Czy marzenie o zimnej fuzji jest wciąż żywe?

W marcu 1989 roku na konferencji prasowej w Salt Lake City naukowcy Stanley Pons z University of Utah i Martin Fleischmann z brytyjskiego University of Southampton wydali zaskakujące oświadczenie. Naukowcom udało się połączyć jądra atomowe izotopu wodoru w celu stworzenia helu – ten sam rodzaju procesu, który napędza słońce – i byli w stanie to zrobić w temperaturze pokojowej, bez wkładania większej ilości energii niż jest w stanie wytworzyć sam proces.

Badania wzbudziły nadzieję na nowe źródło obfitej energii, które zastąpiłoby paliwa kopalne i konwencjonalną energię jądrową, jak donosiła wówczas historia CBS News. Ale inni badacze, którzy próbowali powtórzyć eksperymenty, nie byli w stanie odtworzyć wyników lub doszli do wniosku, że były one spowodowane błędami eksperymentalnymi. “Większość społeczności naukowej nie uważa już zimnej fuzji za prawdziwe zjawisko” – napisał w 1999 roku w Scientific American Peter N. Saeta, profesor fizyki z Harvey Mudd College.

Wciąż żywa koncepcja

Mimo to zainteresowanie naukowców zimną fuzją nigdy całkowicie nie zniknęło i nadal prowadzili się nad nią badania. Chociaż nikt nie był w stanie jednoznacznie udowodnić, że można ją osiągnąć, te starania w rzeczywistości dostarczyły cennej wiedzy w inny sposób.

Na przykład kilka lat temu Google sfinansowało wieloletnie badanie zimnej fuzji, które obejmowało naukowców z kilku uniwersytetów i Lawrence Berkeley National Laboratory. Naukowcy ostatecznie opublikowali artykuł w Nature w 2019 r., który ujawnił, że ich wysiłki “nie przyniosły jeszcze żadnych dowodów na działanie zimnej fuzji”.

“Fuzja jądrowa to potencjalne źródło energii, które może dostarczyć jej ogromnych ilości bez szkodliwych produktów ubocznych” – wyjaśnia Jeremy Munday, jeden z uczestników badań Google. “Aby doszło do fuzji, jądra atomów, które są naładowane dodatnio, muszą zbliżyć się na tyle blisko, aby się stopić (połączyć) ze sobą. Jeśli tak się stanie, energia jest uwalniana. Trudność polega na tym, że dodatnio naładowane jądra odpychają się wzajemnie. Jeżeli wiele jąder znajduje się blisko siebie i mają one dużo energii kinetycznej (wysoka temperatura), taka reakcja może się wydarzyć. Jednak są to warunki bardzo trudne do uzyskania na Ziemi. Zimna fuzja to idea, że ​​fuzja może zachodzić w znacznie niższych temperaturach, co czyni ją wykonalną na Ziemi.

“Naprawdę trudno jest wykluczyć jakieś zjawisko, co jest jednym z powodów, dla których te koncepcje krążyły tak długo” – dodaje Munday. “Nie znaleźliśmy żadnych dowodów na zimną fuzję, ale to nie znaczy, że ona nie istnieje”.

Dla laika może się wydawać, że ponowne badanie w celu znalezienia dowodów na zimną fuzję byłoby stratą czasu i zasobów. Ale naukowcy nie widzą tego w ten sposób, ponieważ szukając, zbierają inne rodzaje wiedzy i odkrywają pionierskie innowacje technologiczne.

“Dzięki współpracy z Google opublikowaliśmy łącznie ponad 20 artykułów w prestiżowych czasopismach, takich jak Nature, Nature Materials, Nature Catalysis itp. oraz otrzymaliśmy dotychczas dwa patenty. Opublikowaliśmy również artykuły na temat fizyki interesujących materiałów i właściwości optycznych wodorków metali, a także ich zastosowania w czujnikach i katalizatorach” – mówi Munday.

Projekt HERMES

W Europie międzynarodowy zespół naukowców rozpoczął niedawno kolejne badanie zimnej syntezy jądrowej, projekt HERMES, w ramach którego zostaną wykorzystane bardziej zaawansowane techniki i narzędzia naukowe opracowane w ostatnich latach.

“Celem jest próba znalezienia eksperymentu, który dałby w sposób powtarzalny pewne anomalne wyniki” – mówi Pekka Peljo, koordynator projektu i profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Materiałowej Uniwersytetu w Turku w Finlandii. “Wracamy do niektórych z wcześniejszych eksperymentów. Zamierzamy również szczegółowo zbadać elektrochemię układów pallad-wodór i pallad-deuter, wykorzystując dobrze kontrolowane systemy modelowe, takie jak monokryształy palladu. Krótko mówiąc, HERMES jest połączeniem fundamentalnych badań układu pallad-wodór, powtórzenia niektórych obiecujących eksperymentów i opracowania nowych podejść. Na przykład przyjrzymy się reakcjom w wyższych temperaturach z wykorzystaniem stałych tlenków przewodzących protony”.

Mimo to naukowcy niekoniecznie spodziewają się znaleźć dowody na zimną fuzję.

“Większość naukowców uważa, że w pierwotnych badaniach najprawdopodobniej pojawił się jakiś artefakt eksperymentalny” – wyjaśnia Peljo. “Zasadniczo, gdy metaliczny pallad jest obciążony dużymi ilościami deuteru, czasami, z nie do końca zrozumiałych powodów, może wydarzyć się coś dziwnego. Pierwotnie Pons i Fleischmann obserwowali nadmierne ciepło, ale później pojawiły się doniesienia o innych anomalnych efektach, takich jak promieniowanie neutronowe lub produkcja helu. Najprawdopodobniej te reakcje nie były w rzeczywistości fuzją, ale innymi reakcjami jądrowymi zachodzącymi w metalowej sieci. “

Badacze z projektu HERMES nie będą próbowali odtworzyć badań Ponsa i Fleischmanna, podczas gdy Peljo twierdzi, że byłoby to zbyt czasochłonne i trudne.

“Zamiast tego skupiamy się na materiałach nanorozmiarowych, w których ładowanie powinno być znacznie szybsze, a naprężenia wynikające ze zmiany objętości po wstawieniu deuteru powinny być znacznie mniejsze” – wyjaśnia.

“Jest to projekt obarczony wysokim ryzykiem i nagrodą, tzn. istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że nie będziemy w stanie zaobserwować niczego anomalnego” – mówi Peljo. “Z drugiej strony, jeśli projekt się powiedzie, będziemy mieli powtarzalny eksperyment w celu zbadania tych reakcji. Według współczesnej fizyki takie reakcje nie powinny mieć miejsca, dlatego należy opracować nową teorię, która będzie mogła wyjaśnić te reakcje. Na horyzoncie widnieje również możliwość opracowania nowych źródeł ciepła, ponieważ uważa się, że w reakcjach tych powstaje nadmiar ciepła z energii elektrycznej”.

Według Peljo, informacje zebrane przez naukowców HERMES na temat podstawowych właściwości systemów palladowo-wodorowych mogą również pomóc w opracowaniu lepszego procesu produkcji wodoru do ogniw paliwowych napędzających samochody.

 

Źródła: Partick J. Kiger / howstuffworks

What is the current scientific thinking on cold fusion? Is there any possible validity to this phenomenon?

Google revives controversial cold-fusion experiments

Revisiting the cold case of cold fusion

HERMES

March 23, 1989: Cold Fusion Gets Cold Shoulder

CBS Coverage of Cold Fusion Announcement

Physicists Debunk Claim Of a New Kind of Fusion

Zdjęcia: Shutterstock

 

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x