Încă de când primii susținători ai fuziunii reci au fost râși în oraș în 1989, metoda alternativă a energiei nucleare a fost, în cuvintele unui fizician, „un câmp paria, izgonit de unitatea științifică”. Într-adevăr, premisa de bază a fuziunii la rece - ideea că atomii de temperatură din cameră se pot contopi, oferind cantități masive de căldură care pot fi utilizate pentru a genera electricitate - pare să încalce principiile centrale ale fizicii.
Și totuși, aproximativ 100 de credincioși adevărați din întreaga lume s-au menținut la ea timp de 20 de ani, lucrând furtiv în spatele ușilor închise, disperati să demonstreze că fuziunea la rece - care promite o formă sigură, curată și fără încetare de producție de energie - funcționează cu adevărat.
La începutul acestui an, Andrea Rossi și Sergio Focardi, cercetători de la Universitatea Bologna din Italia, au susținut că au construit o nouă mașină de fuziune la rece, viabilă comercial, numită Catalizatorul de energie sau E-Cat. Ei spun că reactorul lor fuzionează nucleele atomice de nichel și hidrogen, transformând 292 de grame de 68 de grade Fahrenheit (20 de grade C) apă în abur fierbinte, iar în procesul de generare de 12400 de wați de energie folosind doar 400 de wați de energie de intrare. Câștigul de energie potențial al E-Cat este astfel extrem.
La suprafață, totul sună peșteș, și asta este fishi: Rossi și Focardi nu pretind să știe cum funcționează efectiv reacția de fuziune pe care o pun în exploatare și chiar se ferește să ofere detalii despre designul mașinii lor, explicând că nu este protejat de brevet. Mai mult, experții de la Departamentul de Energie al SUA (DOE) au efectuat două recenzii amănunțite ale cercetărilor privind fuziunea la rece în trecut - una în 1989 și cealaltă în 2004 - și în ambele cazuri, nu au fost convinși nici de teorie, nici de cea experimentală. rezultate.
Pe de altă parte, inexplicabil cum ar fi, E-Cat pare să funcționeze. Săptămâna trecută, Rossi și Focardi și-au demonstrat funcționarea pentru doi indivizi credibili: Hanno Essen, fizician teoretic la Institutul Regal Suedez de Tehnologie și președinte al Societății Sceptice a Scepticilor și Sven Kullander de la Universitatea Uppsala, președinte al Academiei Regale Suedeze a Comitetul pentru Energie Științe.
Essen și Kullander au oferit E-Cat-ului o încordare solidă. Au produs prea multă căldură pentru a fi provenit dintr-un proces chimic, au scris în raportul lor, adăugând că, "Singura explicație alternativă este că există un fel de proces nuclear care dă naștere producției măsurate de energie".
Inventatorii italieni intenționează să își comercializeze mașina, iar guvernul grec are în vedere chiar să le ofere fonduri pentru a face acest lucru.
Poate DOE, marea majoritate a fizicienilor și inginerilor, și chiar fizica în sine, să se înșele în legătură cu fuziunea la rece? Dacă sunt, atunci toate problemele noastre energetice ar putea fi rezolvate.
Un nou efect fizic
"Practic, există un efect fizic nou, care cred că a fost găsit în laborator în urmă cu mai bine de 20 de ani de către Fleischmann și Pons [electrochimiștii de la Universitatea din Utah, care au fost ulterior derulați pentru munca lor asupra fuziunii la rece]", a spus Peter Hagelstein, profesor MIT. de inginerie electrică și informatică și unul dintre cei mai cunoscuți promotori ai cercetării fuziunii la rece. "Nu a fost acceptat de comunitatea științifică. A fost râs și criticat. Cu toate acestea, de-a lungul anilor efectul a continuat să fie văzut."
"Pe scurt, se pare că [în fuziunea la rece] există un nou tip de proces implicat în reacțiile nucleelor", a spus Hagelstein pentru Mici Misterii din Life, un site suror al WordsSideKick.com. "Diferența esențială este că în fizica nucleară convențională, atunci când este eliberată energia nucleară, ea apare ca radiație nucleară. În acest proces, atunci când creezi energie, nu obții radiații, ceea ce presupune că există un nou mecanism fizic la locul de muncă. "
Cealaltă diferență este că reactoarele nucleare actuale generează electricitate prin încurajarea reacțiilor de fisiune - atomi care se despart - în timp ce fuziunea la rece este un proces în care atomii se contopesc într-un fel spontan.
Atomii nu fuzionează doar, susțin fizicienii de masă. "Între doi atomi există o repulsie electrică foarte mare, numită barieră Coulomb", a spus Kent Hansen, un profesor MIT emerit de inginerie nucleară. „Depășirea acestei bariere necesită o cantitate uriașă de energie, așa că pentru ca aceasta să se întâmple, aveți nevoie de temperaturi precum cele din soare, unde particulele se mișcă foarte repede și pot depăși bariera Coulomb pentru a se topi.”
Mecanica cuantică, legile de probabilitate ale universului, permit existența unei minuscule posibilități reale ca două particule să poată trece peste bariera Coulomb și să fuzioneze chiar și la temperatura camerei, dar, potrivit lui Hansen, este de neconceput probabil.
"Este un fapt științific că puteți arunca un ziar la ușă și poate trece. Dar probabilitatea ca acest lucru să se întâmple este atât de scăzut încât îl puteți face în fiecare secundă de la începutul timpului și nu se va întâmpla de fapt ", A spus Hansen pentru Micile mistere ale vieții.
Același lucru este valabil și pentru fuziunea la rece. Unii fizicieni teoretici au estimat că șansa să se întâmple este 1 în 1 cu 40 de zerouri după. Este mic, dar nu zero. "Fizica admite că există o posibilitate foarte scăzută ca două particule la temperatura camerei să se contopească", a spus Hansen. „Și asta este dificil să spunem că fuziunea la rece nu se poate întâmpla”.
Posibil, dar implauzibil
În ciuda posibilității infinitesim de mici, majoritatea oamenilor de știință spun că fuziunea la rece este imposibilă și, prin urmare, comunitatea de cercetare obține finanțare mică sau deloc. Hârtiile sunt respinse categoric de majoritatea revistelor revizuite de la egal la egal și, în mod similar, Oficiul de Brevete din SUA respinge toate brevetele care au legătură cu acesta, echivalând conceptul cu cel al unei moțiuni perpetue.
Această lipsă de protecție a brevetelor împiedică progresul în domeniu, deoarece cercetătorii nu își dezvăluie complet proiectele experimentale unul pentru celălalt, a spus Hagelstein. Fără să vadă golurile mașinii lui Rossi și a lui Focardi, habar nu are dacă funcționează de fapt. "Au păstrat detaliile tehnice sub acoperire, deoarece nu sunt protejate prin brevet, așa că este greu de spus ce fac din fotografii și descrierile scrise. În esență, nu există informații utile pentru a stabili dacă au făcut aceasta."
Dar este optimist pe care l-ar putea avea. "Există o mulțime de alți cercetători care au explorat tehnologii care sunt legate și au raportat rezultate similare", a spus Hagelstein. "[Rossi și Focardi] au raportat un câștig de putere imediat de un factor de 10 și unul pe termen lung de 20. Există alți cercetători care au raportat același câștig de putere, deci nu este în conformitate cu starea de ultimă oră a arta în domeniu ".
În cele mai multe cazuri, presupusa reacție de fuziune cu izbucnirea sa de căldură pare să apară atunci când hidrogenul, sau izotopii deuteriu și tritiu, sunt injectați într-un metal precum paladiul. Proponenții postulează că prezența metalului crește oarecum probabilitatea ca fuziunea să apară cu 40 de ordine de mărime, deși nimeni nu știe de ce ar trebui să fie cazul.
David Goodstein, un fizician caltech care este el însuși sceptic în ceea ce privește fuziunea la rece, dar nu o respinge categoric, spune că problema principală este că rezultatele experimentale în domeniu sunt rareori repetabile. Nimeni nu a reușit să demonstreze că fuziunea la rece funcționează constant. În unele cazuri, o injecție energizată de hidrogen, deuteriu sau tritiu într-un metal duce la o ieșire a căldurii, dar în alte cazuri, nu.
Totuși, susținătorii de fuziune la rece spun că observă în mod constant reacția de fuziune atunci când raportul dintre hidrogen și atomii de metal este mai mare sau egal cu unul. Cu alte cuvinte, când atomii de hidrogen sunt într-adevăr densi și există mai mult de unul dintre ei pentru fiecare atom de paladiu (sau nichel sau alt metal, după caz), fuziunea rece se instalează întotdeauna. Spune; din moment ce nu există niciun proces de revizuire de la egalitate în domeniu, nimeni nu este sigur ce să creadă.
Cartea despre fuziunea la rece s-ar putea să nu se închidă până nu se lasă să se deschidă complet. "Ceea ce aveți nevoie este fie reproductibilitate totală, fie ireproducibilitate totală", a spus Goodstein. Poate că mașina E-Cat a lui Rossi și Focardi funcționează constant. Poate nu. „Dacă s-ar putea face vreun aranjament, ne-ar plăcea să facem un test al E-Cat la MIT pentru a verifica dacă funcționează”, a spus Hagelstein.
Acest articol a fost furnizat de Life’s Little Mysteries, un site suror al WordsSideKick.com. Urmărește Natalie Wolchover pe Twitter @nattyover
O nouă mașină de fuziune la rece inventată în italia a fost aprobată de unii fizicieni, adăugând căldură într-o zonă extrem de controversată de cercetare.