Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Zimna fuzja czyli współczesna alchemia

Zimna fuzja czyli współczesna alchemia
e-suplement
3 sierpnia b.r. zmarł Martin Fleischmann. "Dokonał największego odkrycia od czasów, gdy człowiek zaczął stosować ogień. W naczyniu z wodą, w temperaturze pokojowej, zrealizował reakcje zachodzące na słońcu, dając ludzkości niewyczerpalne do końca świata źródło energii". Tak przemawiano by zapewne nad jego grobem, gdyby jego odkrycie potwierdzili inni uczeni.
Rys. 1.

Fuzja jądrowa, czyli synteza jądrowa, to zjawisko polegające na złączeniu dwóch lżejszych jąder atomowych w jedno cięższe. Mogą się przy tym uwalniać neutrony, protony, cząstki alfa i ... ogromne ilości energii, jeśli masa produktów fuzji jest mniejsza niż suma mas jąder przed fuzją.

Nic w przyrodzie nie ginie, zatem ubytek masy, nazywany deficytem masy, zamienia się w energię zgodnie z najsłynniejszym wzorem fizyki E=mc2, gdzie m - "znikająca" masa, c - szybkość światła. Kolosalne ilości energii uwalniają się przy syntezie jąder ciężkiego wodoru - deuteru i trytu (rysunek 1). Przypomnijmy, że jądro wodoru H składa się z jednego protonu, natomiast jądro deuteru D zawiera proton i neutron, a jądro trytu T składa się z protonu i dwóch neutronów.

Możliwe są różne reakcje, którym towarzyszy wydzielanie wielkich ilości energii:

Tym reakcjom zawdzięczamy istnienie gwiazd, w tym Słońca. Można powiedzieć, że te reakcje są pierwotnymi źródłami energii wszelkich postaci dostępnych na Ziemi, bo przecież ropa, węgiel, gaz, wiatr i.t.p. to tylko nośniki i przekaźniki energii słonecznej. Dlatego człowiek zadaje sobie pytanie: po co korzystać z pośredników (węgla, ropy, gazu i.t.p.), czy nie lepiej byłoby korzystać bezpośrednio z energii uwalnianej w reakcjach syntezy jądrowej, czyli zafundować sobie sztuczne słoneczko?
 
Problem w tym, że dla zaistnienia tych reakcji trzeba zbliżyć do siebie jądra, które tego "nie chcą" - mają ładunki dodatnie, a więc odpychają się wskutek działania siły elektrostatycznej. Trzeba "rozpędzić" jądra do niezwykle dużych prędkości, żeby "wpadły na siebie" i "zetknęły się", mimo odpychającej siły elektrostatycznej. Trzeba do tego energii ponad 1 MeV, które można uzyskać w cyklotronach lub w ... bombie termojądrowej przez "podgrzanie" wodoru (deuteru, trytu) do temperatury 10 miliardów K. (Tak wysokiej temperatury nie ma nawet na gwiazdach, gdzie jednak zachodzą reakcje termosyntezy jądrowej, co tłumaczy się zjawiskiem tunelowym).

Już w połowie minionego wieku w USA i Związku Radzieckim uruchomiono wielkie i kosztowne programy naukowe, których celem było opanowanie kontrolowanych reakcji syntezy jądrowej. Rozumowanie jest proste, jeśli potrafiliśmy "okiełznać" bombę atomową, czyli otrzymywać w sposób kontrolowany w reaktorze atomowym energię z rozszczepienia jąder uranu i plutonu, to podobnie powinniśmy "okiełznać" bombę wodorową (termojądrową).

Budowano więc w USA i ZSRR potężne cyklotrony (tokamaki), a w PRL próbowano "załatwić to sprytem" i z inicjatywy generała Sylwestra Kaliskiego powstał Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. (W wikipedii można znaleźć totalnie bzdurną informację, że w tym instytucie prowadzono prace nad polską bombą atomową. Nawet kandydat na prezydenta - Jarosław Kaczyński czynił do tego aluzje, chwaląc patriotyzm Edwarda Gierka. Rzeczywiste działania tego instytutu w zakresie tzw. fokus plazmy były wystarczająco groteskowe, żeby jeszcze dodawać im bzdurne mity, ale to temat na inną okazję).

Pojawiło się również pytanie: a może w pewnych specyficznych warunkach możliwa jest reakcja syntezy jądrowej w niskich temperaturach, czyli zimna fuzja (cold fusion)? W roku 1989 dwaj czołowi elektrochemicy świata, cieszący się najwyższym autorytetem - Fleischmann i Pons - ogłosili światu, że eksperymentalnie zrealizowali zimną fuzję. W temperaturze pokojowej, w naczyniu z ciężką wodą (woda z dużą zawartością deuteru), w reakcji elektrolizy z zastosowaniem katody palladowej stwierdzili wydzielanie się ciepła w ilości większej niż energia dostarczana prądem elektrycznym do procesu elektrolizy (rys. 2). Pochodzenie tego dodatkowego ciepła objaśnili reakcją zimnej syntezy jądrowej, zachodzącej w specyficznych warunkach w katodzie palladowej.

Rys. 2.

Na świecie zawrzało. Oto mamy odkrycie epokowe. Ludzkość będzie mogła czerpać energię wprost z wody, z mórz i oceanów. W ilościach niczym praktycznie nieograniczonych. Ze źródła praktycznie niewyczerpalnego. Tabuny naukowców rzuciły się do odtwarzania eksperymentu Fleischmanna i Ponsa. Odezwali się też sceptycy, albo jak kto woli zawistnicy, twierdząc, że w reakcji nuklearnej powinno się pojawić promieniowanie neutronowe. Kiedy po pewnym czasie Fleischmann i Pons potwierdzili, że pomiary wykazały obecność neutronów, obu eksperymentatorom uczyniono zarzut, że jeszcze żyją, bo powinni już umrzeć od otrzymanej dawki promieniowania. Najgorsze jednak było to, że innym naukowcom, w różnych laboratoriach świata, nie udało się odtworzyć podobnego eksperymentu z powtarzalnymi wynikami.

Trzeba jednak przyznać, że byli też tacy, którzy potwierdzili uzyskanie zimnej fuzji, w tym również istnienie produktów ubocznych w postaci promieniowania radioaktywnego. Już po kilku miesiącach zaczęto oskarżać odkrywców o fałszerstwo, a temat zimnej fuzji nazwano patologiczną nauką. Fleischmann i Pons odrzucili wszelkie oskarżenia. Po latach raczej wszyscy się zgadzają, że obaj uczeni nie byli fałszerzami, raczej popełnili pewne błędy w technice eksperymentu i mylili się w interpretacji ich wyników.

Trzeba przyznać, że Fleischmann przed ogłoszeniem odkrycia był bardzo ostrożny z wyciąganiem wniosków i zamierzał najpierw zapoznać ze swoimi wynikami wąskie grono naukowców i opublikować wspólną pracę z zespołem Profesora Jones’a z Brigham Young University. Jednak University of Utah, pragnące za wszelką cenę "zaklepać" pierwszeństwo przymusiło uczonego do jednostronnej publikacji i konferencji prasowej w dniu 23 marca 1989 roku.

Później Fleischmann uparcie odrzucał wszelkie krytyki i do końca życia trwał w przekonaniu, że dokonał tego wielkiego odkrycia. Wierzył, że istnieje cold fusion. Przyznać trzeba, że nie on jeden. Do dziś w wielu ośrodkach badawczych świata (w USA również) trwają prace nad zimną fuzją, często finansowane ze środków rządowych. Ze względu na złą sławę terminu "cold fusion" ten kierunek badań uczeni wola definiować jako Low Energy Nuclear Reactions (LENR). Istnieje też całkiem pokaźne grono naukowców i miłośników nauki, którzy tworzą swoistą sektę wyznawców Fleischmanna. Z ich poglądami można się zapoznać między innymi na łamach pisma internetowego Cold Fusion Times. Nie zabrakło ich na pogrzebie Fleischmanna w sierpniu b.r., gdzie żegnając "największego uczonego wszechczasów" wygłosili mowy o wiele bardziej patetyczne niż moje nieudolne słowa pożegnalne na początku tego artykułu.

Wiesław Marciniak

Przeczytaj także
Magazyn