El colapso climático exige un suministro de energía mucho más barato que los combustibles fósiles, resistente al mal tiempo y a los desastres naturales, y sostenible en los insumos de combustible y los productos de contaminación. ¿Puede una nueva tecnología poco entendida de un campo estigmatizado satisfacer la necesidad? La Reacción Nuclear de Baja Energía (LENR) podría ayudar a gran escala muy rápidamente.
En 1989, Pons y Fleischmann proporcionaron un vistazo inicial de una reacción inesperada y mal entendida llamada «fusión fría», que produce mucho calor y muy poca radiación.
LENR está siendo perseguido silenciosamente por muchas grandes compañías aeroespaciales, fabricantes de automóviles líderes, empresas emergentes y, en menor medida, laboratorios nacionales.
A lo largo de los años, muchos equipos han observado la reacción por diversos medios, y ha surgido un patrón consistente, aunque inesperado. Los experimentos se han vuelto más repetibles, más diversos, más inequívocos y con mayor energía.
No hay materiales costosos o tóxicos ni pasos de procesamiento, por lo que podría ser el paso más allá de los combustibles fósiles que hemos estado esperando. No se utilizan materiales regulados por el gobierno, por lo que es posible un camino rápido hacia la comercialización.
La familiaridad con la fusión en caliente llevó a falsas expectativas iniciales. El trabajo de replicación temprano y muy apresurado en el MIT fue declarado un fallo cuando se detectaron neutrones de alta energía pero sin calor. Los requisitos de reacción no se conocían al principio y muchos intentos fallaron en alcanzar los requisitos de carga de combustible y energía de ignición. Incluso cuando se cumplían los requisitos básicos, las características de nanoescala variaban en materiales y hacían que la reacción fuera difícil de reproducir. Pons & Fleischmann tuvo problemas para repetir sus propios resultados de exceso de energía después de agotar su lote inicial de paladio. Hoy en día entendemos mejor cómo los defectos de los materiales crean los altos niveles de energía requeridos.
En muchos experimentos con LENR, el exceso de calor observado excede drásticamente las reacciones químicas conocidas o factibles. Los experimentos han pasado de milivatios a cientos de vatios. Los productos de ceniza se han identificado y comparado cuantitativamente con la producción de energía. Se ha observado radiación de alta energía, y es completamente diferente a la fusión en caliente.
El Dr. McKubre de SRI International sacó a relucir las condiciones requeridas de los datos históricos. Para producir reacciones LENR que producen energía de sobreunidad, una red metálica fuertemente cargada con isótopos de hidrógeno, conducida fuera de equilibrio por algún sistema de excitación que involucra flujo de protones y probablemente electromigración de átomos de red también.
Una gran caracterización cuantitativa de los resultados fue el Dr. El meticuloso experimento de Miles en 1995 en China Lake. LENR libera helio-4 y calor en la misma proporción que la fusión caliente familiar, pero las emisiones de neutrones y rayos gamma al menos 6 órdenes de magnitud menos de lo esperado.
Los sistemas de excitación exitosos incluyeron calor, presión, láseres duales, altas corrientes y ondas de choque superpuestas. Los materiales han sido tratados para crear y manipular defectos, agujeros, defectos, grietas e impurezas, aumentar el área de superficie y proporcionar un alto flujo de protones y corriente de electrones. Los metales sólidos de transición albergan la reacción, incluidos el níquel y el paladio.
La ceniza incluye amplia evidencia de isótopos metálicos en el reactor que han ganado masa como si de la acumulación de neutrones, así como deuterio y tritio mejorados. El tritio se observa en concentraciones variables. Se observan rayos X débiles junto con huellas de otras partículas nucleares.
LENR parece fusión juzgando como un químico podría, por las entradas de hidrógeno y salida de Helio-4 y productos de transmutación. No se parece en nada a la fusión al juzgarlo como un físico de plasma, por señales radiactivas reveladoras.
Convertir hidrógeno en helio liberará mucha energía sin importar cómo se haga. LENR no es energía de punto cero o movimiento perpetuo. La pregunta es si esa energía puede liberarse con herramientas asequibles.
Los físicos de plasma entienden la fusión termonuclear caliente con gran detalle. Las interacciones de plasma involucran pocas partes móviles, y el entorno es aleatorio, por lo que su efecto se reduce a cero. En contraste, el modelado del mecanismo LENR implicará la mecánica cuántica de estado sólido en un sistema de un millón de partes, siendo conducido fuera del equilibrio. En LENR, un acelerador de partículas a nanoescala no se puede dejar fuera del modelo. Una teoría para LENR se basará en herramientas intelectuales que iluminan láseres de rayos X o superconductores o semiconductores de alta temperatura.
Muchas cosas necesitan aclararse. ¿Cómo se concentra el nivel de energía lo suficiente para iniciar una reacción nuclear? ¿Cuál es el mecanismo? ¿Cómo salen las energías de salida en el rango MeV como partículas obvias de alta energía? El Dr. Peter Hagelstein del MIT ha estado trabajando arduamente en un «Modelo de Bosón Giratorio con Pérdida» durante muchos años para cubrir algunos de estos vacíos.
Robert Godes de Brillouin Energy sugiere una teoría que coincide con las observaciones y sugiere una implementación. La » Reacción de Captura Electrónica Controlada.»Los protones en una matriz metálica están atrapados en una fracción de Angstrom bajo calor y presión. Un protón puede capturar un electrón y convertirse en un neutrón ultrafrío que permanece estacionario, pero sin carga. Eso permite que otro protón entre y se una a él, creando hidrógeno y calor más pesados. Eso crea deuterio que va de tritio a Hidrógeno-4. El hidrógeno-4 es nuevo para la ciencia y se predice (y se observa?) a la desintegración beta a Helio-4 en unos 30 milisegundos. Todo esto produce alrededor de 27 MeV en total por átomo de helio-4, en forma de calor.
La reacción de captura de protones y electrones es común en el sol, y predicha por simulación de superordenador en PNNL. Es el reverso de la desintegración beta de neutrones libres. Tal reacción es altamente endotérmica, absorbiendo 780 keV del entorno inmediato.
Los expertos en fisión esperan que los neutrones calientes rompan los átomos fisibles. LENR lo hace al revés: los neutrones ultra fríos (que no pueden ser detectados por detectores de neutrones, pero que pueden ser confirmados fácilmente por cambios de isótopos) son blancos para el hidrógeno.
Por lo tanto, el helio se produce con las herramientas de la química y sin superar la fuerza de repulsión de partículas positivas de Coulomb. Y sin requerir o producir elementos radiactivos.
Es extraño que LENR sea descuidado por el DOE, la industria y el Pentágono. Pero no es más extraño que la historia de la energía nuclear: si no fuera por el liderazgo del Almirante Rickover y sus amigos personales en el Congreso, la energía de fisión nuclear para submarinos y plantas de energía nunca habría visto la luz. Las instituciones mejor dotadas rara vez perturban el statu quo.
La empresa privada está avanzando rápidamente en lugar del apoyo del gobierno. Lamentablemente, eso significa que no puede mantenerse al día confiando en una suscripción a «Science».»Pero estad atentos.