isotopes du nickel sont transmutés, libérant de grandes quantités de chaleur. Ceux. Certains isotopes du nickel se transforment en d'autres isotopes. Cependant, un certain nombre de tests indépendants ont été effectués, le plus instructif étant celui d'une version haute température du réacteur dans la ville suisse de Lugano. Ce test a déjà été écrit.

En 2012, il a été annoncé que la première unité de fusion froide de Russie avait été vendue.

Le 27 décembre, le site E-Cat World a publié un article sur une reproduction indépendante du réacteur Rossi en Russie. Le même article contient un lien vers le rapport « Étude d'un analogue du générateur de chaleur à haute température de Russie » du physicien Alexander Georgievich Parkhomov. Le rapport a été préparé pour le séminaire physique panrusse « Fusion nucléaire froide et foudre en boule", qui a eu lieu le 25 septembre 2014 à l'Université russe de l'amitié des peuples.

Dans le rapport, l'auteur présente sa version du réacteur Rossi, des données sur son structure interne et tests effectués. Principale conclusion : le réacteur libère en réalité plus d’énergie qu’il n’en consomme. Le rapport entre la chaleur générée et l'énergie consommée était de 2,58. De plus, le réacteur a fonctionné pendant environ 8 minutes sans aucune puissance d'entrée, après que le fil d'alimentation ait grillé, tout en produisant environ un kilowatt de puissance thermique de sortie.

En 2015, A.G. Parkhomov a réussi à fabriquer un réacteur de longue durée avec mesure de pression. Depuis 23h30 le 16 mars, la température est toujours élevée. Photo du réacteur.

Finalement, nous avons réussi à fabriquer un réacteur de longue durée. La température de 1200°C a été atteinte à 23h30 le 16 mars après 12 heures de chauffage progressif et se maintient toujours. Puissance de chauffage 300 W, COP=3.
Pour la première fois, il a été possible d'installer avec succès un manomètre dans l'installation. Avec un chauffage lent, une pression maximale de 5 bars a été atteinte à 200°C, puis la pression a diminué et à une température d'environ 1000°C elle est devenue négative. Le vide le plus poussé, d'environ 0,5 bar, était obtenu à une température de 1 150°C.

Pour des périodes prolongées opération continue Il n'y a aucun moyen d'ajouter de l'eau 24 heures sur 24. Il a donc fallu abandonner la calorimétrie utilisée dans les expériences précédentes, basée sur la mesure de la masse d’eau évaporée. La détermination du coefficient thermique dans cette expérience est réalisée en comparant la puissance consommée par le radiateur électrique en présence et en l'absence d'un mélange carburé. Sans carburant, une température de 1200°C est atteinte pour une puissance d'environ 1070 W. En présence de combustible (630 mg de nickel + 60 mg d'hydrure de lithium et d'aluminium), cette température est atteinte à une puissance d'environ 330 W. Ainsi, le réacteur produit environ 700 W de puissance excédentaire (COP ~ 3,2). (Explication d'A.G. Parkhomov, une valeur plus précise du COP nécessite un calcul plus détaillé). publié

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Fusion froide- la possibilité supposée de réaliser une réaction de fusion nucléaire dans des systèmes chimiques (atomiques-moléculaires) sans échauffement significatif de la substance active. Les réactions de fusion nucléaire connues se produisent à des températures de plusieurs millions de kelvins.

DANS littérature étrangère aussi connu sous le nom:

  1. réactions nucléaires de basse énergie (LENR, réactions nucléaires de basse énergie)
  2. réactions nucléaires chimiquement assistées (CANR)

De nombreux rapports et bases de données approfondies sur la mise en œuvre réussie de l'expérience se sont ensuite révélés être soit des « canards de journaux », soit le résultat d'expériences mal menées. Les principaux laboratoires du monde n'ont pas pu répéter une seule expérience similaire, et s'ils la répétaient, il s'est avéré que les auteurs de l'expérience, en tant que spécialistes étroits, ont mal interprété le résultat obtenu ou n'ont pas effectué l'expérience correctement à tous. mesures nécessaires etc. Il existe également une version selon laquelle tout développement dans cette direction est délibérément saboté par un gouvernement mondial secret. Car le CNF va résoudre le problème des ressources limitées et détruire de nombreux leviers de pression économique.

Histoire de l'émergence des armes nucléaires chimiques

L'hypothèse sur la possibilité d'une fusion nucléaire froide (CNF) n'a pas encore été confirmée et fait l'objet de spéculations constantes, mais ce domaine de la science est toujours activement étudié.

Le SNC dans les cellules d'un organisme vivant

Les ouvrages les plus célèbres sur la « transmutation » de Louis Kervran ( Anglais), publié en 1935, 1955 et 1975. Cependant, il s'est avéré plus tard que Louis Kervran n'existait pas réellement (c'était peut-être un pseudonyme) et les résultats de ses travaux n'ont pas été confirmés. Beaucoup considèrent la personnalité même de Louis Kervran et certains de ses travaux comme un poisson d'avril des physiciens français. En 2003, un livre de Vladimir Ivanovitch Vysotsky, chef du département de mathématiques et de radiophysique théorique à l'Université nationale Taras Shevchenko de Kiev, a été publié, dans lequel il affirme que de nouvelles preuves de « transmutation biologique » ont été découvertes.

CNF dans une cellule électrolytique

Le rapport des chimistes Martin Fleischmann et Stanley Pons sur le CNS - la transformation du deutérium en tritium ou en hélium dans des conditions d'électrolyse sur une électrode de palladium, paru en mars 1989, a fait beaucoup de bruit, mais n'a pas non plus été confirmé, malgré des contrôles répétés.

Les détails expérimentaux

Les expériences de fusion froide comprennent généralement :

  • un catalyseur tel que le nickel ou le palladium, sous forme de films minces, de poudre ou d'éponge ;
  • « fluide de travail » contenant du tritium et/ou du deutérium et/ou de l'hydrogène à l'état liquide, gazeux ou plasmatique ;
  • « excitation » des transformations nucléaires des isotopes de l'hydrogène en « pompant » le « fluide de travail » avec de l'énergie - par chauffage, pression mécanique, exposition à un ou plusieurs faisceaux laser, ondes acoustiques, Champ électromagnétique ou du courant électrique.

Une configuration expérimentale assez populaire pour une chambre de fusion froide consiste en des électrodes de palladium immergées dans un électrolyte contenant de l'eau lourde ou super-lourde. Les chambres d'électrolyse peuvent être ouvertes ou fermées. Dans les systèmes à chambre ouverte, les produits gazeux de l'électrolyse quittent le volume de travail, ce qui rend difficile le calcul du bilan énergie reçue/dépensée. Dans les expériences en chambres fermées, les produits d'électrolyse sont utilisés, par exemple, par recombinaison catalytique dans des parties spéciales du système. Les expérimentateurs s'efforcent généralement d'assurer un dégagement constant de chaleur par un apport continu d'électrolyte. Des expériences telles que la « chaleur après la mort » sont également réalisées, dans lesquelles la libération d'énergie excédentaire (due à la fusion nucléaire supposée) est contrôlée après la coupure du courant.

Fusion froide - troisième tentative

CYAS à l'Université de Bologne

En janvier 2011, Andrea Rossi (Bologne, Italie) a testé une installation pilote de conversion du nickel en cuivre avec la participation de l'hydrogène, et le 28 octobre 2011, il l'a démontrée à des journalistes de médias renommés et à un client des États-Unis. installation industrielle par 1 MW.

Conférences internationales sur le CNF

voir également

Remarques

Liens

  • V. A. Tsarev, Fusion nucléaire à basse température, « Advances in Physical Sciences », novembre 1990.
  • Kuzmin R.N., Shvilkin B.N. Fusion nucléaire froide. - 2e éd. - M. : Connaissance, 1989. - 64 p.
  • documentaire sur l'histoire du développement de la technologie de fusion froide
  • Fusion nucléaire froide – sensation scientifique ou farce ?, Membrana, 03/07/2002.
  • La fusion thermonucléaire froide est encore une farce, Membrana, 22/07/2002.
  • Un réacteur à fusion dans la paume de votre main entraîne des deutons dans la crinière, Membrana, 28/04/2005.
  • Une expérience encourageante de fusion nucléaire froide a été réalisée, Membrana, 28/05/2008.
  • Des physiciens italiens vont faire la démonstration d'un réacteur à fusion froide terminé, Eye of the Planet, 14/01/2011.
  • La fusion froide a été réalisée dans les Apennins. Les Italiens ont présenté au monde un réacteur à fusion froide fonctionnel. "Nezavissimaïa Gazeta", 17/01/2011.
  • Y a-t-il un paradis énergétique à venir ? "Noosphère", 10/08/2011. (lien indisponible)
  • Grande révolution énergétique d’octobre. "Membrana.ru", 29/10/2011.

Fondation Wikimédia. 2010.

Wikipédia

Le soleil est un réacteur thermonucléaire naturel. La fusion thermonucléaire contrôlée (CTF) est la synthèse de noyaux atomiques plus lourds à partir de noyaux plus légers afin d'obtenir de l'énergie, ce qui, contrairement à la fusion thermonucléaire explosive (et... Wikipédia).

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Une liste de problèmes non résolus de la physique moderne est donnée. Certains de ces problèmes sont de nature théorique, ce qui signifie que les théories existantes sont incapables d'expliquer certains phénomènes observés ou expérimentaux... ... Wikipédia

CNF- la fusion nucléaire froide... Dictionnaire des abréviations et abréviations

Le matin, une personne se réveille, allume l'interrupteur - l'électricité apparaît dans l'appartement, qui chauffe l'eau de la bouilloire, fournit de l'énergie pour le fonctionnement du téléviseur et de l'ordinateur et fait briller les ampoules. Une personne prend son petit-déjeuner, quitte la maison et monte dans une voiture qui démarre sans laisser derrière elle l'habituel nuage de gaz d'échappement. Lorsqu'une personne décide de faire le plein, elle achète une bouteille de gaz, inodore, non toxique et très bon marché - les produits pétroliers ne sont plus utilisés comme carburant. Devenu carburant eau de mer. Ce n’est pas une utopie, c’est une journée ordinaire dans un monde où l’homme maîtrise la réaction de fusion nucléaire froide.

Le jeudi 22 mai 2008, un groupe de physiciens japonais de l'Université d'Osaka, dirigé par le professeur Arata, a démontré la réaction de fusion froide. Certains des scientifiques présents à la démonstration l'ont qualifiée de succès, mais la plupart ont déclaré que l'expérience devrait être répétée de manière indépendante dans d'autres laboratoires pour pouvoir affirmer de telles affirmations. Plusieurs publications de physique ont écrit sur la déclaration japonaise, mais les revues les plus respectées du monde scientifique, telles que Science Et Nature, n'ont pas encore publié leur bilan de cet événement. Qu’est-ce qui explique ce scepticisme de la communauté scientifique ?

Le fait est que la fusion nucléaire froide jouit depuis un certain temps déjà d’une mauvaise réputation parmi les scientifiques. À plusieurs reprises, les déclarations sur la mise en œuvre réussie de cette réaction se sont révélées être une falsification ou une expérience incorrecte. Pour comprendre la difficulté de réaliser la fusion nucléaire en laboratoire, il est nécessaire d'aborder brièvement fondements théoriques réactions.

Poulets et physique nucléaire

La fusion nucléaire est une réaction dans laquelle les noyaux atomiques d’éléments légers fusionnent pour former le noyau d’un élément plus lourd. La réaction libère une énorme quantité d’énergie. Cela est dû aux forces d’attraction extrêmement intenses qui opèrent à l’intérieur du noyau et qui maintiennent ensemble les protons et les neutrons qui composent le noyau. À de petites distances – environ 10 à 13 centimètres – ces forces sont extrêmement fortes. D’un autre côté, les protons des noyaux sont chargés positivement et ont donc tendance à se repousser. Le champ d'action des forces électrostatiques est bien plus grand que celui des forces nucléaires, de sorte que lorsque les noyaux sont éloignés les uns des autres, les premiers commencent à dominer.

DANS conditions normales L'énergie cinétique des noyaux des atomes légers est trop faible pour qu'ils puissent surmonter la répulsion électrostatique et entrer dans une réaction nucléaire. Vous pouvez rapprocher les atomes les uns des autres en les heurtant à grande vitesse ou en utilisant des pressions et des températures ultra élevées. Cependant, en théorie, il existe également manière alternative, permettant d'effectuer la réaction souhaitée pratiquement « sur la table ». L'un des premiers à exprimer l'idée de mettre en œuvre la fusion nucléaire à température ambiante dans les années 60 du siècle dernier fut le physicien français, lauréat prix Nobel Louis Kervran.

Le scientifique a attiré l'attention sur le fait que les poules qui ne reçoivent pas de calcium dans leur alimentation pondent néanmoins des œufs en coquille normaux. La coquille est connue pour contenir beaucoup de calcium. Kervran a conclu que les poulets le synthétisent dans leur corps à partir d'un élément plus léger : le potassium. Le physicien a identifié les mitochondries, centrales énergétiques intracellulaires, comme sites de réactions de fusion nucléaire. Malgré le fait que beaucoup considèrent cette publication de Kervran comme un poisson d'avril, certains scientifiques se sont sérieusement intéressés au problème de la fusion nucléaire froide.

Deux histoires presque policières

En 1989, Martin Fleischmann et Stanley Pons annonçaient qu'ils avaient conquis la nature et forcé le deutérium à se transformer en hélium à température ambiante dans un appareil d'électrolyse de l'eau. Le plan expérimental était le suivant : les électrodes étaient plongées dans de l'eau acidifiée et un courant était passé à travers - une expérience courante dans l'électrolyse de l'eau. Cependant, les scientifiques ont utilisé une eau et des électrodes inhabituelles.

L'eau était "lourde". C'est-à-dire que les isotopes légers (« ordinaires ») de l'hydrogène ont été remplacés par des isotopes plus lourds, contenant en plus d'un proton également un neutron. Cet isotope s'appelle le deutérium. De plus, Fleischmann et Pons ont utilisé des électrodes en palladium. Le palladium se distingue par son étonnante capacité à « absorber » de grandes quantités d’hydrogène et de deutérium. Le nombre d’atomes de deutérium dans une plaque de palladium peut être comparé au nombre d’atomes de palladium lui-même. Dans leur expérience, les physiciens ont utilisé des électrodes préalablement « saturées » de deutérium.

Lorsqu'un courant électrique traversait de l'eau « lourde », des ions deutérium chargés positivement se formaient qui, sous l'influence de forces d'attraction électrostatiques, se précipitaient vers l'électrode chargée négativement et « s'écrasaient » dessus. Dans le même temps, comme les expérimentateurs en étaient sûrs, ils se sont approchés des atomes de deutérium déjà situés dans les électrodes à une distance suffisante pour que la réaction de fusion nucléaire se produise.

La preuve de la réaction serait la libération d'énergie - dans ce cas cela se traduirait par une augmentation de la température de l'eau - et l'enregistrement du flux de neutrons. Fleischman et Pons ont déclaré que les deux avaient été observés dans leur configuration. Le message des physiciens a provoqué une réaction extrêmement violente de la part de la communauté scientifique et de la presse. Les médias ont décrit les plaisirs de la vie après l'introduction généralisée de la fusion nucléaire froide, et les physiciens et chimistes du monde entier ont commencé à revérifier leurs résultats.

Au début, plusieurs laboratoires semblaient pouvoir répéter l'expérience de Fleischmann et Pons, dont les journaux rapportaient volontiers, mais peu à peu il devint clair que dans les mêmes conditions initiales, différents scientifiques obtenaient des résultats complètement différents. Après avoir revérifié les calculs, il s'est avéré que si la réaction de synthèse de l'hélium à partir du deutérium s'était déroulée comme décrit par les physiciens, alors le flux de neutrons libéré aurait dû les tuer immédiatement. La percée de Fleischmann et Pons s’est avérée être simplement une expérience mal menée. Et en même temps, il a enseigné aux chercheurs à se fier uniquement aux résultats publiés d’abord dans des revues scientifiques à comité de lecture, et ensuite seulement dans les journaux.

Après cette histoire, les chercheurs les plus sérieux ont cessé de chercher des moyens de mettre en œuvre la fusion nucléaire froide. Pourtant, en 2002, le sujet refait surface dans les débats scientifiques et dans la presse. Cette fois, les physiciens américains Rusi Taleyarkhan et Richard T. Lahey, Jr. ont revendiqué la conquête de la nature. Ils ont déclaré qu'ils étaient capables d'obtenir la convergence des noyaux nécessaire à la réaction en utilisant non pas le palladium, mais l'effet de cavitation.

La cavitation est la formation de cavités ou de bulles remplies de gaz dans un liquide. La formation de bulles peut être notamment provoquée par le passage d'ondes sonores à travers le liquide. Dans certaines conditions, les bulles éclatent, libérant de grandes quantités d’énergie. Comment les bulles peuvent-elles aider à la fusion nucléaire ? C’est très simple : au moment de « l’explosion », la température à l’intérieur de la bulle atteint dix millions de degrés Celsius – ce qui est comparable à la température du Soleil, où la fusion nucléaire se produit librement.

Taleyarkhan et Lehey ont fait passer des ondes sonores à travers de l'acétone dans laquelle l'isotope léger de l'hydrogène (protium) avait été remplacé par du deutérium. Ils ont pu détecter un flux de neutrons de haute énergie, ainsi que la formation d'hélium et de tritium, un autre produit de la fusion nucléaire.

Malgré la beauté et la logique du plan expérimental, la communauté scientifique a réagi plus que froidement aux déclarations des physiciens. Les scientifiques ont fait l’objet de nombreuses critiques concernant la configuration de l’expérience et l’enregistrement du flux de neutrons. Taleyarkhan et Leikhi ont réorganisé l'expérience en tenant compte des commentaires reçus - et ont de nouveau obtenu le même résultat. Cependant, une revue scientifique réputée Nature publié en 2006, ce qui a soulevé des doutes sur la fiabilité des résultats. En fait, les scientifiques ont été accusés de falsification.

Une enquête indépendante a été menée à l'Université Purdue, où Taleyarkhan et Leahy sont allés travailler. Sur la base de ses résultats, un verdict a été rendu : l'expérience a été réalisée correctement, aucune erreur ni falsification n'a été trouvée. Malgré cela, alors que Nature aucune réfutation de l'article n'est apparue, mais la question de la reconnaissance de la fusion nucléaire par cavitation fait scientifique accroché en l'air.

Un nouvel espoir

Mais revenons aux physiciens japonais. Dans leur travail, ils ont utilisé le palladium déjà familier. Plus précisément, un mélange de palladium et d'oxyde de zirconium. La « capacité en deutérium » de ce mélange, selon les Japonais, est encore supérieure à celle du palladium. Les scientifiques ont fait passer du deutérium dans une cellule contenant ce mélange. Après avoir ajouté du deutérium, la température à l’intérieur de la cellule a atteint 70 degrés Celsius. Selon les chercheurs, à l'heure actuelle, le nucléaire et réactions chimiques. Après l’arrêt du flux de deutérium dans la cellule, la température à l’intérieur est restée élevée pendant encore 50 heures. Les physiciens affirment que cela indique que des réactions de fusion nucléaire se produisent à l'intérieur de la cellule - les noyaux d'hélium sont formés à partir d'atomes de deutérium rapprochés à une distance suffisante.

Il est trop tôt pour dire si les Japonais ont raison ou tort. L'expérience doit être répétée plusieurs fois et les résultats vérifiés. Très probablement, malgré le scepticisme, de nombreux laboratoires le feront. De plus, le responsable de l'étude, le professeur Yoshiaki Arata, est un physicien très respecté. La reconnaissance des mérites d’Arata est attestée par le fait que la démonstration du fonctionnement de l’appareil a eu lieu dans l’auditorium qui porte son nom. Mais comme vous le savez, tout le monde peut faire des erreurs, surtout quand on veut vraiment obtenir un résultat très précis.

Les scientifiques qui ont fait cette déclaration sensationnelle semblaient avoir une solide réputation et étaient totalement dignes de confiance. Membre de la Royal Society et ancien président de la Société internationale d'électrochimie, Martin Fleischman, qui a quitté la Grande-Bretagne pour s'installer aux États-Unis, a acquis une renommée internationale grâce à sa participation à la découverte de la diffusion Raman de la lumière améliorée en surface. Le co-auteur de la découverte, Stanley Pons, dirigeait le département de chimie de l'Université de l'Utah.

Fusion froide pyroélectrique

Il faut comprendre que la fusion nucléaire froide sur des appareils de bureau est non seulement possible, mais également mise en œuvre, et ce en plusieurs versions. Ainsi, en 2005, des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles ont rapporté dans Nature qu'ils étaient capables de déclencher une réaction similaire dans un récipient contenant du deutérium, à l'intérieur duquel un champ électrostatique était créé. Sa source était la pointe d'une aiguille en tungstène reliée à un cristal pyroélectrique de tantalate de lithium, lors du refroidissement et du chauffage ultérieur duquel une différence de potentiel de l'ordre de 100 à 120 kV était créée. Un champ d'environ 25 gigavolts/mètre a complètement ionisé les atomes de deutérium et accéléré ses noyaux à tel point que lorsqu'ils entrent en collision avec une cible de deutéride d'erbium, ils donnent naissance à des noyaux d'hélium-3 et à des neutrons. Le flux maximal de neutrons mesuré était d’environ 900 neutrons par seconde (ce qui est plusieurs centaines de fois supérieur à la valeur de fond typique).
Bien qu'un tel système ait certaines perspectives en tant que générateur de neutrons, en parler comme d'une source d'énergie n'a aucun sens. Cette installation et d'autres dispositifs similaires consomment beaucoup plus d'énergie qu'ils n'en génèrent à la sortie : lors d'expériences menées à l'Université de Californie, environ 10 ^ (-8) J ont été libérés au cours d'un cycle de refroidissement-chauffage de plusieurs minutes. Cela représente 11 commandes. d'ampleur inférieure à celle nécessaire, pour chauffer un verre d'eau de 1 degré Celsius.

Source d'énergie bon marché

Fleischmann et Pons ont affirmé qu'ils provoquaient la fusion des noyaux de deutérium à des températures et pressions ordinaires. Leur « réacteur à fusion froide » était un calorimètre contenant une solution aqueuse de sel à travers laquelle passait un courant électrique. Certes, l'eau n'était pas simple, mais lourde, D2O, la cathode était en palladium et le sel dissous contenait du lithium et du deutérium. Un courant continu traversait continuellement la solution pendant des mois, de sorte que de l'oxygène était libéré à l'anode et de l'hydrogène lourd à la cathode. Fleischman et Pons auraient découvert que la température de l'électrolyte augmentait périodiquement de plusieurs dizaines de degrés, et parfois plus, bien que la source d'énergie fournisse une alimentation stable. Ils ont expliqué cela par l'apport d'énergie intranucléaire libérée lors de la fusion des noyaux de deutérium.

Le palladium a une capacité unique à absorber l'hydrogène. Fleischmann et Pons pensaient qu'à l'intérieur du réseau cristallin de ce métal, les atomes de deutérium étaient si rapprochés que leurs noyaux fusionnaient avec les noyaux de l'isotope principal de l'hélium. Ce processus se produit avec la libération d'énergie qui, selon leur hypothèse, chauffe l'électrolyte. L'explication était captivante par sa simplicité et a complètement convaincu les hommes politiques, les journalistes et même les chimistes.


Accélérateur avec chauffage. Une configuration utilisée dans les expériences de fusion froide par les chercheurs de l'UCLA. Lorsqu'un cristal pyroélectrique est chauffé, une différence de potentiel se crée sur ses faces, créant champ électrique haute tension, dans laquelle les ions deutérium sont accélérés.

Les physiciens clarifient

Cependant, les physiciens nucléaires et les physiciens des plasmas n’étaient pas pressés de battre les timbales. Ils savaient très bien que deux deutons pourraient, en principe, donner naissance à un noyau d'hélium-4 et à un quantum gamma de haute énergie, mais les chances d'un tel résultat sont extrêmement faibles. Même si les deutons entrent dans une réaction nucléaire, celle-ci se termine presque certainement par la création d'un noyau de tritium et d'un proton, ou par l'émergence d'un neutron et d'un noyau d'hélium-3, et les probabilités de ces transformations sont à peu près les mêmes. Si la fusion nucléaire se produit réellement à l’intérieur du palladium, elle devrait alors générer un grand nombre de neutrons d’une énergie très spécifique (environ 2,45 MeV). Ils ne sont pas difficiles à détecter ni directement (à l'aide de détecteurs de neutrons) ni indirectement (puisque la collision d'un tel neutron avec un noyau d'hydrogène lourd devrait produire un quantum gamma d'une énergie de 2,22 MeV, qui est à nouveau détectable). En général, l'hypothèse de Fleischmann et Pons a pu être confirmée à l'aide d'un équipement radiométrique standard.

Cependant, cela n’a rien donné. Fleishman a utilisé des connexions chez lui et a convaincu les employés du centre nucléaire britannique de Harwell de vérifier son « réacteur » pour la génération de neutrons. Harwell disposait de détecteurs ultra-sensibles pour ces particules, mais ils ne montraient rien ! La recherche de rayons gamma d’énergie appropriée s’est également avérée un échec. Les physiciens de l’Université de l’Utah sont arrivés à la même conclusion. Des chercheurs du MIT ont tenté de reproduire les expériences de Fleischmann et Pons, mais encore une fois en vain. Il n’est donc pas surprenant que la tentative de réaliser une grande découverte ait subi un échec cuisant lors de la conférence de l’American Physical Society (APS), qui a eu lieu à Baltimore le 1er mai de la même année.


Diagramme schématique installation de synthèse pyroélectrique avec le cristal représenté dessus, les lignes équipotentielles et les trajectoires des ions deutérium. Un treillis en cuivre mis à la terre protège la tasse Faraday. Le cylindre et la cible sont chargés à +40 V pour collecter les électrons secondaires.

Sic transit Gloria Mundi

Pons et Fleishman ne se sont jamais remis de ce coup. Un article dévastateur parut dans le New York Times et, fin mai, la communauté scientifique était parvenue à la conclusion que les affirmations des chimistes de l'Utah étaient soit une manifestation d'une extrême incompétence, soit une simple fraude.

Mais il y avait aussi des dissidents, même parmi l’élite scientifique. L'excentrique lauréat du prix Nobel Julian Schwinger, l'un des créateurs de l'électrodynamique quantique, croyait tellement à la découverte des chimistes de Salt Lake City qu'il a révoqué son adhésion à l'AFO en signe de protestation.

Néanmoins, les carrières universitaires de Fleischmann et Pons se terminèrent rapidement et sans gloire. En 1992, ils quittent l’Université de l’Utah et poursuivent leur travail en France avec l’argent japonais jusqu’à ce qu’ils perdent également ce financement. Fleishman est retourné en Angleterre, où il vit à la retraite. Pons renonça à sa citoyenneté américaine et s'installa en France.