Експеримент Понса-Флейшмана, спроба створити ядерний синтез кімнатної температури

В Березень 1989 р, газети по всьому світу мали такі заголовки, як "Електрохіміки відкривають джерело чистої, необмеженої енергії!" Пов’язані з цим історії розповідають про відкриття двох вчених з Університету штату Юта, Стенлі Понса та Мартіна Флейшмана, які стверджували, що створили ядерний синтез кімнатної температури в банку.

Що таке ядерний синтез?

Злиття - це процес, коли два або більше атомних ядер об'єднуються, утворюючи одне або кілька різних атомних ядер і субатомних частинок, таких як нейтрони або протони. Різниця в масі між ядрами, з яких ви починаєте, і ядрами, з якими ви закінчуєте, перетворюється в енергію за відомою формулою Ейнштейна E = mc², де E - кількість енергії, m - маса, c² - швидкість світла в квадраті.

ПОВ'ЯЗАНІ: МОЩНОСТЬ ЯДЕРНОГО ФУЗЕНСУ В 21 СТОЛІТТІ

Злиття - це те, що діє на такі зірки, як наше Сонце, і термоядерні, або водневі, бомби. На поверхні Сонця, де досягають температури 15 000 000 градусів С, а тиск величезний, атоми водню плавляться і утворюють атоми гелію.

Щоб створити синтез тут на Землі, спочатку потрібно створити плазма, що є іонізованим станом речовини, подібним до газу. У плазмі електрони відокремлені від атомних ядер, а плазма складається із заряджених частинок - позитивних ядер та негативних електронів.

Для створення плавленої плазми потрібно задовольнити три умови:
1. Дуже висока температура, щоб спровокувати зіткнення високих енергій
2. Достатня щільність частинок плазми, щоб виникли зіткнення
3. Достатній час, щоб обмежити плазму в межах визначеного об'єму.

Оскільки плазма досить гаряча, щоб розплавити будь-яку посудину, до якої вона доторкається, вона повинна бути пов'язана з чимось іншим, ніж матерія, і в токамак пристрої, що щось - це магнітні поля.

Токамак - це пристрій, який використовує потужне магнітне поле для обмеження гарячої плазми у формі тор, що має форму пончика. Атоми дейтерій або тритію зливається, утворюючи одне ядро ​​гелію, один нейтрон і вражаючу кількість енергії.

Дейтерій - це ізотоп водню, що має ядро, що містить один протон і один нейтрон. Це подвійна маса звичайного ядра водню, яке містить лише один протон. Тритій - це бета-випромінюючий радіоактивний ізотоп водню з ядром, що містить один протон і два нейтрони. Тритій є тричі важкий, як звичайний водень, і 1.5 разів важчий за дейтерій. Дейтерій міститься в звичайній морській воді в 150 частин на мільйон.

Прикладом реактора типу токамак є I.T.E.R. реактор у Франції.

Інший тип ядерного термоядерного реактора називається реактор інерційного утримання. Він використовує імпульси від надпотужних лазерів, щоб нагріти поверхню пелети з паливом до її вибуху. Це робить його досить гарячим і досить щільним, щоб його атоми плавились. Прикладом цього типу реакторів є Національний запальний центр у США.

Суть полягає в тому, що створює ядерний синтез чотири рази більше енергії, ніж ядернийділення, і чотири мільйони разів більше енергії, ніж хімічна реакція, така як спалювання газу, нафти або вугілля. Одна склянка морської води може виробляти таку ж кількість енергії, як спалювання бареля нафти, і це не дасть жодних відходів. Ядерний синтез може забезпечити всі енергетичні потреби людства, не сприяючи глобальному потеплінню.

Фіаско холодного синтезу

Все це, чому оголошення Понса і Флейшмана про ядерний синтез кімнатної температури в банку звучало так привабливо. Понс і Флейшман наповнили пляшку важкої води, яка є водою, що складається з дейтерію та кисню. Потім вони пропускали електричний струм від катодного паладію через важку воду, і паладій поглинав атоми дейтерію, що, на думку Понса та Флейшмана, змушувало їх плавитися, і генерувало тепло і нейтрони.

Після того, як Університет Юти оголосив про відкриття на 23 березня 1989 р, вчені всього світу намагалися повторити експеримент. Група під керівництвом доктора Натана Льюїса з Каліфорнійського технологічного інституту використовувала більш чутливе обладнання, ніж команда Юти, і вони виявили, що синтезу не відбулося. Вони також виявили, що нейтрони, гамма-промені, тритій або гелій не випромінювались, як стверджувала команда штату Юта.

Автор Травень 1989 р фізики на засіданні Американського фізичного товариства в Балтиморі, штат Меріленд, розв'язали потік атак на Понса і Флейшмана. Доктор Льюїс сказав 1,800 зібрав фізиків, що "Понс ніколи не відповість на жодне з наших запитань ..." Доктор Стівен Е. Кунін з Caltech описав експеримент в Юті як результат "некомпетентності та омани Понса і Флейшмана".

Вчений з Університету штату Меріленд попросив доктора Понса приїхати до АП зустрічі в Балтиморі, але Понс відповів, що "... він був би занадто зайнятий обговоренням холодного синтезу з комітетом Конгресу, щоб приїхати до Балтимору".

Інші установи, серед яких Масачусетський технологічний інститут, Лабораторія Лоуренса Берклі, Університет Рочестера, Національна лабораторія Брукхейвена, Єльський університет та ЦЕРН.

У відповідь директор з досліджень університету штату Юта, д-р Джеймс Брофі, сказав: "Важко повірити, що після п'яти років експериментів доктор Понс і д-р Флейшман могли зробити деякі помилки, про які я чув на засіданні Американського фізичного товариства ". Критика відбулася відразу після того, як університет штату Юта звернувся до Конгресу США з проханням надати його 25 мільйонів доларів продовжувати дослідження Понса та Флейшмана.

В Січень 1991 року, Понс залишив університет штату Юта і переїхав до Франції, де він та Флейшман відновили свої дослідження за підтримки лабораторії IMRA Toyota Motor Corporation. Експеримент з холодного синтезу був закритий 1998 після витрат 40 мільйонів доларів ніяких відчутних результатів не знайдено.

Поки Понс з тих пір не робив публічних декларацій, Флейшманн продовжував виступати та публікувати статті.

Холодний синтез у ЗМІ

Експеримент Понса-Флейшмана з'явився далі Сімпсони. Фільм 1990 року Бичко! посилався на експеримент та документальний фільм 2012 року Віруючі йшлося про Понса та Флейшмана. Adobe ColdFusion було названо після експерименту, як і марка білкових батончиків, вироблена Cold Fusion Foods.

І, в останній сцені улюбленого фільму 1985 року, Назад у майбутнє, Док Браун використовує холодний синтез для живлення своєї машини часу Делорея і повертає Марті та Дженніфер "назад у майбутнє".

Перегляньте відео: Меганаука. Термоядерный синтез (Червень 2022).