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冷核聚变设想-- 一个简单的实验
送交者: 丁成玉[★品衔R6★] 于 2022-12-27 8:42 已读 7290 次 4 赞  

丁成玉的个人频道

      上个世纪70年代,我在中科院的一个研究所里做半导体工艺的硅外延的研究工作,使用钯管提纯氢气,多次发现每当钢瓶中的氢气快用完时,发生烧穿钯管,说明钯管中有异常反应,产生了大量热。以致为了修复钯管,我自己学会了银焊技术,增强了我的动手能力。当时媒体报道美国德州A&M(农工)大学的电化学家博克利斯Bockris冷核聚变消息,他们以“钯电解重水”发现了冷核聚变现象,后来也有人重复,但是由于这种“冷核聚变”是个“开环”系统,不可控,逐渐冷落下来。

    把这件事情联想到我的工作,因为普通水中含有微量重水,钢瓶氢气是电解水所得,钢瓶底部可能含有微量的氘,有可能在通过钯晶格时也产生聚变,觉得这种方式是个“闭环”系统,不要小看这“开和闭”,重大差别是“闭环”容易重复和控制,便设想了一个实验方案,70年代末把这个设想写信给博克利斯Bockris,他很快回信说欢迎我做访问学者继续研究,他说因为冷核聚变已经冷落,得到赞助的资金很少了,可以提供住处,没有工资。外事办的朋友考虑我家里有两个孩子在读中学,正是升学的关键时刻,没有工资建议不能去。

    最近美国的激光核聚变NIF的实验中,输入激光总能量为2.05MJ,所获得的氘氚聚变能量输出为3.15MJ,能量增益达到1.5,后来发现这个发布水分有点大。中国的激光聚变也有长足进步,采用“快点火”技术,理论上可以使聚变点火所需的能量下降十倍,将增益率提升到10100的过程中,中国科学家一定会有所建树的。中国的磁控制聚变EAST今年年初已实现1.2亿度101秒等离子体运行,领先世界。我研究的“低噪声电压基准器件”[2],因为噪声电压可能小于1微伏,被中科院物理所推荐用于他们的磁场的恒流源,提高了磁场的稳定性,磁力线聚焦能力变强,对等离子体的温度提高有利,由于这点渊源使我经常关注他们的进展。

    我觉得冷核聚变也不能放弃,还有探索的必要,前年我曾经把当年设想的可控聚变重新发表在《留园科技频道》[1],那时主要考虑到能量输出,现在觉得过于复杂,一般实验室不大容易实现。我设想了一个简单的实验装置。

这个装置示意图如下,(见谅!不是正规软件画图,仅是示意,可以看明白)
                                 




这个设想方案是把钯管加热到550℃,氘气由电解重水得到(重水在美国不到百美元一公斤,容易得到),除掉其中的水和氧气,控制一定流量掺入到氢气中,穿过加热到550℃的钯管时,氢和氘都会以离子态进入钯的晶格。如果依照Bockris发现的钯晶格的冷核聚变,也在这里发生的话,理论上分析,可能会有两种聚变反应:
               D+D→H+T+4MeV         (1
               D+D→n+3He+3.3MeV      (2
    D:氘核,  H:氢核,  T:氚核, n:中子, MeV:能量 兆电子伏特

因为在大量氢气的环境中,估计反应(2)可能性更大。通过钯管后,离子都会变成分子状态,即氢气、氚气和氦气,同时放出中子n和热量。这样分析尾气的成分,只要发现氚气和氦气,检测出中子和热量,就足够证明发生了核聚变。因为已经550℃了,多产生的热量无处释放,如我工作中遇到的,如发生烧穿钯管的现象,也可以证明发生核聚变。

如果测量条件限制,不能测量氘、氚气和中子,可以先不检测这些,只要观察加入氘气时,记录流量,看看何时烧穿钯管,就可以初步证明发生了聚变,这样实验就变得很简单了。如果有这个苗头,赞助者自然会来,资本的嗅觉是非常灵敏的,然后进一步测量是否有氚气、氦气和中子,有待最后的全面证实。

当这个简单实验成功,证明了有聚变反应,下一步就是向可控方面发展,就是试验改变加热方式,要求能够能够快速加热,只要测量到有热量产生,电子自动控制会立即降低加热电流,快速降温,有热量产生,还要快速导出热量,不致把钯管烧坏。我设想的这种加热方式,是“低压大电流加热”,快速导出热量的可选液态金属钠“热管”。这就是前年设想的装置了,在美国的材料实验室里也是不难实现的:
                                




我即将84岁了,眼神也不佳,现在把这个简单的方案公布出来,希望有实验条件的年轻人接力进行,方法比较简单,容易在一般的实验室实现,只要测量产物的成分和是否有中子和热量产生,就可以判断是否有核聚变发生。如果能够可控并且能够重复试验(根据我的工作经历,结合博克利斯Bockris的工作,大概率是能够实现的),年轻人,诺贝尔就在等你了,希望有志的年轻人尽快与我联系,我会无偿提供细节。疫情当前,动乱之际,还是想把思路留给年轻人,不要带给上帝了。有个博士说最好是留下钱,从长计议的说,思路是可以变成钱的。希望有条件的年轻人不要失去这个机会!

 

[1] https://club.6parkbbs.com/chan2/index.php?app=forum&act=threadview&tid=13528796

[2] https://club.6parkbbs.com/chan2/index.php?app=forum&act=threadview&tid=13528661

 

 

 

  , 

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