科学网—常温核聚变是可行的

由狭渐广 2019-02-22

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常温核聚变是指在常温下进行的核聚变反应，亦称冷核聚变、冷聚变（CF）或低能核反应。1989年3月，弗莱希曼和庞斯公布了常温核聚变实验结果, 在整个科学界引起了巨大的反响。随后，美国的洛斯阿拉莫斯实验室、斯坦福研究所、得克萨斯农机大学、夏威夷大学,以及日本、印度、意大利、俄罗斯等国的科学工作者纷纷宣布重复证实了弗莱希曼和庞斯的电解重水产生超热的冷聚变实验。但是世界上最著名的核物理实验室,如英国的哈威尔核物理实验室、美国的橡树岭核物理实验室、加州理工大学等,尽管他们有世界上最高水平的探测核聚变产物的中子、γ射线的仪器装备,却没有探测到证明产生了核聚变的产物—中子或γ射线。注意,这就是说,他们是以热聚变的一般规律去评判冷聚变的特殊现象。1989年10月31日美国能源研究顾问委员会发表对冷聚变的评审报告兰皮书,认为没有可靠的证据说明产生了冷聚变,冷聚变的实验证据与已知的核科学理论不符,建议联邦财政不应支持冷聚变研究；1989年11月，欧洲核子研究中心的Morrison把冷聚变贴上病态科学的标签；1990年，世界最著名的科学杂志《Nature》宣布：以后一律不刊登冷聚变的文章。但是，仍有少数人顶风坚持继续进行研究,取得了许多的令人信服的实验证据。中国工程物理研究院核物理与化学研究所王大伦等人于1989年4月21日用电解法重现了F-P实验现象后，相继使用电解法、升降温度压力循环法，气体放电法开展了含氘金属中异常现象的研究,取得了一些可喜的实验结果。芶清泉教授早在1989年就以原子分子物理和晶体物理为基础提出了常温核聚变机理，并预言在钛或钯这类晶体中两个氘核可以实现冷聚变，产生超热和聚变产物⁴He，而且为他后来的实验所证实。1993年4月,弗莱希曼和庞斯在《Phys.Lett.A》上发表的一篇新论文,报导了他使用满意的材料,可提高常温核聚变实验的重复性,已数百次取得了高位剩余能量,最终达到了400%的能量增益。

2004年12月1日,美国能源部重新召开了对冷聚变的评审会，评审15年来从低能核反应获得能源的进展。冷聚变科学家向美国能源部提交了题目为”金属氘化物中的新物理效应“的30页的报告。能源部组织了18位科学家作了同行评议，其中9位还参加了为期一天的口头报告会,来自美国各地的6个研究小组在会上作了报告。这次评审报告认为,存在冷聚变效应，虽然有人认为经过10多年的研究，效应并没有显著增加，但是与1989年10月31日能源研究顾问委员会发表的对冷聚变的评审报告兰皮书建议联邦财政不应支持冷聚变研究不同，这次评审报告推荐，联邦财政应择优支持基于公正的同行评议的优秀的冷聚变研究项目。并建议两个重点研究方面:研究氘化金属的特征以及研究氘化金属薄膜产生的核聚变。这样就把冷聚变研究从病态科学解放出来,成为正常科学。因而，冷聚变科学家不再是病态科学家而是正常科学家。

冷聚变与热聚变间的区别很多。最显著的是冷聚变所需的反应温度很低，在室温附近即可观测到核效应。从现有结果看，反应率最大的温度在室温到200℃之间；而传统热聚变，就是最容易发生的氘氚聚变的自持温度也需上亿摄氏度，两者相差约6个数量级。作一个化学类比，热聚变更像无机化学反应，常规技术手段就是大幅度升温，加压以促进反应进行，而冷聚变更像生物化学反应，需通过催化载体与添加剂选择、温度的小范围控制等精细条件调节（核）反应率。未来的冷聚变应用可以像太阳能、风能等可再生能源一样，家家户户、单位社区都可能既是用户也是发电厂，具有网络化系统的稳定性特点，即使某一单元出现故障也不会影响周围区域的供电和整个系统的运行。

比尔·盖茨2014年看到了冷核聚变发展趋势，投入了迄今为止冷核聚变领域最大的一笔研发资金10亿美元。2017年11月24日，罗西在瑞典皇家科学院的礼堂展示了其第三代镍氢反应器E-CAT QX，显示超过500倍以上的能量输出。国内一些科研院所已经开始冷核聚变的研究，工业界也开始关注冷核聚变的发展并尝试和国外的公司进行接触。中国核能研究院的蒋崧生老师2015年5月对外公布了一篇他们对E-CAT实验进行重复的实验报告，显示实验产生了多余的热量。西安张航工程师2017年5月实验采用多孔兰尼镍的发热装置取得了较大的过热。