Egyes szakértők szerint ha elegendő pénzt pumpálnak a fejlesztésekbe, akkor már 15 éven belül megvalósulhat a működő prototípus. Addig még számos kérdést kell megválaszolni.
Olyan közelmúltbeli áttörések, például amikor a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium 2022-ben egy aprócska pillanatra több fúziós energiát termelt, mint amennyi a beérkező lézersugarak energiája volt
Ez teljesen irreális. Ehhez kb. százezerszeresére kellene növelni a reakciósebességet. Tekintve, hogy a hatáskeresztmetszetben nincs tartalék (legfeljebb egy 5-ös faktor, de azt is irreális ezzel a technikával elérni, ehhez 10-szeresére kellene növelni a nyalábenergiát), maradna, hogy a target deutériumsűrűségét növeljük meg pár tízezerszeresére. Ez szilárd fázisú targetben irreális, deutérium plazma targetet kellene használni, de akkor meg már olyan paraméterek kellenek, hogy inkább a TOKAMAK :(. Szóval energiatermelésre ez nem megy. Neutrongenerátornak még nem reménytelen, csak egyelőre túl gyenge forrás, és erősségben nem is lesz versenyképes a többivel (lentebb írtam). De ha mondjuk valami másban (pl. méret vagy hasonló) az lenne, akkor ebben az irányban látszik valami halvány remény (de sajnos ez is nagyon halvány!) a felhasználásra. A legvalószínűbb, hogy marad az egész az, ami: laboratóriumi játékszer, kuriózum.
Azért azt persze nem szabad lebecsülni, hogy maga az ötlet milyen szép, még ha nem is használható praktikusan arra, amire eleve szánták.
Ezeket a d+d és d+t reakciókat már régóta használják. A 900 neutron/sec-mal a Patterman-féle eszköz csak egy nem túl hatékony verziója ezeknek, ahol lényegében a deuteron nyaláb előállítása más (máshol ionizációs kamrát és elektrosztatikus gyorsítást alkalmaznak). Még ha az ígéreteinek megfelelően fel is skálázza 10^6 neutron/sec-ig, akkor is kb. 3 nagyságrenddel marad el a hagyományos verzióktól.
Szóval nagyobb a füstje, mint a lángja.
Az energia mérlege se jó: mivel csak kb. minden tízmilliomodik deuteron becsapódás vezet fúzióhoz, 1 fúzióhoz 10^7*115 keV= 1150000 MeV energiát fektetünk be (és itt most úgy számoltam, hogy a nyaláb forrás hatásfoka 100%). Egy fúzió során pedig úgy 25 MeV szabadul fel. Ebből sajnos nem lesz reaktor :(
Pedig elsőre milyen érdekesnek nézett ki... a francba! Jól van "eladva" a cikk, csak sajnos a beltartalom már nem olyan jó.
Igazad lehet, a neten is több cikke található a szonolumineszcenciáról, valószínűleg már jóval a szonolumineszcenciás fúziós kisérletek előtt is foglalkozott a témával.
A mostani fúziós kisérleténél is rögtön nyilatkozta, hogy energiatemelésre nem használható. Ha 100 KeV körüli energiára gyorsítják valmilyen módon a deuteronokat, és a fúzió során néhány MeV energia szabadul fel ütközésenként, akkor a felgyorsított deutérium magok néhány %-ának legalább fúziós reakcióba kell lépnie a targettel, hogy pozitív legyen az energiamérleg? Lehetséges-e ez egyáltalán?
Szonolumineszcenciás eszközt szabadalmaztatott. Az utolsó sor utal arra, hogy ebből esetleg (!) fúzió is elképzelhető. Ez inkább olyan "minden eshetőségre ráteszem gyorsan a kezem" kitétel, különben pedig maga a szabadalom a hanghullámok energiájának más hasznos formába történő konverziójáról szól, ami persze maga a szonolumineszcencia (ahol is a hanghullámokkal bevitt energia a buborékok összeomlásakor hő és fény energiába konvertálódik, aminek a pontos részletei egyébként ma sem tisztázottak).
Ez a sor:
"When the gas contains deuterium and tritium there is the feasibility of the other energy form being fusion, namely including the generation of neutrons."
tipikusan olyan "akár fúzió is lehet esetleg belőle" dolog. Pont mivel a szonolumineszcencia részletei nem teljesen ismertek, felmerült a kérdés, mennyi lehet a max. hőmérséklet. A mértéktartó becslés max. pár tízezer Kelvin az összeroppanó buborék centrumában, de nagyon erőltetett és irreális feltevésekkel sikerült egyeseknek millió Kelvint is kihozni, ebből jött az az idea, hogy hátha lehet fúzió, de ez nem realizálódott. Viszont ezt még akkortájt adta be, amikor nem volt teljesen világos a helyzet.
Ez a Patterman komoly alaknak tűnik, szerintem azért keveredett az idézett weboldalra is, ahol inkább a "cold fusion" áltudomány létjogosultságát próbálják bizonygatni. Ő az a példa, hogy "né, még a Patterman is, akkor csak van benne valami".
Ennek ellenére tudtommal ő volt az, aki megcáfolt a szonofúzió lehetőségét kísérletileg. Érdekes, erről a szabadalomról nem tudtam. Ez kissé ellentmondó.
Mindenesetre közben adatokat szedtem össze. 114 keV-es deuteron nyaláb deuteron targetbe csapódva 21 millibarn hatáskeresztmetszettel fuzionál (laikusoknak: a hatáskeresztmetszet a reakció létrejöttének valószínűségét jelző mérőszám, a pontos jelentése nem annyira érdekes per pillanat). Ez már egyötöde a maximális 100 millibarnos hatáskeresztmetszetnek, ami 1100-2100 keV között van. Vagyis ha tényleg létrehoztak egy ilyen deuteron nyalábot, akkor a maximálisan elérhetőnek egyötöde a reakció valószínűsége. Hihető, hogy ezzel megfelelő nyaláb erősség és geometria esetén tényleg mérhető fúziót kreáltak.
A gondom az, hogy egyelőre a cikkből nem tudtam rekonstruálni a target adatait (ahová a nyaláb becsapódott), márpedig az még kell ahhoz, hogy kiszámoljam, elképzelhető-e a dolog. Egészen pontosan az kell, hogy a targetben hány deuteron esik 1 cm^2 keresztmetszetre (ezzel arányos a másodpercenkénti ütközések száma és a reakciósebesség).
Ez Putterman egy igen sikeres fuzionista lehet, már tíz éve is volt egy fúziós szabadalma: Seth Putterman applied for a patent for a sonofusion device in 1994, which was granted in 1997. US 5,659,173: Converting acoustic energy into useful other energy forms Inventors: Seth J Putterman, Bradley Paul Barber, Robert Anthony Hiller, Ritva Maire Johanna Lofstedt Filed: 1994-02-23. Published 1997-08-19. Converting acoustic energy into different energy form - by applying controlled resonant acoustic energy to gas bubble in liq. Abstract: Sonoluminescence is an off-equilibrium phenomenon in which the energy of a resonant sound wave in a liquid is highly concentrated so as to generate flashes of light. The conversion of sound to light represents an energy amplification of eleven orders of magnitude. The flashes which occur once per cycle of the audible or ultrasonic sound fields can be comprised of over one million photons and last for less 100 picoseconds. The emission displays a clocklike synchronicity; the jitter in time between consecutive flashes is less than fifty picoseconds. The emission is blue to the eye and has a broadband spectrum increasing from 700 nanometers to 200 nanometers. The peak power is about 100 milliWatts. The initial stage of the energy focusing is effected by the nonlinear oscillations of a gas bubble trapped in the liquid. For sufficiently high drive pressures an imploding shock wave is launched into the gas by the collapsing bubble. The reflection of the shock from its focal point results in high temperatures and pressures. The sonoluminescence light emission can be sustained by sensing a characteristic of the emission and feeding back changes into the driving mechanism. The liquid is in a sealed container and the seeding of the gas bubble is effected by locally heating the liquid after sealing the container. Different energy forms than light can be obtained from the converted acoustic energy. When the gas contains deuterium and tritium there is the feasibility of the other energy form being fusion, namely including the generation of neutrons. http://members.nuvox.net/~on.jwclymer/snf/
1. A kísérletező személye (ebben a témában ez egy fontos dolog, a dolog előélete miatt). Ugyanaz a Patterman, aki kimutatta, hogy a buborékfúzió nem működik (vagyis nem elvakult hidegfúzió hívő).
2. Kinyomtattam és elolvastam a cikket. Nem minden részéhez vagyok elég szakértő, de az, hogy egy 114 keV energiájú, 4 nano-Amperes deuteron nyalábot generálnak a piroelektromos kristály segítségével, és a deutérium targetre lőve ez kb. 800-900 fúziós reakciót okoz percenként, hihetőnek tűnik. A 4 nA áramerősség másodpercenként 2.5*10^10 deuteront jelent. Kb. minden tízmilliomodik becsapodó deuteron okoz fúziót az adatok szerint. Ez konzisztens azzal, hogy az ember 114 keV-vel összelőtt deuteronok esetén még kicsinek várja a hatáskeresztmetszetet, de már azért van valószínűsége a reakciónak. (Nekem volt dolgom deuteron-tritium ütközésen alapuló gyorsítós neutron generátorral - jó régen -, érzésre nem tűnik falsnak a bejelentett neutronszám).
Sajnos ez nem nagyon tűnik praktikus energiatermelési lehetőségnek. És új fizika sincs benne. A cikk állítása szerint utánaszámoltak az ismert fúziós hatáskeresztmetszettel, és annyi fúziós reakció jött ki, amennyit láttak is. Magfizikai szempontból az effektus tehát érthető. A cikkben nagyon komoly mérések igazolják, hogy a detektált neutronok tényleg deuteron-deuteron fúziós termékek.
Viszont az tényleg érdekes, hogy egy ilyen kis kütyüvel sikerült 115 keV-es deuteron nyalábot előállítani. Ehhez nem értek, van itt esetleg valaki, aki ért a piroelektromos kristályokhoz és meg tudja mondani, mennyire realisztikus ez?
A hivatkozott extra E kimutatások súlyos hibákon alapulnak, tele vannak kalorimetriai baklövésekkel, és amint említetted, reprodukálhatatlanok. Neutron és gamma kimutatások ugyancsak nem reprodukálhatók, sőt az eredeti neutron detektálási eljárásban súlyos hibákat találtak (a detektor nemcsak neutronra kettyent, de ezt ők meg se próbálták elkülöníteni. Persze, vegyészek voltak és nem részecskefizikusok. Részecskefizikus hallott már háttérről meg jel/zaj arányról - és itt nemcsak az ún. természetes háttérsugárzásra gondolok).
Másféleképpen is próbálták kimutatni, hogy lehetséges nukleáris reakciót indukálni kémiai vagy röntgen tartományba tartozó gerjesztéssel. Egy ilyet példaképpen végigelemeztem rhaurinnal egy régi hidegfúziós topikban, ahol is a cikkben szereplő annyi elméleti és kísérleti szarvashibát sikerült felfedezni, hogy végülis ki kellett dobni. A legelemibb és legmélyebb hiba az volt, amikor egy bizonyos elem (ha jól rémlik, réz) által adott spektroszkópiai jelet egy másik elem (ha jól emlékszem, molibdén) jelenléteként értelmeztek. Van vagy pár 1000 hidegfúziós cikk, nem véletlenül nem veszik komolyan őket, mert mind tele van elemi szarvashibákkal, és reprodukálhatatlan.
A buborékfúzióról még nem sokat tudok a részleteket illetően, tehát nem tudok részletes elemzész nyújtani. De annak alapján, amit magfizikus kollégáktól hallottam, ne éljétek bele magatokat: ugyanolyan "gyanús" társaság csinálta a kísérletet, reprodukálni tudtommal nem sikerült, elméletileg is igen valószínűtlen, hogy menne, úgyhogy egy újabb Pons-Fleischmann eset néz ki belőle. Majd indítanak "Bubble fusion" folyóiratot, alapítanak societyt, játszanak konferenciásdit, esetleg stílusosan "fúzionálnak" a "cold fusion" társasággal.
A 91-es Fleishman és Pons kísérletnek egyfajta alternatívájaként is felfogható. Ott ugye bizonyos fémek Palládium -esetleg Nikkel- nagy Hidrogén oldó képességét használták fel a H atommagok megfelelő közelségbe hozására. Van ezen kívül még kísérlet/szabadalom rezonáns elektromos terekre (Lásd többek között Egely Borotva élén, ugye:))), gázkisülésre miegymásra.
A sok kísérlet eredményét összegezve elmondható:
- Valóban kimuttatható Neutron és gamma sugárzás (feltéve persze ha Deutériumot és Triciumot használunk, egyébként nem nagyon!!!!)
- Bizonyos esetekben még akkor is van extra E,mondjuk hő formájában, ha semmilyen egyéb jel nem mutatkozik a fúzióra, de ez a jelenség nem mindíg reprodukálható.
Általánosítva: majdnem bizonyosan kizárható a fúzió jelensége, sajnos. Persze közben van egy olyan gyakran megjelenő ismeretlen effektus, amit még nem sikerült megfelelően leírni.
Minden esetre ez az effektus:
- Kapcsolatban áll a H-el esetleg más ionizált gázokkal
- Esetenként extra E jelent, ami generálhat:
- Fúziót (Hidrogén esetében), vagy más elemek transzmutációját, átalakulását.
Ezt kb tíz éve tudjuk. A fizika rendszerébe viszont nem fér bele, annak nem hijánzik egy ilyen effektus. Ezért aztán amikor a kutatók még is mondjuk fúzióra hívatkoznak, azt viszonylag könnyű megcáfolni a kisérletek során jelentkező abnormális, fúzióval össze nem egyeztethető jelenségekre hívatkozva.
Ezek az anomáliák viszont az előbb említett ok miatt nem igazán keltik fel a fizika fő áramához tartozók figyelmét. A jelenség általánosan tapasztalható ilyenfajta, meglehetős felületességel való kezelése ellen történő tiltakozásul már lemondott a USA tudományos akadémiájának Nobel-díjas elnöke, de ez a "tudomány politikai" esemény sem rázta fel igazán az érintetteket.
A dologgal kapcsolatban meglehetős szkepticizmussal állok:
Ha a kutatók fúzióra hívatkoznak, azt megcáfolják, ha másra, akkor nevetségessé válnak.
"What we are doing, in effect, is producing nuclear emissions in a simple desktop apparatus,"
said Rusi Taleyarkhan, the principal investigator and a professor of nuclear engineering at
Purdue University. "That really is the magnitude of the discovery – the ability to use simple
mechanical force for the first time in history to initiate conditions comparable to the interior
of stars."
http://news.uns.purdue.edu/html4ever/2004/0400302.Taleyarkhan.fusion.html
Csak egy baj van, hogy ez már a második alkalom a történelemben, és az elsöt is ö követte el kb
két éve. Lehet, hogy a Purdue-beli kollegák kevésbé fogják cáfolni, mint az Oak Ridge-iek?
