In März 1989 Zeitungen auf der ganzen Welt hatten Schlagzeilen wie "Elektrochemiker entdecken Quelle sauberer, unbegrenzter Energie!"Fusion in einem Glas.
Was ist Kernfusion?
Fusion ist der Prozess, bei dem zwei oder mehr Atomkerne zusammen einen oder mehrere verschiedene Atomkerne und subatomare Teilchen wie Neutronen oder Protonen bilden. Der Massendifferenz zwischen den Kernen, mit denen Sie beginnen, und denen, mit denen Sie enden, wird in Energie umgewandeltnach Einsteins berühmter Formel E = mc 2 wobei E die Energiemenge ist, m die Masse ist und c 2 ist die Lichtgeschwindigkeit im Quadrat.
VERBINDUNG: NUKLEARE FUSIONSKRAFT IM 21. JAHRHUNDERT
Fusion ist das, was Sterne wie unsere Sonne und thermonukleare oder Wasserstoffbomben antreibt. Auf der Oberfläche der Sonne, wo die Temperaturen erreichen 15.000.000 ° C und die Drücke sind enorm, Wasserstoffatome verschmelzen und produzieren Heliumatome.
Um hier auf der Erde eine Fusion zu erzeugen, müssen Sie zuerst eine erstellen. Plasma Dies ist ein ionisierter Zustand der Materie ähnlich einem Gas. In einem Plasma werden Elektronen von Atomkernen getrennt, und das Plasma besteht aus geladenen Teilchen - positiven Kernen und negativen Elektronen.
Um ein Fusionsplasma zu erstellen, müssen Sie drei Bedingungen erfüllen :
1. Sehr hohe Temperatur, um Kollisionen mit hoher Energie zu provozieren
2. Ausreichende Plasmapartikeldichte, damit Kollisionen auftreten
3. Ausreichende Zeit, um das Plasma auf ein definiertes Volumen zu beschränken.
Da das Plasma heiß genug ist, um jedes von ihm berührte Sicherheitsgefäß zu schmelzen, muss es durch etwas anderes als Materie eingeklemmt werden. Tokamak Geräte, bei denen es sich um Magnetfelder handelt.
Ein Tokamak ist ein Gerät, das ein starkes Magnetfeld verwendet, um ein heißes Plasma in Form von a einzuschließen Torus, das ist eine Donutform. Atome von Deuterium oder Tritium Verschmelzung zu einem Heliumkern, einem Neutron und einer spektakulären Energiemenge.
Deuterium ist ein Wasserstoffisotop mit einem Kern, der ein Proton und ein Neutron enthält. Dies ist die doppelte Masse eines gewöhnlichen Wasserstoffkerns, der nur ein Proton enthält. Tritium ist a Beta-emittierend radioaktives Isotop von Wasserstoff mit einem Kern, der ein Proton und zwei Neutronen enthält. Tritium ist dreimal so schwer wie gewöhnlicher Wasserstoff und 1.5 mal so schwer wie Deuterium. Deuterium kommt in normalem Meerwasser vor 150 Teile pro Million .
Ein Beispiel für einen Tokamak-Reaktor ist der ITER-Reaktor in Frankreich.
Ein anderer Typ eines Kernfusionsreaktors wird als bezeichnet. Trägheitsbegrenzungsreaktor . Es verwendet Impulse von extrem leistungsstarken Lasern, um die Oberfläche eines Brennstoffpellets zu erhitzen, bis es implodiert. Dadurch ist es heiß genug und dicht genug, damit seine Atome verschmelzen können. Ein Beispiel für diesen Reaktortyp ist der Nationale Zündanlage in den USA
Unter dem Strich entsteht durch Kernfusion viermal mehr Energie als nuklear Spaltung und vier Millionen Mal mehr Energie als eine chemische Reaktion wie das Verbrennen von Gas, Öl oder Kohle. Ein einzelnes Glas Meerwasser könnte die gleiche Energiemenge produzieren wie das Verbrennen eines Barrels Öl und würde keinen Abfall freisetzen. Fusion könnte liefernden gesamten Energiebedarf der Menschheit, ohne zur globalen Erwärmung beizutragen.
Das kalte Fusions-Fiasko
All dies ist der Grund, warum Pons 'und Fleischmans Ankündigung der Kernfusion bei Raumtemperatur in einem Glas so ansprechend klang. Pons und Fleischmann hatten eine Flasche damit gefüllt. schweres Wasser das ist Wasser, das aus Deuterium und Sauerstoff besteht. Sie leiteten dann einen elektrischen Strom von einer Palladiumkathode durch das schwere Wasser, und das Palladium absorbierte Deuteriumatome, die nach Pons und Fleischmann sie zur Verschmelzung zwangen und Wärme und Wärme erzeugtenNeutronen.
Nachdem die Universität von Utah die Entdeckung am angekündigt hatte 23. März 1989 Wissenschaftler auf der ganzen Welt versuchten, das Experiment zu wiederholen. Ein Team unter der Leitung von Dr. Nathan Lewis vom California Institute of Technology verwendete empfindlichere Geräte als das Utah-Team und stellte fest, dass keine Fusion stattgefunden hattedass keine Neutronen, Gammastrahlen, Tritium oder Helium emittiert wurden, wie das Utah-Team behauptet hatte.
Von Mai 1989 Physiker haben bei einem Treffen der American Physical Society in Baltimore, Maryland, eine Flut von Angriffen auf Pons und Fleischmann ausgelöst. Dr. Lewis sagte dem 1.800 versammelte Physiker, dass "Pons niemals eine unserer Fragen beantworten würde ..." Dr. Steven E. Koonin von Caltech beschrieb das Utah-Experiment als Ergebnis der "Inkompetenz und Täuschung von Pons und Fleischmann".
Ein Wissenschaftler der University of Maryland hatte Dr. Pons gebeten, zum APS-Treffen in Baltimore zu kommen, aber Pons hatte darauf geantwortet. "... Er wäre zu beschäftigt, mit einem Kongresskomitee über kalte Fusion zu diskutieren, um nach Baltimore zu kommen. "
Andere Institutionen, darunter das Massachusetts Institute of Technology, das Lawrence Berkeley Laboratory, die University of Rochester, das Brookhaven National Laboratory, die Yale University und das CERN.
Als Antwort sagte der Forschungsdirektor der Universität von Utah, Dr. James Brophy: "Es ist schwer zu glauben, dass Dr. Pons und Dr. Fleischmann nach fünf Jahren Experimente einige der Fehler gemacht haben könnten, die ich gehört habewurde auf dem Treffen der American Physical Society behauptet. "Die Kritik kam unmittelbar nachdem die Universität von Utah den US-Kongress gebeten hatte, dies zu tun. 25 Millionen US-Dollar um die Forschungen von Pons und Fleischmann fortzusetzen.
In Januar 1991 Pons verließ die Universität von Utah und zog nach Frankreich, wo er und Fleischmann ihre Forschungen mit Unterstützung des IMRA-Labors der Toyota Motor Corporation wieder aufnahmen. Das Kaltfusionsexperiment wurde geschlossen. 1998 nach Ausgaben 40 Millionen US-Dollar ohne greifbare Ergebnisse gefunden.
Während Pons seitdem keine öffentlichen Erklärungen abgegeben hat, hat Fleischmann weiterhin Vorträge gehalten und Papiere veröffentlicht.
Kaltverschmelzung in den Medien
Das Pons-Fleischmann-Experiment ist am erschienen Die Simpsons . Der Film von 1990 Bullseye! verwies auf das Experiment und den Dokumentarfilm 2012 Die Gläubigen war über Pons und Fleischmann. Adobe ColdFusion wurde nach dem Experiment benannt, ebenso wie eine Marke von Proteinriegeln, die von Cold Fusion Foods hergestellt wurden.
Und in der letzten Szene des geliebten Films von 1985 Zurück in die Zukunft Doc Brown verwendet Cold Fusion, um seine Delorean-Zeitmaschine anzutreiben und Marty und Jennifer "zurück in die Zukunft" zu bringen.