Холодний синтез

Холо́дний си́нтез (англ. Cold fusion) — гіпотетичні реакції ядерного синтезу, які можуть проходити без достатнього для подолання кулонівського бар'єру підводу зовнішньої енергії. Нині більшість вчених визнають теорії холодного синтезу як псевдонаукові.

Див. також: Мюонний каталіз

Відомий також під назвами низькоенергетичної ядерної реакції (LENR) та хімічно асистованої (індукованої) ядерної реакції (CANR). На сьогодні є сумніви в реальності існування цього явища^[1][2][3][4].

Історія відкриття

Біологічна трансмутація

Перші повідомлення про процес, схожий на холодний синтез відносяться до XIX століття. Німецький натураліст Альбрехт фон Херцелє у своїй роботі «Походження неорганічних речовин» (1873 р.) виклав теорію так званої «біологічної трансмутації»^[5]. Пізніше дослідження фон Херцелє не перевірялись.

Найбільш відомий дослідник біологічної трансмутації — Луі Кевран, котрий у 1935, 1955 та 1975 рр. опублікував ряд робіт з цієї теми. Пізніше виявилося, що такого автора не існувало, а викладені у його роботах результати досліджень не підтвердилися.^[6]

У 2003 році була опублікована книга В. І. Висоцького^[7], завідувача кафедри математики і теоретичної радіофізики Київського національного університету імені Тараса Шевченка, в якій стверджувалося, що знайдені нові підтвердження «біологічної трансмутації»^[8].

Холодний синтез у електролітичній комірці

Повідомлення про процес холодного синтезу у електролітичній комірці зробили в 1989 році Мартін Флейшман^[en] та Стенлі Понс^[en].

За даними дослідників під час електролізу важкої води з використанням паладієвого електроду виділялося надлишкове тепло, настільки велике, що його можна пояснити хіба що ядерним синтезом. Пізніше автори повідомили про реєстрацію незначної кількості продуктів реакції синтезу — нейтронів та тритію^[9].

Результати подальших досліджень холодного синтезу залишаються непереконливими. Одразу ж після публікації першої роботи Флейшмана й Понса перевірка їх результатів розпочалася в усьому світі. Численні експерименти не дали однозначної відповіді на питання про існування чи неіснування явища^[9].

Апарат холодного синтезу що використовувався у дослідженнях Центру Систем Космічного та Морського поля бою у Сан Дієго^[en] (2005)

У 2001 році в Харкові група українських вчених теж анонсувала про вдалу спробу холодного синтезу, проте повідомлення не підтвердилося^[9].

Сучасний стан проблеми

Схема Електролітичної комірки-калориметра котру використовував у своєму досліді Єсікаї Арата

З 2008 року, після публічної демонстрації досліду з електролітичною коміркою Єсікаї Аратою, з Університету Осаки дослідження феномену широким науковим загалом було поновлено. Більшість дослідників намагаються знайти альтернативне ядерному пояснення результату.^[10]

У січні 2011 року Андреа Россі (Болонья, Італія) випробував дослідну установку на реакції перетворенні нікелю в мідь за участю водню, а 28 жовтня 2011 він продемонстрував журналістам та замовнику з США промислову установку на 1 МВт.

Схема реактора Россі-Фокарді

Станом на кінець квітня 2012 року три організації заявили про успішне завершення експериментів з контрольованого холодного ядерного синтезу та намір масово виробляти та продавати побутові пристрої для нагрівання води — Leonardo Corp. (USA-Italy), Defkalion Green Technologies (Greece), Brillouin Energy Corporation (USA). Leonardo Corp. вже нині пропонує поставки комерційних установок потужністю 1МВт протягом трьох місяців після попереднього замовлення, а також інформує про очікування результатів міжнародної сертифікації домашніх водонагрівачів потужністю 10 кВт для завершення будівництва та запуску фабрики потужністю 1 млн пристроїв на рік в США.

Подробиці експериментів

Досліди з холодного ядерного синтезу зазвичай включають в себе:

• каталізатор, такий як нікель або паладій, у вигляді тонких плівок, порошку або губки;
• «робоче тіло», що містить тритій і / або дейтерій і / або водень в рідкому, газоподібному або плазмовому стані;
• «Збудження» ядерних перетворень ізотопів водню «накачуванням» «робочого тіла» енергією — за допомогою нагрівання, механічного тиску, впливом лазерного(-них) променя(-нів), акустичних хвиль, електромагнітного поля чи електричного струму.

Схема електролітичної комірки для холодного синтезу

Досить популярна експериментальна установка камери холодного синтезу складається з паладієвих електродів, занурених у електроліт, що містить важку або надважку воду. Камери для електролізу можуть бути відкритими або закритими. В системах відкритих камер газоподібні продукти електролізу залишають робочий об'єм, що ускладнює калькуляцію балансу отриманої / витраченої енергії. В експериментах із закритими камерами продукти електролізу утилізуються, наприклад, шляхом каталітичної рекомбінації у спеціальних частинах системи. Експериментатори, переважно, прагнуть забезпечити стійке виділення тепла безперервною подачею електроліту. Проводяться також досліди типу «тепло після смерті», в яких надмірне (за рахунок передбачуваного ядерного синтезу) виділення енергії контролюється після відключення струму.

Можливий механізм реакції

Механізм реакції, найімовірніше, пов'язаний зі здатністю паладію, нікелю та багатьох інших металів поглинати водень з утворенням розчину водню в металі. Деякі метали поглинають водень без витрати енергії, а інші — після нагрівання. Водень, який розчиняється у металі, перебуває в атомарному стані.

Вважають, що такі атоми водню можуть, завдяки тунелюванню через кулонівський бар'єр з ненульовою ймовірністю, об'єднуватись з атомами металу чи між собою.

Див. також

• Каталізатор енергії Россі
• Псевдонаука