Studená fúze po italsku  
Jaderná fúze je proces, při kterém dochází ke slučování atomových jader a uvolnění ohromného množství energie. K jejímu dosažení jsou potřeba extrémní tlak a teplota. Dvojice italských fyziků ale tvrdí, že to jde i jinak.

 

Zvětšit obrázek
Prezentace nového fúzního reaktoru Boloňské university na veřejné tiskové besedě. (zdroj)

Studená fúze

Atom bývá navenek elektricky neutrální, záporný náboj elektronového obalu kompenzuje kladný náboj protonů v jádře. Na to, aby se dvě atomová jádra mohla sloučit, potřebujeme dostatek energie na úplnou ionizaci atomů, tedy odstranění elektronového obalu a na překonání elektrostatických sil, které kladné náboje navzájem odpuzují. V případě dvou protonů na zdolání této Coulombovy potenciálové bariéry potřebujeme 400 keV energie.


Cílem je tedy přiblížit o elektronový obal obnažená jádra atomů k sobě natolik, aby mezi nimi mohla zapracovat silná jaderná interakce, poutající nukleony (protony a neutrony) pohromadě. Při sloučení jader vznikne prvek s vyšším atomovým číslem a uvolní se velké množství energie. Nejznámější nukleosyntézou je bezpochyby proměna vodíku v helium - hlavní hvězdný zdroj záření. Snažíme se jí zatím jenom experimentálně napodobit i v pozemských podmínkách pomocí energie výkonných laserů soustředěné do malé kapsle s vodíkem (americký NIF), anebo v tokamaku ohřevem vodíkového plazmatu v extrémních magnetických polích (ve Francii budovaný ITER). Ale jsou tací, kteří tvrdí, že existují i jiné, mnohem méně energeticky a technicky náročné způsoby výroby energie cestou takzvané „studené jaderné fúze“. Před více než dvaceti lety, v roce 1989, s ní (ne jako první) vyrukovali Martin Fleischmann a Stanley Pons, kteří tvrdili, že k jaderným reakcím dochází za pokojové teploty při elektrolýze těžké vody. Přes veškerou snahu se ale nikomu nepodařilo jejich výsledky opakovanými nezávislými experimenty prokázat.

 

Italský přístup

Sergio Focardi z Boloňské univerzity a jeho kolega Andrea Rossi z americké korporace Leonardo na to šli jinak. Zkonstruovali přenosné zařízení, v kterém údajně probíhá fúze niklu s vodíkem za vzniku mědi a uvolnění nezanedbatelného množství energie.
 
Výzkumníci před pár dny zařízení předvedli médiím na tiskové konferenci. Jejich stolní „fúzní reaktor“ obsahuje kovovou trubku vyplněnou trochou čistého jemného niklového prášku s blíže nespecifikovaným izotopovým složením, do které se v jistých časových intervalech pod tlakem vhání vodík. Po zapnutí se vše prudce zahřeje, přičemž spotřeba dosahuje až 1 000 W. Pro další chod už stačí příkon 400 W. Zařízení každou minutu promění 292 g 20 °C teplé vody na páru o teplotě 101 °C, což odpovídá výkonu cca 12 400 W. Energetický zisk tedy činí 31 násobek vložené energie. Vědci pracují na výstavbě prototypové elektrárny o výkonu 1 MW, která bude obsahovat 125 těchto modulů. Zařízení má na jednu náplň vydržet pracovat asi půl roku. V každém případě vědci slibují koncem tohoto roku rozjet jeho sériovou výrobu.

 

Více otázek než odpovědí

Ani samotní vynálezci, duo Rossi – Focardi, však nedokáží odpovědět na základní otázku – jak to funguje. Jaksi jim nevadí, že jejich představa o jaderné syntéze probíhající při experimentu odporuje našim soudobým znalostem z jaderné fyziky, které předpokládají pro jadernou fúzi Ni + H neporovnatelně extrémnější podmínky. Neodradil je ani postoj redakcí vědeckých časopisů, které jejich články odmítly zveřejnit. Podle nich je důležité, že to funguje a vysvětlení se časem najde. Proto si založili svůj vlastní internetový Journal of Nuclear Physics, kde svoje výsledky prezentují. A pro jistotu se snaží o získání patentu.

Zvětšit obrázek
Energie v MeV uvolněná při proměně různých izotopů niklu na měď a pak nestabilního izotopu mědi na nikl. Kredit: Focardi, Rossi 2010

 

Celá řada skeptiků upozorňuje na to, že autoři neuvádí ani základní údaje o měřících přístrojích, izotopickém složení mědi, která fúzí niklu s vodíkem vzniká a v případě, že jde o její nestabilní izotop 64Cu, se vzápětí opět rozpadá na nikl, elektron a neutrino. Je otázkou, jestli vůbec umožnili někomu mimo svého kolektivu provést na „reaktoru“ nějaká nezávislá měření.


Přesto všechno mají Rossi s Focardim i své zastánce. Je to především Giuseppe Levi, nukleární fyzik z INFN (Italian National Institute of Nuclear Physics), který jim pomáhal organizovat veřejnou prezentaci zařízení. Za nezpochybnitelný důkaz probíhající fúzní reakce považuje radiaci, kterou zaregistroval pomocí scintilátoru. Italští výzkumníci hýří optimismem i sebedůvěrou a tvrdí, že nejde o podfuk, že dokáží přesvědčit kohokoliv, kdo bude mít o to zájem.


Otázkou je, jestli se má odborná veřejnost takovými experimenty vůbec zabývat. Naše znalosti fyzikálních zákonitostí v oblasti termonukleární fúze jsou prověřené praxí, o čem svědčí i vodíková bomba. Ale asi v každém z nás je kousek romantika, jenž věří na hrdiny podobné těm z Verneových románů, kteří v přítmí svých zaprášených laboratoří přicházejí k převratným objevům měnícím svět. Rossimu a Focardiovi by se asi dobře dařilo začátkem 17. století na dvoře Rudolfa II., kterému klasik ve známém filmu připsal výrok: „My mu nerozumíme, ale My mu věříme.“ V současnosti si ale pravděpodobně místo slávy koledují o pořádnou ostudu.

Stránka s odkazy na videa z tiskové konference (v italštině) a dalšími informacemi.



Zdroje: Journal of Nuclear Physics , Wikipedie

Autor: Martin Tůma
Datum: 21.01.2011 14:23
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 240 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas
Související články:

Experiment s magneto-inerciální fúzí v Los Alamos se blíží ke spuštění     Autor: Stanislav Mihulka (22.10.2019)
Google jde po studené fúzi. Zatím bezúspěšně     Autor: Stanislav Mihulka (30.05.2019)
Jak stabilizovat přehřáté plazma ve fúzních reakcích?     Autor: Stanislav Mihulka (13.01.2019)
Fúzní minireaktor přesáhl teplotu v nitru Slunce     Autor: Stanislav Mihulka (07.06.2018)
Rekordně účinná jaderná fúze v laserem žhavených nanodrátcích     Autor: Stanislav Mihulka (16.03.2018)



Diskuze:

Kalimetrie při demonstraci

Adolf Balík,2011-01-23 15:24:51

Objevuje se to už leckde:
http://wattsupwiththat.com/2011/01/22/cold-fusion-going-commercial/#more-32272
Uvnitř jsou i další odkazy. Zmiňují se o takových divnostech, že za běhu to nevyzařuje gama záření, ale při vypnutí je to vydá. Vynímám z toho souhrn kalometrie s tím spojené:
Nejlepší souhrn kalorimetrie s tím spojené je od Jeda Rothwella, který se toho účastnil už od prvních dnů. Ten uvádí:
Testovací chod 14. ledna trval hodinu. Po prvních 30 minutách se to na výstupu úplně vysušilo. Výstupní teplota dosáhla 101 st C. Entalpie byla za těchto 30 minut velice jednoduše vypočtena na základě měrného tepla vody (4,2 kJ/kgK) a fázového tepla odparu vody (2260 kJ/kg):
Hmotnost vody 8,8 kg
Změna teploty 87 st C
Energie potřebná k ohřevu vody na 100 st C: 87 st * 4,2*8,8 kg = 3 216 kJ
Energie k odpaření 8,8 kg vody: 2260*8,8 = 19 888 kJ
Celkem: 23 107 kJ
Trvání 30 minu = 1800 sekund
Výkon 12 837 W minus vlastní spotřeba asi 12 kW
Existovaly dva potenciální způsoby, díky nimž nemusel být výstupní výkon měřen správně: výkon topného tělesa a vodík, který se mohl pálit, kdyby v článku byl přítomen vzduch.
Výkon topného tělesa byl změřen na 400 W. Nemohl být o moc větší než tohle, protože to bylo zastrčeno do normální zástrčky ve zdi, která nemohla dodávat 12 kW. I kdyby zástrčka dodala 12 kW, spálil by se elektrický kabel k topnému tělesu.
Během testovacího chodu se spotřebovalo méně než 0,1 g vodíku. 0,1 g vodíku je 0,1 molu, což dá 0,05 molu vody. Slučovací teplo vody je 286 kJ/mole, takže kdyby byl vodík spálen, vytvořil by méně než 14,3 kJ.
No, osobně, vzhledem k trvání hodina, si dovedu představit, že se spotřebovalo i něco jiného, než vodík, čeho si pozorovatel nemusel všimnout a za hodinu to nedošlo.

Odpovědět


hůrza

Petr Ka,2011-01-24 10:37:54

Ono by při 5MeV a 0,1g se vygenerovalo mnohem více energie (takže by účinnost byla zároveň jen půl promile, aby to sedělo).
Co ale považuji za hrůzu je nadšení kdyby to fungovalo (byl také dostatek niklu, ...). Sice by to znezávislelo lidi, ale nezřízená produce (plýtvání) energie by už se jen tak nezastavila, kdyby každý člověk planety si mohl dovolit takovéto 10kW zařízení (celkem tak 100TW) či více (to je spíš katastrofa).

Odpovědět


Re: hůrza

Pavel Hudecek,2011-01-25 00:45:04

Já zas považuji za hrůzu, že existují lidé, pro které je hrůzou představa, že by mohl existovat všeobecně rozšířený zdroj čisté energie. Co je hrůzného na tom, kdyby všichni měli k dispozici dejme tomu 10, nebo 100 kW?

Odpovědět


Re

Petr Ka,2011-01-25 08:40:48

Kdyby to bylo 100kW (tedy celkem 1PW za lidstvo), tak by to stejně změnilo klima (příkon ze Slunce, který udržuje na Zemi tak na 300K oproti chladu, je 174PW - http://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_resources_and_consumption , tedy prakticky procento i bez skleníkového jevu). Samozřejmě nejsem proti (pokroku, možnostem), ale lidský faktor způsobí, že to (případně) nebude jednoznačně pozitivní, ale vyrojí se spousta problémů.

Odpovědět

Přiznám se, že tomu nevěřím

Pavel Kolar,2011-01-23 15:00:05

Přiznám se, že tomu nevěřím. Ale jsem dalek tomu, abych se někomu vysmíval. Bude-li praktická aplikace skutečně funkční, budiž tedy, nechť jsou přepsány učebnice. Nebude-li, pak to je další z řady hloupých pokusů, jak nad někým vyzrát.
Ony naše teorie, byť dobře vystihují realitu, nemusí být s ní zcela konzistentní. Mohou se vyskytovat jevy, o kterých nemáme ani tušení a za čas si někteří řeknou, jako už v historii tolikrát, jak jsme mohli být tak slepí?

Tedy, nesmát se, že to odporuje naší představě světa, a potvrdit nebo vyvrátit. A pokud se jedná o podvod, nemilosrdně vyvodit důsledky. Ostatně, takový zdroj energie by se hodil, ne?

Odpovědět

:-)

Adolf Balík,2011-01-22 17:59:27

Velice výstižné!

Ovšem nějaká studená fúze, ač asi nikoho nepřesvědčí, aby začal prodávat ropné a plynové akcie, docela nuda, kterou snadno vysvětlí každý, kdo kdy napsal nějaké sci-fi. To M-Drive, o kterém jste svého času také psali, to by byl oříšek i pro spisovatele Hvězdné brány:
http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=2652

Kde je mu teď konec?
:-)

Odpovědět


Panu Zemánkovi

Adolf Balík,2011-01-22 18:01:13

To mělo být k panu Zemánkovi. To pověšení odpovědi ke komentáři je ale stejně nejisté jako výsledky ze studené fúze.

Odpovědět


Karel Š,2011-01-22 23:01:07

Na EMdrive jsem si při čtení tohohle článku taky vzpomněl a docela mě překvapilo že nejen že jeho stránky pořád ještě existují, ale dokonce vykazují i jakousi aktivitu (poslední novinka květen 2010).

Odpovědět


Pavel Kolar,2011-01-23 15:03:03

EMdrive, pokud skutečně funguje, rozhodně nebude dál publikovat. Divil bych se, kdyby ano.

Odpovědět

:-)

Pavel Hudecek,2011-01-22 03:36:22

To se člověk alespoň pobaví při nočním pojídání antibiotik:-)

Osobně považuji za nejpravděpodobnější, že je to šméčko na investory. Vodík tam prostě nenápadně spalují se vzduchem, na 12 kW stačí celkem malej hořáček.

Kdyby to opravdu fůzovalo, bylo by to super, ale určitě ne pro osoby nacházející se poblíž:-) Až si to přečte pan Wagner, určitě snadno kvantifikuje, kolik a čeho by z toho asi tak mohlo lítat. Tipuji, že při uváděném výkonu by nikdo z přítomných nepřežil ani do konce prezentace.

Odpovědět


Radiace

Jan Konečný,2011-01-23 11:22:26

Ne že bych rozumněl fyzice, ale pokud bych chtěl udělat boudu na investory falešným reaktůrkem na studenou fúzi, pak by mi asi nestačil plynovej hořák...

K té otázce života ve stejné místnosti - neví někdo, jak silnou radiaci pomocí scintilátoru naměřili?

Odpovědět

Praktická s teoretická věda

Josef Zemánek,2011-01-22 02:31:53

Přesně pane Balíku, proč dělat vědu pro granty, když ji lze dělat pro peníze :-). Pokud se u nějaké nově objevené technologie ukáže, že funguje, přestože ji nelze teoreticky vysvětlit a tedy ani obhájit ve vědeckých publikacích, je úplně nejlepší obrátit se na investory (business angels), vše důležité si nechat patentovat a teprve až dodatečně nechat celou věc prozkoumat a prostudovat vědeckou veřejností.

"Objev" italských fyziků mi připomíná následující citát (motto):

Teorie znamená, že vše víme ale nic nefunguje.
Praxe znamená, že vše funguje ale nevíme proč.
Mnohdy je ale teorie úzce spojena s praxí.
Znamená to, že nic nefunguje a nikdo neví proč.

Odpovědět

Bylo by to hezké

Adolf Balík,2011-01-21 20:20:14

Kdyby to fakt fungovalo, tak by vůbec nepřekvapovalo, že ani objevitelé efektu pro něj nemají explanační model. Ten by přišel až časem po delším výzkumu. Jelikož to v principu není tak moc odlišné od té divné studené fúze, tak by pro to mohly fungovat hypotézy, jaké se navrhovaly pro ni. Ty obvykle navrhovaly, že v té tuhé elektrodě se jen dostanou ty atomy hodně blízko i bez extrémních vnějších tlaků a v případě příchodu vhodných energetických částic kosmického záření přítomných v prostředí dochází k okamžité aktivaci jednotlivých reakcí přímo mezi blízkými atomy a těmi částicemi, aniž by materiál jako celek musel mít ty šílené stavové parametry potřebné pro fúzi. Tato povaha procesu by i vysvětloval značnou vrtkavost výsledků u studené fúze, kterou její odpůrci vykládají jako nereprodukovatelnost.

Kdyby to snad fungovalo, bylo by to krásné. Společnost nepotřebuje nic víc než investiční vlnu do energetiky, která povede ke zničení energetických kartelů a nastolení Nashovy rovnováhy, ať je způsobeno čímkoliv. Energetická revoluce by pak byla úplně nejlepší.

Těžko říci, jestli to bude fungovat, ale ty postupy, kdy nezveřejňují všechno – jen reklamní sdělení – tak překvapivé nejsou. Kdyby to vykecali v publikaci, už to nemohou patentovat. Možná by z toho sklidili nehynoucí slávu, ale prachy by z toho dostal někdo jiný a na ně by už nezbylo.

Odpovědět

Tomáš Crhonek,2011-01-21 15:10:31

Je zajímavé, že vynálezci těchto přístrojů jdou jako první na tiskovou konferenci a nikoliv za kolegy s prosbou o oponenturu.

A opět v takovém experimentu nesmí chybět "blíže nespecifikovanou příměsí". Ta blíže nespecifikovaná příměs může to teplo klidně vyrábět chemicky.

PS: pokud by takový přístroj měl opravdu fungovat jako fůzní reaktor, tak bych s tím opravdu nechtěl být v jedné místnosti.

Odpovědět


článek

Dagmar Gregorova,2011-01-21 15:19:57

jestli vše dobře chápu, pak článek na uveřejnění v recenzovaných časopisech Italové nabízeli... ale, což je celkem logické, neuspěli.
Asi to bude on:
http://www.journal-of-nuclear-physics.com/files/Rossi-Focardi_paper.pdf

Podobných úletů je ve vědě dost. Celkem by mě zajímalo, co na to vedení slavné Boloňské university. Když něco najdu, upozorním.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace