Студен синтез: най-известната физическа измама

Учените, които направиха сензационното изявление, изглежда имаха солидна репутация и бяха напълно надеждни. Член на Кралското общество, който се премести в Съединените щати от Великобритания и експрезидент на Международното дружество на електрохимиците Мартин Флейшман получи международна слава, спечелена от участието си в откриването на повърхностно засилено раманово разсейване на светлината. Съавторът на Discovery Стенли Понс ръководи катедрата по химия в Университета на Юта.


Пироелектричен студен синтез

Трябва да се разбере, че студеното сливане на настолни устройства е не само възможно, но и внедрено и в няколко версии. Така през 2005 г. изследователи от Калифорнийския университет в Лос Анджелис казаха на Nature, че са успели да започнат подобна реакция в контейнер с деутерий, вътре в който е създадено електростатично поле. Нейният източник е върхът на волфрамова игла, свързан с пироелектричен кристал от литиев танталат, при охлаждане и последващо нагряване на което е създадена потенциална разлика от порядъка на 100-120 kV. Поле със сила от около 25 гигаволта / метър напълно йонизира деутериевите атоми и ускорява ядрата му по такъв начин, че когато се сблъскат с ербиева деутеридна мишена, те пораждат хелий-3 ядра и неутрони. Измереният пиков неутронен поток в този случай възлиза на около 900 неутрона в секунда (което е няколкостотин пъти по-високо от типичната фонова стойност).

Въпреки че подобна система има определени перспективи като генератор на неутрони, няма смисъл да говорим за нея като източник на енергия. И този агрегат, и други подобни устройства консумират много повече енергия, отколкото генерират на изхода: при експериментите в Калифорнийския университет, в един цикъл на охлаждане и нагряване, продължил няколко минути, се освобождава приблизително 10 ^ (- 8) J Това е с 11 порядъка по-малко от необходимото да загреете чаша вода на 1 градус по Целзий.

Източник на евтина енергия

Флейшман и Понс твърдят, че те причиняват деутериевите ядра да се сливат помежду си при обикновени температури и налягания. Техният „реактор за студен синтез“ представлява калориметър с воден разтвор на сол, през който се пропуска електрически ток. Вярно, водата не беше проста, но тежка, D2O, катодът беше направен от паладий, а литий и дейтерий бяха част от разтворената сол. Постоянен ток непрекъснато се пропуска през разтвора в продължение на месеци, така че кислородът се освобождава на анода и се отделя тежък водород на катода. Предполага се, че Флейшман и Понс откриват, че температурата на електролита периодично се повишава с десетки градуси, а понякога дори и повече, въпреки че източникът на енергия дава стабилна мощност. Те приписват това на притока вътреядрена енергия, отделена по време на синтеза на деутериеви ядра.

Паладийът има уникална способност да абсорбира водород. Флейшман и Понс вярвали, че вътре в кристалната решетка на този метал, атомите на деутерия са толкова близо една до друга, че техните ядра се сливат в ядрата на основния хелиев изотоп. Този процес включва освобождаване на енергия, която според тяхната хипотеза нагрява електролита. Обяснението беше завладяващо от неговата простота и напълно убедени политици, журналисти и дори химици.

Ускорител с отопление. Настройката, използвана в експерименти с изследователи на студен синтез в Калифорнийския университет в Лос Анджелис При нагряване на пироелектричен кристал се създава потенциална разлика по лицата му, създавайки високоинтензивно електрическо поле, в което се ускоряват йони на деутерий.

Физиците внасят яснота

Въпреки това ядрените физици и експертите по физика на плазмата не бързаха да победят тимпаните. Те знаеха много добре, че два дейтрона по принцип могат да доведат до образуване на ядро ​​на хелий-4 и гама квантов с висока енергия, но шансовете за такъв резултат са изключително малки. Дори ако дейтероните влизат в ядрена реакция, тя почти сигурно завършва с раждането на тритиево ядро ​​и протон или появата на неутрон и ядро ​​хелий-3 и вероятностите за тези трансформации са приблизително еднакви. Ако ядреният синтез действително се извършва вътре в паладий, тогава той трябва да генерира голям брой неутрони с много определена енергия (около 2, 45 МеВ). Те са лесни за откриване или директно (с помощта на неутронни детектори), или косвено (тъй като сблъсъкът на такъв неутрон с тежко водородно ядро ​​трябва да произведе гама квант с енергия 2, 22 MeV, който отново може да бъде открит). Като цяло хипотезата на Флейшман и Понс може да бъде потвърдена с помощта на стандартно радиометрично оборудване.

Най-точните везни в света и как работят

От това обаче не се получи нищо. Флейшман използва комуникации в родината си и убеди служителите на британския ядрен център в Харуел, за да проверят неговия „реактор“ за генериране на неутрони. Харуел имаше свръхчувствителни детектори за тези частици, но те не показаха нищо! Търсенето на гама лъчи на съответната енергия също се оказа неуспех. Физиците от университета в Юта стигнаха до същото заключение. Служители в Масачузетския технологичен институт се опитаха да възпроизведат експериментите на Флейшман и Понс, но отново безрезултатно. Следователно не бива да се изненадваме, че молбата за голямото откритие беше смазана поразително на конференцията на Американското физическо общество (АФО), която се проведе в Балтимор на 1 май същата година.

Принципна схема на пироелектрична система за синтез с показания на него кристал, равнопотенциални линии и траектории на деутериеви йони. Заземена медна мрежа предпазва чаша Фарадей. Цилиндърът и целта се зареждат до + 40 V за събиране на вторични електрони.

Sic tranzit gloria mundi

Понс и Флейшман не се възстановиха от този удар. В New York Times се появи опустошителна статия и до края на май научната общност стигна до извода, че твърденията на химиците от Юта са или проява на крайна некомпетентност, или елементарна измама.

Но имаше и дисиденти, дори сред научния елит. Ексцентричният Нобелов лауреат Джулиан Швингер, един от основателите на квантовата електродинамика, беше толкова уверен в откритието на химиците от Солт Лейк Сити, че отказа членството си в АФИ в знак на протест.

Въпреки това академичната кариера на Флейшман и Понс приключи - бързо и безславно. През 1992 г. те напускат университета в Юта и продължават работата си във Франция с японски пари, докато не загубят това финансиране. Флейшман се завърна в Англия, където живее в пенсия. Понс се отказва от американското гражданство и се установява във Франция.

Статията „Студен синтез“ е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 8, август 2011 г.). Харесва ли ви статията?

Най-интересните новини от света на науката: свежи открития, снимки и невероятни факти във вашата поща. добре Съгласен съм с правилата на сайта Благодаря. Изпратихме потвърждение на вашия имейл.

Препоръчано

Може ли мотоциклетният шлем да спре куршум?
2019
Най-високият небостъргач в Западна Европа ще бъде построен в датския град
2019
Хеликоптер - Кола - Робот: Трансформатор
2019