Zimna fuzja w piwnicy
25 marzec 2009
Kiedy przecierając niedowierzająco oczy czytam wstęp mojego wpisu sprzed tygodnia, szczególnie biorąc pod uwagę szalone majaczenia o słonecznym dniu i pięknie wyglądającym otoczeniu, nie pozostaje mi nic innego, jak zasępić się potwornie i westchnąć ciężko rozmyślając nad złośliwością losu. Uciążliwe zdrapywanie lodowo-śniegowego płaszcza z szyb samochodu, dotkliwie zacinający wiatr przy mało wiosennych -5ºC oraz równie mało zabawna ślizgawka na drogach – wszystko to są całkiem świeże wspomnienia z dzisiejszego ranka, kiedy rozwierając szeroko zaspane oczy nie mogłem uwierzyć, że za oknem widzę to, co rzeczywiście widzę. Fascynują mnie krajobrazy polarne, tak, jak najbardziej, tutaj muszę się uderzyć w piersi, jednak niekoniecznie tam, gdzie sam mieszkam – zaprawdę wystarczy już powoli tego dobrego tej zimy.
Ale co tam – w końcu globalne ocieplenie postępuje ponoć w zastraszającym tempie, więc nie ma się czym przejmować, prędzej czy później i tak będzie wszystkim bardzo, bardzo gorąco, podobno nawet ponad normę. Wspominając o kroczącym niepowstrzymanie ociepleniu – zapalczywi “zieloni” upierają się od lat, że zmiany klimatyczne w przeważającej mierze zawdzięczamy nikomu innemu, jak sobie samym, w szczególności niepohamowanej emisji gazów cieplarnianych z buchających dymem kominów wszelkiej maści przemysłu. Jednym z najważniejszych źródeł takowych gazów są wredni producenci energii, ściślej mówiąc elektrownie napędzane paliwami kopalnymi, które kopcąc, smoląc i Bóg wie co jeszcze wydalają do atmosfery gigantyczne ilości dwutlenku węgla i innych brzydactw. I w ten oto sprytny i elegancki sposób dochodzimy do tematu tego wpisu – alternatywnego źródła energii, które, podobno, nawet działa, choć tylko – podobno.
Nieraz pisałem już o fuzji jądrowej, która od kilkudziesięciu już lat ciągle na nowo zapewnić ma naszym potomkom niemal nieograniczone, do tego czyste jak łza (choć to nie do końca prawda, ale to nie temat na dziś) źródło energii. Nie wiadomo jednak dokładnie czyim potomkom, bo z pokolenia na pokolenie realizacja tej wspaniałej wizji przesuwa się w czasie, obecnie nawet słyszałem opinię, że jak wszystko dobrze (naprawdę dobrze) pójdzie, pierwszy komercyjny reaktor termojądrowy będzie działał po 2050 roku. W reaktorach termojądrowych, w których kontrolowany i ciągły proces fuzji ma się rzecz jasna dokonywać, konieczne jest wytworzenie gigantycznych temperatur (do 100 milionów stopni C), gdyż dopiero w takich temperaturach fizyczne bariery zostają przełamane i jądra mogą się łączyć. Taka temperatura ta to ciężki orzech do zgryzienia zarówno dla naukowców, jak i konstruktorów – nie dość, że plazma (taki stan skupienia materii wymagany jest w procesie fuzji) o takiej temperaturze w jakimkolwiek kontakcie z materiałami ją otaczającymi oznacza spore kłopoty, to jeszcze samo stabilne utrzymanie takiej temperatury jest niezwykle trudne technicznie. Fuzja termojądrowa jednak, jak się okazuje, nie ma wyłącznego monopolu na bycie energetycznym nektarem ludzkości.
“Zimna fuzja” to pojęcie mocno kontrowersyjne, obarczone dość pejoratywnymi skojarzeniami. Równo 20 lat temu dwóch panów, niejaki Martin Fleischmann i niejaki Stanley Pons, narobiło sporo szumu w mediach wokół własnych, dotąd słabo znanych osób, ogłaszając, że udało im się dokonać po raz pierwszy tego cuda. Niestety, nikomu nie udało się powtórzyć dokonania obu tajemniczych panów, nie zabrakło jednak chętnych, którzy regularnie co jakiś czas z fanfarami głosili, że “zimna fuzja” jest faktem. Przez dwadzieścia lat takich bohaterów pojawiło się sporo, jednak problem pozostał – za każdym razem eksperyment w dziwny sposób nie dawał się powtórzyć, pozostając tylko jednorazowym wyczynem danych naukowców.
Zanim przejdziemy dalej do zaiste sensacyjnych wieści zapytajmy może najpierw, czym “zimna fuzja” w ogóle jest? Fuzja termojądrowa to, zasadniczo, proces, który bez przerwy ma miejsce w jądrach gwiazd, gdzie pod olbrzymim ciśnieniem i w wysokich temperaturach jądra atomów przełamują odpychanie, które w normalnych warunkach nie pozwala na ich zbliżenie, zlewają się w nowe jądro, emitując przy tym sporo energii. W gwiazdach co prawda temperatura konieczna do inicjacji wynosi “zaledwie” kilkanaście milionów stopni C, jednak tam miażdżące ciśnienie wspomaga proces – na Ziemi, gdzie osiągnąć takie ciśnienie byłoby problematyczne, musimy podgrzać materiał w dużo większym stopniu.
Fuzja termojądrowa ciągle nie spełnia pokładanej w niej nadziei, dlatego swego czasu pojawiły się inne wizje - fuzji jądrowej (z zasady działającej tak samo), jednak przebiegającej w temperaturze… pokojowej, albo przynajmniej do takiej zbliżonej. Nie pytajcie, jak to ma działać, w każdym razie pewnego pięknego dnia ktoś to sobie umyślił i tym samym od dwudziestu lat sporo osób kombinuje, jak do tego doprowadzić. Jak pisałem – mimo sensacyjnych wieści o udanej “zimnej fuzji” dotąd nikomu nie udało się przedstawić przekonujących dowodów. A jest o co grać – wyobraźcie sobie, że nie potrzeba więcej gigantycznych, skomplikowanych reaktorów (tokamaków czy stellaratorów), a energia powstaje ot tak, choćby i w naszej piwnicy.
“Zimna fuzja” – to brzmi fatalnie ze względu na oszukańcze czasem próby domorosłych fizyków, dlatego obecnie stosuje się neutralnie brzmiący skrótowiec “LENR” (low-energy nuclear reaction; niskoenergetyczne reakcje jądrowe), aby uniknąć brzydkich skojarzeń z wyklętym słowem. W minionym tygodniu w słonecznym (jak przypuszczam) San Diego w Kalifornii spotkały się najtęższe głowy amerykańskiego świata chemików na sympozjum Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS, American Chemical Society). I na tym właśnie sympozjum pani Pamela Mosier-Boss wraz z zespołem z Naval Warfare Systems Command (SPAWAR), placówki badawczej amerykańskiej marynarki wojennej, ogłosiła wszem i wobec, że po raz pierwszy jej zespół uzyskał niezbite dowody na to, iż LENR to rzeczywistość.
Niezbite dowody – brzmi mocno, choć nie do końca zgadza się to z prawdą. Mosier-Boss i koledzy wykonali eksperyment o przebiegu mocno zbliżonym do słynnego eksperymentu sprzed 20 lat: w miksturze stworzonej z chlorku palladu, chlorku litu i “ciężkiej wody” (D2O, woda składająca się głównie z tlenku deuteru) zanurzyli katody złotą i niklową, następnie przepuszczając przez swój wytwór prąd elektryczny. Aby móc wykazać, iż rzeczywiście proces LENR nastąpił, do roztworu wprowadzili również tworzywo sztuczne o tajemniczej nazwie CR-39, które miało służyć jako detektor energetycznych neutronów.
Detektor neutronów? Niełatwo generalnie jest wykazać, że fuzja miała w ogóle miejsce, dla naukowca czymś na kształt dowodu, iż do fuzji doszło, jest zarejestrowanie energetycznych neutronów właśnie, wydobywających się z miejsca reakcji. W tworzywie CR-39, jak ogłosiła Mosier-Boss, po kilku tygodniach pojawiły się maleńkie wgłębienia, trzy maciupkie “dołki” o głębokości 8 mikrometrów, których źródło wydaje się pochodzić z jednego punktu. Zdaniem rozemocjonowanej Mosier-Boss to właśnie ten dowód, na jaki świat czekał: neutron, powstający podczas fuzji dwóch atomów deuteru w siatce krystalicznej palladu na katodzie, jest, w opinii badaczki, “sprawcą” takich uszkodzeń. Voila?
Jaki mechanizm miałby być odpowiedzialny za samą fuzję, nikt nie wie. Podobno wytworzeniu neutronów towarzyszyły i inne zjawiska: promieniowanie rentgenowskie, wytworzenie trytu oraz nadmiarowego ciepła – wszystko to kojarzone jest z zimną fuzją. Problem jednak w tym, że mimo sporej dozy wiary w wyniki swej pracy pani Mosier-Boss nie może wykazać się ani ilościową analizą emisji neutronów (jeden? niewiele) ani też tak naprawdę z pewnością stwierdzić, że do LENR w ogóle w jej laboratorium doszło, równie dobrze za stwierdzone efekty mógłby być odpowiedzialny zupełnie inny proces.
Szum medialny, jak można było się spodziewać, powstał (chyba widziałem nawet artykuły na Onecie, ojoj), pewnie też o to chodziło głównie badaczce, która sama przyznaje, że fundusze ma niewielkie i przydałoby się więcej mamony na kontynuację badań. Większość pozostałych badaczy, mimo zainteresowania wynikami eksperymentu, nie kryje, że podchodzi do nich z dużą rezerwą, trzeba by w pierwszej kolejności najpierw zapewnić pełną powtarzalność eksperymentu i jego efektów, by mieć o czym rozmawiać. Osobiście uważam to za sporą ciekawostkę, którą jednak obecnie trudno traktować całkiem poważnie – zbyt wiele było już genialnych naukowców, którzy chcieli dopisać do swego życiorysu pierwsze w świecie dokonanie tego wyczynu. Trudno jednak zaprzeczyć, że zagadnienie ma ogromny potencjał i urok: wyobraźmy sobie miny decydentów finansujących niezwykle kosztowne reaktory termojądrowe, gdyby się okazało, że ich maszyny tak naprawdę są zbędne i fuzja może działać na biurku każdego z nas. No i pomyślcie: w piwnicy, jak kiedyś bimbrownicy, stawiacie parę szklanych naczyń i macie swój mały, prywatny reaktor fuzyjny – nieźle, prawda?
zimne fuzje to dla mnie zbyt trudne, za to globalne ocieplenie przyniesie nam…ochłodzenie
Bałtyk sie podniesie i zatrzyma akurat 2 km przed moją wsią 
i wreszcie będe miała dom z widokiem na morze…
/ Cytuj komentarzGlobalne ocieplenie = globalne ochłodzenie? No może, przynajmniej kiedy tak wyglądam przez okno…
/ Cytuj komentarzA ostatnio dwie panie wróżki czy też astrolożki z Łodzi wyśniły, że na Bałtyku będzie tsunami… No i na Pomorzu przekazano wiadomość do sztabu kryzysowego, a i naukowcy zabrali głos. Ponoć tsunami na Bałtyku jest możliwe…a jeszcze parę lat tamu mówili, że to za płytkie morze. Co jest? Ruskie pogłębili?
/ Cytuj komentarzA globalne ocieplenie to sciema…f*** you, Al Gore!
Ha, słyszałem o tej historii, rzeczywiście administracja na Pomorzu się tym mocno coś przejęła – ciekawych masz tam ludzi u władzy, WT:P Tsunami chyba teoretycznie jako takie jest możliwe, czy morze jest za płytkie, to nie wiem, tylko problem w tym, że coś musiałoby je spowodować, jakiś meteor, trzęsienie ziemi czy cuś;)
Globalne ocieplenie. Kiedyś produkowałem się trochę na ten temat, nie wiem czy pamiętasz, przyznałem się tam, że generalnie zgadzam się z tym, że jakieś zmiany postępują w klimacie i to jest niezaprzeczalne. Inna sprawa, dlaczego i w jakim stopniu.
/ Cytuj komentarzTo nie są moi ludzie, fi…:) A trzęsienia w rejonie Bałtyku się zdarzają, sam jedno przeżyłem:) A Ty zaraz z meteorem…
/ Cytuj komentarzPrzecież nie napisałem że Twoi, tylko tam u “Ciebie”:) Trzęsienia zdarzać się zdarzają na pewno, w sumie lekkie wstrząsy to są chyba wszędzie do spotkania, problem ale w tym, że do tsunami to musi stać się coś konkretnego
/ Cytuj komentarzKamień filozoficzny, perpetuum mobile, zimna fuzja – zgadzam się, mimo wszystko wnoszą te idee do nauki coś ciekawego i inspirującego. Ja już mam wannę w piwnicy, zbieram resztę aparatury. Ale to nie przejdzie, tak jak nie przeszło z bimbrem. Będzie państwowy monopol.
/ Cytuj komentarzPaństwowy to jeszcze można by strawić, gorzej,że gdyby to rzeczywiście miało ręce i nogi to sprawą na poważnie zajęłyby się (no chyba że już się zajmują, i dlatego tak trudno o eksperymentalne dowody) koncerny energetyczne:) Idea jest naprawdę ciekawa, jednak z drugiej strony – mało jakoś tak przekonująca. Jądra, które łączą się ot tak, bez temperatury i ciśnienia? Dziwne, zresztą nie powinniśmy tego wcześniej gdzieś zauważyć, skoro to takie proste?
/ Cytuj komentarzNo tak, koncerny mają pieniądze i faktycznie nie wierzę, że one już nie zastanawiają się co będzie, gdy się ropa skończy. Można przypuszczać w takim razie, kiedy nastąpi to zdumiewające i nieoczekiwane odkrycie – tak, właśnie wtedy gdy się ropa skończy:) Na razie nikt się nie pozbędzie kury znoszącej złote jajka.
/ Cytuj komentarzA co do braku temperatury i ciśnienia – przecież oni eksperymentują z reakcją chemiczną w specjalnych warunkach. Jutro do wanny podłączam prąd…
No i ciekawe gdzie takie przełomowe odkrycie w dobrym momencie zostanie dokonane, jak myślisz? Pewnie w laboratoriach należących do Shella czy BP:)) Zresztą, ile może istnieć czystszych niż obecne źródeł energii, których rozwój jest stale hamowany przez przemysł. Wystarczy też pomyśleć o samochodach – niby nowe, czyste technologie się rozwijają, ale tak naprawdę niewiele się dzieje. Cóż, jak piszesz, ropy jeszcze mamy na razie dość. Albo weźmy na to – energia słoneczna (panele) czy wiatrowa – moim zdaniem rozwija się to zbyt wolno, potencjał jest znacznie większy, ale jakoś nikomu nie chce się tego popychać do przodu.
Specjalne warunki reakcji? No tak, tylko fuzja jądrowa jednak jest dość niezwykłym procesem, który, gdyby zachodził sobie ot tak w różnych sytuacjach, byłaby procesem niebezpiecznym, jak sądzę. Chyba już tak Wszechświat został skonstruowany, że do fuzji dochodzi w jądrach gwiazd właśnie, gdzie panują ekstremalne warunki – skoro uśredniając Wszechświat jest miejscem, w którym temperatura i gęstość materii jest znikoma, to gwiazdy są prawdziwymi ekstremami.
Naprawdę trudno mi zaakceptować to, że wrzucając do wanny kilka różnych przedmiotów i podłączając do niej prąd można do fuzji doprowadzić. Jeśli naukowcy potwierdzą wyniki Mosier-Boss, nie będę skakał, ale średnio to pasuje do mojego obrazu świata:)
/ Cytuj komentarzA da radę jednocześnie tę zimną fuzję i bimber?;) No i pytanie – czy to wszystko jest tak super bezpieczne? Tu nawet nie chodzi o to, czy mi taki reaktorek ziemniaków w piwnicy nie napromieniuje, ale o to, czy jakieś binladeny nie zmajstrują z tego wielkiego bum?
Swoją drogą, ciekawa teoria (niejako) wyszła w komentarzu powyżej – może koncerny już to wszystko wiedzą, ale hamują rozwój tej dziedziny? Przecież coś takiego sprawiłoby, że akcje Shella, Exxonu czy BP poleciałyby na pysk! Wiecie – producentom insuliny nie jest na rękę lekarstwo na cukrzycę…
Teorie spiskowe zawładnęły mną totalnie:)
/ Cytuj komentarzWidzę, że teorie spiskowe to twój ulubiony temat ostatnio;) Co nie znaczy, że trzeba wszystkie wyśmiewać, bo taki śmiech może szybko zamierać na ustach:)
Oczywiście nie pierwszy wymyśliłem, że koncerny paliwowe manipulują sporo przy badaniach naukowych. I nie tylko – pomyśl przecież o tym, co działo się już sporo lat temu w Nigerii bodajże, gdzie Shell zepsuł sobie renomę na wieki wieków. Tam manipulowali na poziomie państwa, podżegając administrację i wojo do wyrzynania w pień ludzi, którzy nie chcieli się wyprowadzić z miejsc interesujących Shella. Jakoś tak to było, to sztandarowy temat dla antyglobalistów. Nie zdziwiłbym się więc wcale, gdyby takie koncerny hamowały rozwój technologii dla nich potencjalnie groźnych.
Czy taka zabawa jest bezpieczna – trudno powiedzieć. Sądzę, że tak, choć w sumie mówimy nie o robieniu ciastek, a fuzji jądrowej. Dla mnie niejasne jest jednak to, że taka fuzja to na fuzję specjalnie nie wygląda, przynajmniej pełną gębą – w końcu myślimy zwykle, mówiąc o fuzji jądrowej, o wielkich reaktorach, z których, z maleńkiej ilości materii, uzyskiwać mamy kiedyś tam potężne ilości energii. A tutaj? Jeden neutron? Chyba ktoś sobie jaja robi:)
/ Cytuj komentarzNo to co, dodam coś od siebie… Ponieważ nie wszystko jeszcze wiemy o fizyce elementarnej, nie możemy wykluczyć że zimna fuzja jako taka istnieje i jest możliwa. Jeśli rewelacje jej dotyczące, opisane powyżej, są prawdziwe i znajdą potwierdzenie w pełnej powtarzalności eksperymentu, jest to ogromny krok naprzód. Nie tylko ze względu na fakt udowodnienia możliwości przeprowadzenia procederu, ale także (tu ukłon w stronę teorii spiskowych) ze względu na fakt powiadomienia o tym szerokiej opinii publicznej. Możliwe, że po latach badań uda się na tyle udoskonalić proceder, że zysk energetyczny będzie na tyle duży, żeby był sens budowania elektrowni opartych na tej technologii. Bo 8-mikrometrowe dziurki nie robią chyba na nikim wrażenia, energia potrzebna do ich wykonania to skrobanie paznokciem… A równie dobrze może to być korozja jakaś czy cuś
Na chwilę obecną (tu znów troszkę podliżę się naszemu kochanemu finwe) ogromne pole do popisu mamy w wykorzystaniu energii słonecznej, wiatru i wody. Tyle tego przepływa nam koło nosa lub przemija z wiatrem… Elektrowni powinno być całe multum, mniejsze i większe, a wiatrak powinien stać na każdym osiedlu. Bo nie oszukujmy się, efekt cieplarniany nie sprowadzi się do tego, że będzie średnio troszkę cieplej. Będą kataklizmy na różną skalę, topniejące lodowce, znikające wyspy itp. Pewnie nie dziś, ale pewnie tez szybciej niż byśmy chcieli…
/ Cytuj komentarzDodawaj dodawaj od siebie, każdy komentarz jest tutaj mile widziany:)
Ależ ja nie wykluczam, że zimna fuzja jako taka nie może istnieć, zaznaczam tylko, że wydaje mi się ten proces cokolwiek podejrzany, jednak – podobnie jak pisałeś niedawno o tym, że jeśli zobaczysz dowody na bezmasowość cząstek, uwierzysz w to – jeśli mnie ktoś przekona, nie ma problemu. Pisząc o teoriach spiskowych w tym kontekście – sam fakt tego, że ujawniono publicznie wyniki badań w końcu jednak jeszcze nic nie znaczy, bo przecież można zawsze je (świadomie, jeśli już mówimy o koncernach) zdyskredytować. Wtedy przez chwilę zapanuje poruszenie w publice, kiedy jednak usłyszymy, że to kolejna mistyfikacja, zapomnimy szybko o całej sprawie.
Cieszę się, że zgadzasz się ze mną w kwestii wykorzystania już dostępnych technologii. Zawsze dziwiło mnie to, że tak mozolnie i długo naukowcy pracują nad tym, by zwiększyć efektywność paneli słonecznych czy wiatraków. W końcu mogłoby się wydawać, że skoro bawimy się w taki chociażby LHC, niesamowicie skomplikowaną maszynę, to względnie proste konstrukcje powinne iść jak po maśle. A nie idą – zbyt są drogie, za mało efektywne. Może coś jest na rzeczy w tym, że nie dzieje się tak bez “ludzkiej” ingerencji? Nie wiem, po prostu mnie to zadziwia.
/ Cytuj komentarzkiedyś czytałem newsa, że naukowcy wymyślili nowy rodzaj baterii słonecznych, które są chyba kilka razy bardziej wydajne niż te, które są obecne używane. Ich inność polega na powstawaniu na powierzchni małych pręcików z jakiegoś minerału (może poprzekręcałem coś, bo dawno o tym czytałem
)
A co do zimenj fuzji – może to zjawisko nie jest zauważane w przyrodzie, bo zachodzi bardzo rzadko i wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się prawdopodobieństwo na połączenie się jąder atomów? Przy odpowiednich warunkach – roztworach, napięciu etc. może zaczyna zachodzić szybiej
/ Cytuj komentarzszukam kogoś produkującego tanie paliwo!:) najlepiej darmowe
/ Cytuj komentarzOj Beata, a sama to aparatury postawić nie chcesz?:)
/ Cytuj komentarzTo ma być tanie czy darmowe?
/ Cytuj komentarzewentualnie na handel wymienny:)
/ Cytuj komentarzJa tam mam kilkanaście litrów winka gronowego w gąsiorku (po Waszemu balon zdaje się). Czekam na termin i potestuję. Ale i tak najlepsze wyszło nam z żonką pierwsze, z ostrężyn (po Waszemu jeżyny).
/ Cytuj komentarzMa to to kopa
amikron – dlaczego po “naszemu”? a po WASZEMU?
a w sprawie wiatraków na każdym osiedlu…5 gospodarstw dalej rozpada sie zbudowany własnym sumptem wiatrak, nie uzyskał zezwolenia. Monopoliści chyba nam nie pozwolą posiadac własne źródło energii, chyba , że takie malutkie na jedna żarówkę
/ Cytuj komentarzZimna fuzja jak najbardziej istnieje i udało się ją przeprowadzić już kilka lat temu. Mam na myśli syntezę zestalonych izotopów wodoru katalizowaną mionowo. Paliwem w tym przypadku jest zmrożona mieszanina wodoru, deuteru i trytu w temp. 3 K, a więc dużo chłodniej niż w tokamaku
. Aby fuzja miała szansę nastąpić cząsteczki wspomnianych izotopów należy bombardować mionami – cięższymi odpowiednikami elektronów. Jest pewne prawdopodobieństwo, że mion wejdzie na uwspólnioną orbitę cząsteczki deuteru (D2) lub trytu (T2). Powstaje ciekawe połączenie: dwa lekkie bariony + ciężki lepton. Orbita mionu ze względu na dużą masę leptonu szybko się zacieśnia, eliminując odpychanie elektrostatyczne, aż w końcu zaczyna działać oddziaływanie silne pomiędzy jądrami deuteru lub trytu. To prowadzi do fuzji, emisji neutronu, promieniowania alfa, itd. Mion na końcu reakcji zwykle jest w stanie “scalić” kolejne dwa jądra atomowe. Niestety jak dotąd cały proces jest nieefektywny energetycznie. Trzeba zużyć sporo energii do produkcji mionów i utrzymania wodoru w niskiej temperaturze. Czas życia mionów jest bardzo krótki, a do tego istnieje prawdopodobieństwo że mion po fuzji zostanie porwany razem z promieniowaniem alfa (tgz. Alpha-sticking problem). Gdyby udało się ograniczyć to zjawisko, bilans energetyczny byłby znacznie lepszy. Niestety wciąż model fizyczny oddziaływania mionów z cząstkami alfa jest niedokładny, co blokuje dalszy rozwój tej obiecującej technologii.
/ Cytuj komentarz