Nauka

Włoski domowy reaktor termojądrowy

20.01.2011 13:40
Powstało urządzenie, które dzięki zimnej fuzji dostarcza najtańszą energię na świecie. Masowa produkcja takiej domowej elektrowni ruszy jeszcze w tym roku.

W nauce jest niewiele tematów bardziej kontrowersyjnych niż zimna fuzja. Nie ma teorii, która by ją wyjaśniła, ale Włosi opracowali urządzenie, które niezawodnie ją przeprowadza. Zimna fuzja to, najkrócej rzecz ujmując, hipotetyczna reakcja zachodząca w temperaturze zbliżonej do pokojowej, podczas której dwa małe jądra atomowe łączą się, tworząc cięższe jądro. Podczas takiej fuzji wydziela się, oczywiście, olbrzymia ilość energii.

Jako pierwsi mieli ją przeprowadzić Stanley Pons i Martin Fleishmann w latach 80. XX wieku, jednak ich eksperymentu nigdy nikomu nie udało się powtórzyć. Fleischmana i Ponsa okrzyknięto oszustami, a wszelki słuch o nich zaginął. Temat szybko został skompromitowany. Słowa "Cold Fusion" stały się synonimem oszustwa w naukowym świecie. 

Prace trwają, choć nie ma teorii

Od kilku lat temat powraca. Problemy energetyczne ludzkości są tak duże, że badacze nie ustają w poszukiwaniach nowych źródeł energii – najlepiej takich, których po prostu nie sposób wyczerpać. Dlatego badania nad ziemną fuzją trwają dalej.

W zeszłym roku pisaliśmy o LENR (przeczytaj >>>). To jedna z nazw, które zastąpiły skompromitowaną „zimna fuzję”. LENR to Low Energy Nuclear Reactions – Niskoenergetyczne Reakcje Jądrowe. Jednak zasada pozostała ta sama. Badacze chcą zbudować urządzenie, w którym zachodziły będą reakcje syntezy jąder izotopów wodoru w temperaturze pokojowej. Efektem reakcji powinno być ciepło (i to dużo ciepła) oraz, w zależności od typu reakcji, promieniowanie gamma, jądra helu, trytu, protony.

Dlaczego zimna fuzja to kamień filozoficzny? „Normalne” reakcje termojądrowe wymagają bardzo wysokich energii. Albo ogromnych temperatur rzędu kilkunastu milionów stopni, lub rozpędzenia cząstek do ogromnych prędkości w akceleratorach. Jądra atomów są naładowane dodatnio i, aby się połączyły, muszą pokonać tak zwaną barierę Coulomba. W normalnych pokojowych temperaturach teoretycznie reakcje syntezy jąder wodoru nie zachodzą. Tyle przynajmniej mówi obowiązująca w świecie naukowym teoria.

Czy zatem zimna fuzja jest teoretycznie niemożliwa? Wprost przeciwnie. Klasyczna zimna synteza może zachodzić w bardzo specyficznych warunkach w bardzo silnym polu magnetycznym i rotującym elektrycznym. Pola jednak muszą być tak silne, że w ziemskich warunkach są niemożliwe do odtworzenia. Pojawiają się w skalach astrofizycznych.

Tym niemniej: zimna fuzja zachodzi. Obecnie coraz więcej ośrodków naukowych, w tym amerykańskie wojskowe laboratoria, ale także japońskie, włoskie, izraelskie i chińskie, donoszą o eksperymentach z zimną fuzją, w których, ich zdaniem, musi dochodzić do reakcji syntezy jąder deuteru. „Klasyczna” zimna fuzja miałaby zachodzić podczas elektrolizy (przepuszczania prądu elektrycznego) przez tak zwaną ciężką wodę z użyciem elektrod z palladu. W procesie tym obserwowano wydzielanie się znacznych ilości ciepła, nadmiarowych jak na „zwykłą” reakcję chemiczną. Według doniesień udało się także znaleźć jądra helu, neutrony, promieniowanie. Gdyby tak było byłaby to bardzo silna przesłanka, że jednak zimna fuzja zachodzi. Trudno bowiem wytłumaczyć inaczej wyniki tajemniczej reakcji.

Kłopot polega na tym, że po pierwsze: nie zawsze pojawiają się wszystkie wymagane produkty syntezy, a po drugie nikt nie potrafi wytłumaczyć mechanizmu reakcji zimnej fuzji. I po trzecie wreszcie: powtarzane eksperymenty raz się udają, a raz nie. Nikt nie wie, dlaczego.  

Włosi mogą za każdym razem

Wszystko wskazuje na to, że Włosi pokonali barierę powtarzalności. Andrea Rossi i Sergio Focardi z Uniwerytetu w Bolonii ogłosili właśnie, że opracowali urządzenie, w którym możliwe jest przeprowadzenie zimnej fuzji i uzyskanie energii 12 400 W (a energia dostarczona wyniosła tylko 400 W). W miniony piątek na prywatnej konferencji prasowej pokazali swoją cudowną maszynę i przeprowadzili eksperyment, który miał być zimną fuzją niklu z wodorem.

Dodatkową sensacją było to, że urządzenie jest już gotowe do masowej, komercyjnej produkcji, która może rozpocząć się jeszcze w tym roku.

Reaktor Rossiego Focardiego ma zużywać 1000 W energii, które po kilku minutach funkcjonowania spada do 400 W. Podczas każdej minuty jego działania 292 gramy wody o temperaturze 20 stopni C zmieniają się w parę o temperaturze 101 stopni. Zwykle podniesienie temperatury wody o 80 stopni potrzebuje 12 400 W, a zatem to poważny zysk energetyczny. Uzyskaną energię cieplną można przetworzyć na elektryczną. Włosi obliczyli, że koszt tak uzyskanej elektryczności to mnie niż 1 cent za 1 kW. To dużo mniej niż w przypadku węgla czy gazu!

Podczas fuzji powstaje miedź i promieniowanie, co upewnia włoskich odkrywców, że rzeczywiście generują reakcje jądrowe. Włosi zapewniają przy tym, że cały proces nie wytwarza odpadów jądrowych, nie „ucieka” również żadne promieniowanie. Wystarczy wcisnąć przycisk i cieszyć się najtańszą energią na świecie.

Co na to świat nauki?

Rossi i Focardi opublikowali swoje ustalenia w Journal of Nuclear Physics, czasopiśmie założonym przez nich samych. Na razie, oczywiście, nie mają dobrej teorii, która wyjaśnia, jak działa ich maszyna. – Obecność miedzi i energii to wystarczające dowody – mówią.

Z powodu braku odpowiedniej teorii, maszyna Włochów została nagłośniona tylko przez niektóre media. Steven B. Krivit, wydawca New Energy Times, zauważa, że urządzenie Rossiego i Focardiego podobne jest do urządzenia LENR, opracowanego przez Francesco Piantelliego ze Sieny. Krivit zdaje się wręcz sugerować plagiat. – Ja wykonałem działające urządzenie, a Piantelli nie – broni się Rossi.

Inni zauważają z przekąsem, że Rossi ma na koncie przestępstwa skarbowe, oszustwa podatkowe i nielegalny import złota. Czyżby odkrył nowe źródło dochodów?

Są jednak i tacy, którzy wierzą bolońskim fizykom. Giuseppe Levi, fizyk jądrowy z INFN (Włoski Instytut Fizyki Jądrowej) pomógł im nawet zorganizować konferencję. Levi potwierdza, że 12 kW energii rzeczywiście pojawia się w urządzeniu „znikąd”.

W bolońskie urządzenie chcą zainwestować Grecy - Defkalion Energy z siedzibą w Atenach stworzy komercyjną wersje urządzenia. – To dla nas najważniejsze – mówi Rossi. – Rywalizacja toczy się na rynku. Jeżeli ktoś posiada działającą technologię, nie musi przekonywać ludzi próżnym gadaniem. Robi reaktor, który działa, a następnie go sprzedaje. To właśnie robimy – odgryza się.

Pozostaje pytanie, co właściwie zachodzi w urządzeniu Włochów. I czym dokładnie  jest zimna fuzja.

(ew/PhysOrg.com/polskieradio.pl)

Zobacz relację z bolońskiej konferencji i prezentację urządzenia (język włoski):

Ten artykuł nie ma jeszcze komentarzy, możesz być pierwszy!
aby dodać komentarz
brak
Komitet Obrony Robotników

Czytaj także

Zimna fuzja jądrowa

Amerykańscy naukowcy mają nadzieje na rozwiązanie wszystkich problemów energetycznych świata.

Chodzi o zjawisko tak zwanej zimnej fuzji jądrowej. Jest ona przedmiotem rozmów podczas trwającego w Salt Lake City spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.

Fuzja jądrowa to proces łączenia się atomów ciężkiego wodoru. Zachodzi na słońcu i innych gwiazdach, dając ogromne ilości energii. Naukowcy chcą doprowadzić do takiej fuzji na Ziemi, jednak stworzenie odpowiednich warunków - wysokiej temperatury i ciśnienia - jest bardzo trudne.

Niektórzy fizycy uważają, że można to zrobić w znacznie niższych temperaturach niż na słońcu - stąd nazwa zimna fuzja - ale trwające od 20 lat badania na razie nie przyniosły żadnych rezultatów. Amerykańscy eksperci zgromadzeni w Salt Lake City debatują teraz nad przełomowymi metodami, które mogłyby okazać się skuteczne.

Nadziei dostarczają także badania Japończyków, których eksperymenty dają duże ilości energii niewiadomego pochodzenia. Jednak zdaniem sceptyków, doprowadzenie do zimnej fuzji w warunkach ziemskich nie jest możliwe.

Zobacz więcej na temat: salt lake city

Czytaj także

LENR

Wyobraź sobie laptopa, którego nigdy nie trzeba podłączać do prądu. Samochód, który tankujesz raz na 4 lata. To wcale nie musi być science fiction. To LENR.

Ponad 20 lat temu dwójka naukowców, Martin Fleischmann i Stanley Pons, obwieścili światu, że zaobserwowali reakcje syntezy jądrowej zachodzącą w prostym urządzeniu w temperaturze pokojowej. Świat zawrzał. Badacze z różnych ośrodków na całym świecie zaczęli ogłaszać, że także prowadzą badania nad tym zjawiskiem. Niestety, po jakimś czasie okazało się, że nikomu nie udało się powtórzyć eksperymentu Fleischmanna i Ponsa. Nigdzie poza ich laboratorium nie powtórzono tak zwanej Zimnej Fuzji – Cold Fusion.

Fleischmana i Ponsa okrzyknięto oszustami. Oni sami zamknęli swoje laboratoria, wyjechali z USA i zaszyli się na odludziu, a wszelki słuch o nich zaginął. Środowisko naukowe potępiło ich eksperymenty. Słowa "Cold Fusion" stały się synonimem oszustwa w naukowym świecie.

 

Ale nie wszyscy zaprzestali badania Zimnej Fuzji. Mrówcza praca toczyła się już bez kamer i konferencji prasowych. Nie używano słów Zimna Fuzja. Zmieniono na LENR, czyli Low Energy Nuclear Reactions – Niskoenergetyczne Reakcje Jądrowe. Jednak zasada pozostała ta sama. Zbudować urządzenie, w którym zachodziły będą reakcje syntezy jąder izotopów wodoru w temperaturze pokojowej. Efektem reakcji powinno być ciepło (i to dużo ciepła) oraz w zależności od typu reakcji: promieniowanie gamma, jądra Helu, Trytu, Protony.

Normalna fizyka a zimna fuzja

„Normalne” reakcje termojądrowe wymagają bardzo wysokich energii. Albo ogromnych temperatur rzędu kilkunastu milionów stopni, lub rozpędzenia cząstek do ogromnych prędkości w akceleratorach. Jądra atomów są naładowane dodatnio i, aby się połączyły, musza pokonać tak zwaną barierę Coulomba. W normalnych pokojowych temperaturach teoretycznie reakcje syntezy jąder wodoru nie zachodzą. Tyle przynajmniej mówi obowiązująca w świecie naukowym teoria.

Czy zatem zimna fuzja jest teoretycznie niemożliwa? Otóż jest. Klasyczna zimna synteza może zachodzić w bardzo specyficznych warunkach w bardzo silnym polu magnetycznym i rotującym elektrycznym. Pola jednak muszą być tak silne, że w ziemskich warunkach są niemożliwe do odtworzenia. Pojawiają się w skalach astrofizycznych.

Zimna fuzja
Zdolność palladu do absorbowania wodoru zauważył pierwszy, jeszcze w XIX wieku Thomas Graham. W latach 20 reakcję zmiany wodoru w hel (reakcję syntezy jądrowej) w obecności palladu odkryli dwaj Austriacy Friedrich Paneth i Kurt Peters. Wycofali się jednak ze swoich odkryć, gdyż uznali, że hel był tylko zanieczyszczeniem z powietrza. Pierwszy określenia Zimna fuzja użył Luis W. Alvarez w artykule opublikowanym w New York Times w 1956 roku. Prace teoretyczne o zimnej fuzji pisał między innymi laureat nagrody Nobla z fizyki Julian Schwinger. Nobla otrzymał wraz z Richardem Ph. Feynmanem i Shinichiro Tomonagą za opracowanie relatywistycznej elektrodynamiki kwantowej.

A jednak coraz więcej ośrodków naukowych, w tym amerykańskie wojskowe laboratoria, ale także japońskie, włoskie, izraelskie i chińskie, donoszą o eksperymentach z zimną fuzją, w których, ich zdaniem, musi dochodzić do reakcji syntezy jąder deuteru. „Klasyczna” zimna fuzja miałaby zachodzić podczas elektrolizy (przepuszczania prądu elektrycznego) przez tak zwaną ciężką wodę z użyciem elektrod z palladu. W procesie tym obserwowano wydzielanie się znacznych ilości ciepła, nadmiarowych jak na „zwykłą” reakcję chemiczną. Według doniesień udało się także znaleźć jądra helu, neutrony, promieniowanie. Gdyby tak było byłaby to bardzo silna przesłanka, że jednak zimna fuzja zachodzi. Trudno bowiem wytłumaczyć inaczej wyniki tajemniczej reakcji.

Uda się, albo się nie uda

Kłopot polega na tym, że po pierwsze: nie zawsze pojawiają się wszystkie wymagane produkty syntezy, a po drugie nikt nie potrafi wytłumaczyć mechanizmu reakcji zimnej fuzji. I po trzecie wreszcie: powtarzane eksperymenty raz się udają, a raz nie. Nikt nie wie, dlaczego.
Ale jak zatem wyjaśnić fenomen LENR, nadmiarowe ciepło, jądra helu, neutrony, promieniowanie? Sceptycy uważają, że winne są złe metody detekcji, zanieczyszczenia, czy błędy w obliczeniach. Optymiści co do wynalezienia taniego, niekończącego się źródła energii, jakim ma być zimna fuzja, odpowiadają, że dochowują wszelkich zasad w trakcie eksperymentów, unikając zanieczyszczeń i wielokrotnie sprawdzając wyniki eksperymentów. Zjawiska nie da się wytłumaczyć tylko błędami. Wyniki reakcji wykraczają poza granice błędu. W jednym z chińskich laboratoriów ilość wytworzonego ciepła była tak duża, że doszło do eksplozji, której przyczyn nikt nie potrafi wyjaśnić.

Dobrą teorię poproszę!

W tej chwili naukowcy eksperymentujący z zimną fuzją starają się stworzyć wiarygodną teorię tłumaczącą zjawisko. Po pierwsze trzeba wyjaśnić, jak jądra deuteru pokonują barierę Coulomba. Po drugie opisać mechanizm, który jest odpowiedzialny za szybkie rozpraszanie energii reakcji, gdyż nie stwierdzono w eksperymentach gwałtownych emisji ciepła, jak w „zwykłych” syntezach deuteru (takich jak na przykład w bombie termojądrowej). Po trzecie teoria musi opisać precyzyjnie środowisko, w jakim reakcje syntezy zachodzą, gdyż eksperyment czasem się udaje a czasem nie. I po czwarte wreszcie należy wyjaśnić, jak to się dzieje, że w wyniku reakcji powstają jądra helu (co jest typowe dla syntezy deuteru), ale nie pojawia się promieniowanie gamma, co jest już bardzo dziwne.

 

Wiele teorii już powstało, ale żadna nie odpowiada na wszystkie pytania. To w świecie nauki nie jest aż tak bardzo dziwne. Żadna jednak przekonująco nie tłumaczy, jak to się dzieję, że jądra izotopu wodoru łączą się ze sobą, mimo że mają bardzo niską energię.

Coś jednak w zimnej fuzji jest. Podczas odbywającego się w San Francisco 239 dorocznego posiedzenia Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego w sympozjum poświęconym LENR zorganizowanym przez dr. Jana Marwana blisko 50 naukowców ma przedstawić swoje osiągnięcia z zimną syntezą. – Większość naukowców nie boi się już mówić otwarcie z fenomenie zimnej fuzji – mówi Marwan. Wśród naukowców są między innymi przedstawiciele laboratorium SRI International, które pracuje nad zimną fuzją na zlecenie amerykańskiego rządu, czy słynnego MIT. Specjalny raport na temat perspektyw pozyskiwania energii i ewentualnych zastosowań LENR przygotowała w zeszłym roku amerykańska rządowa Agencja Wywiadu Obronnego (Defense Intelligence Agency). Badania prowadzi także ośrodek badawczy Marynarki USA SPAWAR oraz wojskowa agencja nowych technologii DARPA. Ta sama, która stworzyła pierwowzór Internetu ARPANET.

Współczesny kamień filozoficzny

Czy zimna fuzja jest rzeczywistością, czy może współczesnym kamieniem filozoficznym? Nie wiadomo. Alchemikom za pomocą kamienia nie udało się zamienić ołowiu w złoto. Dziś wiemy jednak, że takie reakcje są możliwe. Właśnie dzięki rozszczepianiu i syntezie jądrowej. Potencjalne zyski z opanowania LENR są niewyobrażalne. Można by budować baterie, które działałyby latami. Laptopy kupowałoby się naładowane i nigdy nie trzeba by ich podłączać do sieci. Kiedy jądrowa bateria wyczerpałaby się, kupowalibyśmy nowego. Samochody raz na kilka lat oddawalibyśmy do serwisu, gdzie zmieniano by baterię napędzającą silnik. Zasoby deuteru znajdującego się w morskiej wodzie są praktycznie niewyczerpane. Ludzkość opanowała by idealnie czystą energię, bez spalania paliw kopalnych, dwutlenku węgla, zanieczyszczenia środowiska. Energię tanią i bezpieczną.

Andrzej Szozda

Źr. Physorg.com, lenr-canr.org, wikipedia.org. darpa.mil, cbs.com

Reportarz telewizji CBS o zimnej fuzji