Il collasso climatico richiede una fornitura di energia molto più economica dei combustibili fossili, resistente alle intemperie e ai disastri naturali e sostenibile negli input di carburante e nelle uscite dall’inquinamento. Può una nuova tecnologia poco conosciuta da un campo stigmatizzato soddisfare la necessità? La reazione nucleare a bassa energia (LENR) potrebbe aiutare su larga scala molto rapidamente.
Nel 1989 Pons e Fleischmann fornirono un primo assaggio di una reazione inaspettata e poco conosciuta chiamata “fusione fredda”, che produce molto calore e pochissime radiazioni.
LENR è perseguito tranquillamente da molte grandi aziende aerospaziali, case automobilistiche leader, aziende di avvio e, in misura minore, laboratori nazionali.
Nel corso degli anni molte squadre hanno osservato la reazione con vari mezzi, ed è emerso un modello coerente, anche se inaspettato. Gli esperimenti sono diventati più ripetibili, più diversi, più inequivocabili e più alti in energia.
Non ci sono materiali costosi o tossici o fasi di lavorazione, quindi potrebbe essere il passo oltre i combustibili fossili che stavamo aspettando. Non vengono utilizzati materiali regolamentati dal governo, quindi è possibile un percorso rapido verso la commercializzazione.
La familiarità con la fusione a caldo ha portato a false aspettative iniziali. I primi lavori di replicazione molto frettolosi al MIT sono stati dichiarati un fallimento quando sono stati rilevati calore ma non neutroni ad alta energia. I requisiti di reazione non erano noti in un primo momento e molti tentativi non sono riusciti a raggiungere i requisiti di carico del carburante e di energia di accensione. Anche quando i requisiti di base sono stati soddisfatti, le caratteristiche su nanoscala variavano nei materiali e rendevano la reazione difficile da riprodurre. Pons & Fleischmann ha avuto problemi a ripetere i propri risultati di energia in eccesso dopo aver esaurito il loro primo fortunato lotto di palladio. Oggi comprendiamo meglio come i difetti dei materiali creano livelli di energia elevati richiesti.
In molti esperimenti con LENR, il calore in eccesso osservato supera drasticamente le reazioni chimiche note o fattibili. Gli esperimenti sono passati da milliwatt a centinaia di watt. I prodotti di cenere sono stati identificati e confrontati quantitativamente con la produzione di energia. La radiazione ad alta energia è stata osservata ed è completamente diversa dalla fusione a caldo.
Dr. McKubre presso SRI International preso in giro le condizioni richieste fuori dei dati storici. Per produrre reazioni LENR che producono energia di unità eccessiva, un reticolo metallico pesantemente caricato con isotopi di idrogeno, guidato lontano dall’equilibrio da un sistema di eccitazione che coinvolge il flusso di protoni e probabilmente anche l’elettromigrazione di atomi di reticolo.
Una grande caratterizzazione quantitativa dei risultati è stata il Dott. Il meticoloso esperimento del 1995 di Miles a China Lake. LENR rilascia elio – 4 e calore nella stessa proporzione di fusione calda familiare, ma le emissioni di neutroni e raggi gamma almeno 6 ordini di grandezza meno del previsto.
I sistemi di eccitazione di successo includevano calore, pressione, doppio laser, alte correnti e onde d’urto sovrapposte. I materiali sono stati trattati per creare e manipolare difetti, fori, difetti, crepe e impurità, aumentare la superficie e fornire un elevato flusso di protoni e corrente di elettroni. I metalli di transizione solidi ospitano la reazione, tra cui Nichel e palladio.
La cenere include ampie prove di isotopi metallici nel reattore che hanno guadagnato massa come se dall’accumulo di neutroni, così come deuterio e trizio potenziati. Il trizio è osservato in concentrazioni variabili. I raggi X deboli sono osservati insieme a tracce di altre particelle nucleari.
LENR sembra fusione giudicare come un chimico potrebbe, dagli ingressi Idrogeno e uscita Elio-4 e prodotti di trasmutazione. Non sembra affatto come la fusione quando la giudica come un fisico del plasma potrebbe-da firme radioattive rivelatrici.
La conversione dell’idrogeno in elio rilascerà molta energia, indipendentemente da come viene eseguita. LENR non è energia a punto zero o moto perpetuo. La domanda è se tale energia può essere rilasciato con strumenti a prezzi accessibili.
I fisici del plasma comprendono la fusione termonucleare calda in grande dettaglio. Le interazioni al plasma coinvolgono poche parti in movimento e l’ambiente è casuale, quindi il suo effetto viene azzerato. Al contrario, la modellazione del meccanismo LENR coinvolgerà la meccanica quantistica a stato solido in un sistema di un milione di parti, essendo guidato lontano dall’equilibrio. In LENR un acceleratore di particelle su scala nanometrica non può essere lasciato fuori dal modello. Una teoria per LENR si baserà su strumenti intellettuali che illuminano laser a raggi X o superconduttori ad alta temperatura o semiconduttori.
Molte cose devono essere chiarite. Come è il livello di energia concentrata abbastanza per avviare una reazione nucleare? Qual è il meccanismo? In che modo le energie di uscita nella gamma MeV vengono fuori come ovvie particelle ad alta energia? Dr. Peter Hagelstein del MIT ha lavorato duramente a un “modello bosone Spin Lossy” per molti anni per coprire alcune di queste lacune.
Robert Godes a Brillouin Energy suggerisce una teoria che corrisponde alle osservazioni e suggerisce un’implementazione. La ” Reazione di cattura elettronica controllata.”I protoni in una matrice metallica sono intrappolati in una frazione di Angstrom sotto calore e pressione. Un protone può catturare un elettrone e diventare un neutrone ultra-freddo che rimane fermo, ma senza la carica. Ciò consente a un altro protone di entrare e unirsi ad esso, creando idrogeno e calore più pesanti. Questo crea deuterio che va al trizio all’idrogeno-4. L’idrogeno-4 è nuovo per la scienza ed è previsto (e osservato?) al decadimento beta in Elio-4 in circa 30 millisecondi. Tutto questo producendo circa 27 MeV in totale per atomo di elio-4, come calore.
La reazione di cattura protone-elettrone è comune nel sole e predetta dalla simulazione al super computer a PNNL. È il contrario del decadimento beta a neutroni liberi. Tale reazione è altamente endotermica – assorbendo 780 keV dalle immediate vicinanze.
Gli esperti di fissione si aspettano che i neutroni caldi rompano gli atomi fissili. LENR lo fa all’indietro: i neutroni ultra freddi (che non possono essere rilevati dai rivelatori di neutroni, ma possono essere facilmente confermati da cambiamenti isotopici) sono bersagli per l’idrogeno.
Quindi l’elio viene prodotto con gli strumenti della chimica e senza superare la forza di repulsione delle particelle positive di Coulomb. E senza richiedere o produrre elementi radioattivi.
È strano che LENR sia trascurato dal DOE, dall’industria e dal Pentagono. Ma non è estraneo alla storia dell’energia nucleare—se non fosse stato per la leadership Ammiraglio Rickover, ei suoi amici personali al Congresso, potenza di fissione nucleare per sottomarini e centrali elettriche non avrebbe mai visto la luce del giorno. Le istituzioni meglio dotate raramente interrompono lo status-quo.
Le imprese private stanno rapidamente compiendo progressi al posto del sostegno governativo. Purtroppo questo significa che non è possibile rimanere aggiornati basandosi su un abbonamento a “Scienza.”Ma rimanete sintonizzati.