首页 > 技术科普 > 正文

关于冷核聚变（LENR)的猜想 - 北大唐俊坚
2023-07-05 20:59:09 来源：冷聚变世界评论：0 点击：

文章作者为北京大学物理学院原子与原子核物理专业的唐俊坚，唐俊坚研究冷聚变多年，对冷聚变的反应机理有着深入的研究，本文是作者撰写的一篇科普文章。

关于冷核聚变（LENR)的猜想

北京大学

物理学院原子与原子核物理专业

唐俊坚联系方式：
tangjunjian@delongds.cn

一、背景：核聚变，核裂变

人类认识真理往往需要很长时间，走很多弯路。

1533年哥白尼提出“日心说”，并著《天体运行论》，教会不承认并列为禁书。

1882年，罗马教皇不得不承认哥白尼的学说是正确的。这一光辉学说经过三个世纪的艰苦斗争，终于获得完全胜利并为社会所承认。

首先，大家对热核聚变，热核裂变有所认知：

1.1 热核聚变：

5千万度温度以上环境下氢同位素热核聚变产生巨大能量，产生辐射射线也较强，残余废物很少，已知大部分活跃恒星为热核聚变，包括太阳。

人类直接对热核聚变典型应用：直接利益太阳能可以算是热核聚变能利用，太阳能电站，太阳能热水器，太阳能发热装置等等；人工控制热核聚变反应堆发电，超导托克马克，ITER等项目，需耗能产生局部5千万度温度，核反应模式为间断脉冲式，暂时还不能自持续反应，而且输入能与输出能比值(COP)还没有到达平衡的1.0，无法实现发电输出能量。而且发电成本极其高，可以说人类花了接近2000亿人民币还没有发出一度电！！！

1.1.1中国EAST超导托克马克装置

1.1.2 巨大无比的 ITER 装置模拟图，造价 120 亿欧元以上

人类成熟运用的发电方法的有源部分在运行稳定后都不需要从外部再输入能量(一般是持续输入产生能源的物料)，包括火力发电（煤，油等），水电（水的势能），太阳能电池板发电（光子辐射能），核裂变反应堆（浓缩铀钍，开始需要中子触发）。

需要持续从外部输入能量的发电方法人类也有使用：车载燃油发电机，手摇发电机，人工动能发电机（如动能发电玩具等），只能满足特定条件或短时的发电需求，不可能大规模提供电力能源。

人工控制热核聚变反应堆发电方法是不是类似的！？

确实类似的――
那人工控制热核聚变反应堆不过是人类的一个大玩具！！！

1.1.2 热核聚变的困难——中子放射性：

1983年，已故的劳伦斯·利茨基（Lawrence Lidsky）是当时麻省理工学院等离子核聚变中心的副主任，他撰写了一篇题为“核聚变的困难”的文章，他写道：

“核聚变是一个对科学家和工程师来说都是好问题的教科书式范例。许多人认为这是有史以来最难解决的科学和技术问题，但它仍然屈服于我们的努力。”

尽管如此，利茨基列出了一系列问题，他认为，这些问题使得核聚变不太可能成为经济上可行的能源来源。

30多年后，利茨基发现的问题依然存在。其中最主要的是放射性。可以肯定的是，核聚变中使用的燃料并不像裂变中的铀和核废料那么危险。要了解核聚变的放射性挑战，就需要对科学进行更深入的研究。

首先，各种不同的轻元素可以在聚变反应中结合。然而，最容易熔合的燃料是氢的两种同位素的50-50组合：氘和氚。所谓的D-T一直是该领域的重点。氘是重氢，是在海水中发现的物质。它的原子核由一个质子和一个中子组成（与普通氢的单独质子相反）。氚是重的，重氢：一个带有两个中子的质子。它具有放射性，半衰期约为12年。它也非常稀有和昂贵，但会在核聚变反应堆中繁殖。

当氘和氚原子核融合时，能量以α粒子（氦原子核，是两个质子和两个中子）和一个高能中子的形式释放。这些中子是中性的，不受维持等离子体的磁场的限制。它们撞向所面对的任何物质，例如在托卡马克中，这被称为第一壁。撞击会传递热量，也会将墙壁材料中的原子击出原位，损坏墙壁，使其具有放射性。

由于中子的放射性导致材料损伤，热核聚变反应堆墙壁寿命很短。

1.2热核裂变：

这里指的热只要几千度甚至更低，低于核裂变反应堆物质熔点。

典型有铀235反应堆，钍反应堆，铀快中子堆（核反应利用率高很多），直接发电成本较火电，水电略高。

但是热核裂变产生长寿命人工强危险放射性废物，铯137等，典型半衰期几百年，Pu239半衰期为24100年，万年以后废物还存在。

如果不考虑子孙后代安危，可以不处理，成本为0！张家港核废物处理项目预算1000亿，做的事情只是把半衰期几百年的废物核素用质子轰改性为半衰期几十年。这样废物至少存在百年。百年千年的辐射污染废物，这是人类头上悬的剑，定时炸弹，这个成本多少呢？

人类已经为辐射污染废物有巨大付出了：1979年美国三里岛核事故，1986年苏联切尔诺贝利核事故，2011年日本福岛核事故（6年后污染物到太平洋东岸加拿大，预计20年后将污染整个太平洋），核污染几百年都不能处理干净，按这样的几率是30年左右一个大事故，还没有算上被隐瞒的其他让反应堆报废的事故，几百年后还有10个大事故等着呢！地球还有干净的地方吗？

1.2．1中国自主知识产权的华龙一号模拟图

热核裂变发电环境成本会极高――

说严重点可以说人类应用热核裂变会自取灭亡！！！

二、清洁的低能核聚变论证

有清洁的低能核能吗？

冷核聚变，冷核裂变？

冷核裂变，已知的冷核裂变如冷氧裂变产生能量很低，不足以应用。

低能核聚变即冷核聚变报道很多，钯约束氘（重水）冷核聚变产生不到100度的热水，镍氢（有催化物质）持续的冷核聚变产生1200度高温，等等

2.1地球物理学家的证据-低能核聚变在地球一直存在

我们看看天体物理，地球物理常识吧！

地球现处于活跃期后的稳定期，稳定期至少为产生和进化生物的时期，大约有6亿年以上，之前40亿年活跃期地表到处是高温岩浆。

月球的情况类似，月球出生初期也是熔岩状态。天文物理学家观察到月球的早期陨石坑状态，为高温类似熔岩状态，判断出月球早期是高温球体。

地球一直是一个大火炉，如果10亿年以后地球内部彻底冷下来，地球将走向灭亡。

2.1.1地球内部层次结构图

地球大火炉，地幔地核是热的，温度400~7000度，现阶段热能大概在20太瓦量级，地球物理学家判断地热能大部分是核能，他们说是核裂变能，根据是地球上的铀钍裂变可以在20太瓦持续烧1亿年呢！

但是，地球20太瓦以上大火炉已经烧了46亿，地球铀钍裂变只够烧不到1亿年。

地球物理学家还忘了去问一下核物理学家，铀钍持续高能裂变的条件，很高的铀235或钍同位素密度，比自然界要高十倍百倍以上，而且体积要较大，还有大束流中子触发，这些自然环境中都都不存在；

地球物理学家更忘了铀钍裂变的后果－－长寿命人工强危险发射性废物，铯137(半衰期30年)，钚239(半衰期为24100年)等，难度地心的核废物几千年都不会被流动的岩浆带上地表吗？这些核素在人类进行铀钍裂变之前根本不存在！！！地表和地下都不存在！！！如何地球真烧的是铀钍裂变，以现在知道的对环境污染的影响来判断，地球生物能存在吗？

地球物理学家还发现，在与地幔有物质交流的活火山口湖深处中，发现异常的氚（T）和3He，这些都是核聚变产物，特别是氚（半衰期12.5年）相当于核聚变示踪剂[1], [2]。

2.1.2 德国Menrut湖氚（3H，T）和3He异常情况

所以地热能只能是冷核聚变，百万大气压加几千度高温，冷核聚变的条件是存在的，根据地心成分来猜想，铁镍氢可能就是这个冷核聚变要素。

2.2天体物理学家的证据-低能核聚变在宇宙广泛存在

再问天体物理学家，太阳系里活跃的木星，土星，内部温度达到几万度，巨大的能量从哪里来呢？这些星体对于核反应条件和地球类似，主要能量也应该是冷核聚变。还有恒星走向灭亡的白矮星，其温度达不到热核聚变条件，显然不是热核聚变，我们探测出来的白矮星能量应该也是冷核聚变。

这么说，冷核聚变是宇宙中普遍存在的现象，只是人类没有认识到！！！

2.3物理学家化学家的证据-近30年持续的低能核聚变实验

那么有没有一种清洁低辐射冷核聚变（甚至没有任何辐射废物产生）能被人类认识和利用呢！？

2.4物理学家安德烈•罗西的测试-持续357天的1MW低能核聚变测试反应堆

那么有没有一种清洁低辐射冷核聚变（甚至没有任何辐射废物产生）能被人类认识和利用呢！？

不用猜，答案是：

能被人类直接利用的清洁射冷核聚变是存在的!

三、冷核聚变的猜想

中国科学技术大学方元熙院士是推崇热核聚变和托卡马克装置，也许他不知道冷核聚变的存在！

3.1 1997年电影THE SAINT关于冷核聚变片段，罗素博士：

“别忘了爱因斯坦，他当时不能证明相对论是真的，但他相信这是真理”

3.2 钯电极冷核聚变试管

但是认识到低能冷核聚变并采取行动大有人在：

1960’ 二十世纪60年代俄罗斯科学家萨哈罗夫就预言存在低能冷核聚变；

1989年Fleischmann 和 Pons发现钯电极冷核聚变现象（图3.2）；

1990年清华大学李兴中老师，中国原子能研究院蒋崧生老师等相继开展冷核聚变研究

2004年美国MIT的Lawrence Robert Krivit和Steven B. Krivit父子出版《冷核聚变报告》，Published by New Energy Times；

2011年意大利波隆纳大学物理学家安德烈·罗西（ANDREA ROSSI），发布冷核聚变试验发电站；

2013年美国NASA发布承认和开发冷聚变，并停止美国对ITER热核聚变的支持；

2015年内华达大学雷诺分校的天才少年泰勒-威尔逊（Taylor Wilson)建造了他的冷核聚变发电站，并获得国际科学以及工程大会的第一名（won the Intel International Science and Engineering Fair），还有奥巴马接见。

2015年意大利波隆纳大学物理学家安德烈·罗西（ANDREA ROSSI）在美国佛罗里达州完成357天的100*10KW(即总功率1MW)可持续低能核聚变反应堆组成功完成测试。

我们预测：

2025年……第一台可以初步应用的低功率（10~10000W）低能核聚变反应堆发电装置将发布

2030年……第一台可以商用或军用（10~1000KW）低能核聚变反应堆发电装置安装使用。

我们大胆猜想人类和平利用清洁的冷核聚变的未来场景：

1、安全清洁，反应产生辐射很低易于屏蔽，无有害的核反应残余物；低能量，不可能用于生产核炸弹；

2、低能冷核聚变电站或制氢站，单元电站能量10KW起，25KW,100KW, 1000KW, 10000KW。

3、小型车载冷核聚变电站只需10KW，配合缓冲电池，每天可以行驶1000~2000公里，大客车用冷核聚变电站只需50KW左右，配合缓冲电池，每天可以行驶500~1000公里

4、大型船或潜艇用冷核聚变反应堆采用一组或多组100~10000KW反应堆，就可以持续航线6~12个月

5、大型百万千瓦冷核聚变电站采用多组10000KW反应堆拼合

这样人类再不需要火电，烧煤供暖，淘汰燃油汽车，和雾霭永远再见；

这样人类可以淘汰危险的核聚变电站，高枕无忧享受核能；

这样人类不需要花巨资去实现不可能实用的热核聚变，让热核聚变在太阳好好烧着吧！

参考文献：

1,蒋崧生，地球内部的3 He 是原始起源吗 ? Chinese J ournal of N ature Vol. 29 No. 2

2，蒋崧生 ,何明. 海洋热流中的3 He :地球深处核聚变的证据 ? [J ]. 自然杂志 ,2006 ,28 :1642166.

相关热词搜索：E-CAT LENR 冷聚变

上一篇：ICCF24（第24届国际冷聚变会议）学术笔记
下一篇：ICCF25（第25届国际冷聚变会议）学术笔记

分享到：

关于冷核聚变（LENR)的猜想 - 北大唐俊坚
2023-07-05 20:59:09 来源：冷聚变世界评论：0 点击：

评论排行

频道总排行

频道本月排行

关于冷核聚变（LENR)的猜想 - 北大唐俊坚 2023-07-05 20:59:09 来源：冷聚变世界 评论：0 点击：

评论排行

频道总排行

频道本月排行

关于冷核聚变（LENR)的猜想 - 北大唐俊坚
2023-07-05 20:59:09 来源：冷聚变世界评论：0 点击：