常溫核聚變是指在常溫下進行的核聚變反應(yīng),亦稱冷核聚變、冷聚變(CF)或低能核反應(yīng)。1989年3月,弗萊希曼和龐斯公布了常溫核聚變實驗結(jié)果, 在整個科學(xué)界引起了巨大的反響。隨后,美國的洛斯阿拉莫斯實驗室、斯坦福研究所、得克薩斯農(nóng)機大學(xué)、夏威夷大學(xué),以及日本、印度、意大利、俄羅斯等國的科學(xué)工作者紛紛宣布重復(fù)證實了弗萊希曼和龐斯的電解重水產(chǎn)生超熱的冷聚變實驗。但是世界上最著名的核物理實驗室,如英國的哈威爾核物理實驗室、美國的橡樹嶺核物理實驗室、加州理工大學(xué)等,盡管他們有世界上最高水平的探測核聚變產(chǎn)物的中子、γ射線的儀器裝備,卻沒有探測到證明產(chǎn)生了核聚變的產(chǎn)物—中子或γ射線。注意,這就是說,他們是以熱聚變的一般規(guī)律去評判冷聚變的特殊現(xiàn)象。1989年10月31日美國能源研究顧問委員會發(fā)表對冷聚變的評審報告蘭皮書,認(rèn)為沒有可靠的證據(jù)說明產(chǎn)生了冷聚變,冷聚變的實驗證據(jù)與已知的核科學(xué)理論不符,建議聯(lián)邦財政不應(yīng)支持冷聚變研究;1989年11月,歐洲核子研究中心的Morrison把冷聚變貼上病態(tài)科學(xué)的標(biāo)簽;1990年,世界最著名的科學(xué)雜志《Nature》宣布:以后一律不刊登冷聚變的文章。但是,仍有少數(shù)人頂風(fēng)堅持繼續(xù)進行研究,取得了許多的令人信服的實驗證據(jù)。中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所王大倫等人于1989年4月21日用電解法重現(xiàn)了F-P實驗現(xiàn)象后,相繼使用電解法、升降溫度壓力循環(huán)法,氣體放電法開展了含氘金屬中異常現(xiàn)象的研究,取得了一些可喜的實驗結(jié)果。芶清泉教授早在1989年就以原子分子物理和晶體物理為基礎(chǔ)提出了常溫核聚變機理,并預(yù)言在鈦或鈀這類晶體中兩個氘核可以實現(xiàn)冷聚變,產(chǎn)生超熱和聚變產(chǎn)物4He,而且為他后來的實驗所證實。1993年4月,弗萊希曼和龐斯在《Phys.Lett.A》上發(fā)表的一篇新論文,報導(dǎo)了他使用滿意的材料,可提高常溫核聚變實驗的重復(fù)性,已數(shù)百次取得了高位剩余能量,最終達(dá)到了400%的能量增益。
2004年12月1日,美國能源部重新召開了對冷聚變的評審會,評審15年來從低能核反應(yīng)獲得能源的進展。冷聚變科學(xué)家向美國能源部提交了題目為”金屬氘化物中的新物理效應(yīng)“的30頁的報告。能源部組織了18位科學(xué)家作了同行評議,其中9位還參加了為期一天的口頭報告會,來自美國各地的6個研究小組在會上作了報告。這次評審報告認(rèn)為,存在冷聚變效應(yīng),雖然有人認(rèn)為經(jīng)過10多年的研究,效應(yīng)并沒有顯著增加,但是與1989年10月31日能源研究顧問委員會發(fā)表的對冷聚變的評審報告蘭皮書建議聯(lián)邦財政不應(yīng)支持冷聚變研究不同,這次評審報告推薦,聯(lián)邦財政應(yīng)擇優(yōu)支持基于公正的同行評議的優(yōu)秀的冷聚變研究項目。并建議兩個重點研究方面:研究氘化金屬的特征以及研究氘化金屬薄膜產(chǎn)生的核聚變。這樣就把冷聚變研究從病態(tài)科學(xué)解放出來,成為正常科學(xué)。因而,冷聚變科學(xué)家不再是病態(tài)科學(xué)家而是正常科學(xué)家。
冷聚變與熱聚變間的區(qū)別很多。最顯著的是冷聚變所需的反應(yīng)溫度很低,在室溫附近即可觀測到核效應(yīng)。從現(xiàn)有結(jié)果看,反應(yīng)率最大的溫度在室溫到200℃之間;而傳統(tǒng)熱聚變,就是最容易發(fā)生的氘氚聚變的自持溫度也需上億攝氏度,兩者相差約6個數(shù)量級。作一個化學(xué)類比,熱聚變更像無機化學(xué)反應(yīng),常規(guī)技術(shù)手段就是大幅度升溫,加壓以促進反應(yīng)進行,而冷聚變更像生物化學(xué)反應(yīng),需通過催化載體與添加劑選擇、溫度的小范圍控制等精細(xì)條件調(diào)節(jié)(核)反應(yīng)率。未來的冷聚變應(yīng)用可以像太陽能、風(fēng)能等可再生能源一樣,家家戶戶、單位社區(qū)都可能既是用戶也是發(fā)電廠,具有網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性特點,即使某一單元出現(xiàn)故障也不會影響周圍區(qū)域的供電和整個系統(tǒng)的運行。
比爾·蓋茨2014年看到了冷核聚變發(fā)展趨勢,投入了迄今為止冷核聚變領(lǐng)域最大的一筆研發(fā)資金10億美元。2017年11月24日,羅西在瑞典皇家科學(xué)院的禮堂展示了其第三代鎳氫反應(yīng)器E-CAT QX,顯示超過500倍以上的能量輸出。國內(nèi)一些科研院所已經(jīng)開始冷核聚變的研究,工業(yè)界也開始關(guān)注冷核聚變的發(fā)展并嘗試和國外的公司進行接觸。中國核能研究院的蔣崧生老師2015年5月對外公布了一篇他們對E-CAT實驗進行重復(fù)的實驗報告,顯示實驗產(chǎn)生了多余的熱量。西安張航工程師2017年5月實驗采用多孔蘭尼鎳的發(fā)熱裝置取得了較大的過熱。
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