日经亚洲评论关于日本冷核聚变的报道
2015-07-17 22:16:13 来源:日经亚洲评论 评论:0 点击:
本文是日本日经亚洲评论2015年7月2日的一片关于冷聚变的报道,原文名字为:Cold fusion: A solution for radioactive waste? 翻译成中文为:冷聚变:放射性核废料的解决方案?冷聚变世界将全文翻译成了中文。
东北大学的研究人员正在做引发核嬗变释放出热量的实验
东京:冷聚变回来了。真实情况是:通过在低温条件引发核反应的想法从来就没有消失过。科学家们正在继续研究这个理论,他们转而选择了其他名字,比如低能量核反应。
在日本,冷聚变目前是位于东北部城市仙台东北大学的基础研究项目。他们的目标是开发一种将放射性核废料转变为安全物质并产生热量的小型装置。
这个过程被称为为核嬗变,一种化学元素通过改变原子核内质子来变成另外一种元素。这种现象可以被用于将核废料无害化处理,这些放射性核废料可以存在成百上千年。目前的问题是科学家们相信真的要这么做是需要大型的设备的。
然而冷聚变研究者认为通过小型的系统也可能实现元素嬗变。Jirota Kasagi教授,东北大学的物理学家和他的同事们希望他们能够完成这些。
一个名为凝聚态物质核反应的新实验室在东北大学质子电子研究科学研究中心成立。这个实验室联合了位于东京的Clean Planet公司。Kasagi教授在那里努力通过将氢转变为氦或者说将半衰期长的放射性物质转变成无害物质来产生热能。
原子的问题
地球上的所有物质都是由原子构成,原子核的外面围绕着电子。原子核本身由质子和中子构成。氢元素和铁元素是不同,和氦元素也不同,这是由于每个化学元素有不同数量的原子核质子组成。
原子核是相当稳定的,要改变其组成需要很强的力。通过快速移动的中子的撞击可以实现原子核的分裂。这种类型的嬗变我们称之为裂变。这也是核电厂的工作方式:一个原子核分裂成两个或多个原子时释放出大量的热,这些热量可以用来产生电能。
另外一种形式的核嬗变是聚变,两个或多个原子核聚合到一起。
这就是国际热核实验堆(ITER)的基础,它目前正在法国建设中。ITER使用氘和放射性的氚来实现核聚变反应,而Kasagi教授的冷聚变研究则主要是将两个氘原子转变成氦。
氘是氢的非放射性同位素,它的原子核包含一个中子和一个质子。在Kasagi教授的实验装置中,金属纳米粒子通过压力被注射到氘气中,实验小组希望氘原子能够在这些金属纳米粒子的的表面或者里面发生融合反应形成稳定的氦原子并释放出热量。
Yasuhiro Iwamura,曾经在三菱重工工作,在今年四月份加入到了日本东北大学的研究团队。Yasuhiro Iwamura的到来使得东北大学的研究范围朝其他形式的核转变扩展,将持续几百上千年释放放beta射性的钯元素转变成非放射性的元素,将放射性的硒元素转变成稳定的锶,将放射性的锆元素转变成钌,将放射性的铯转变成镨,镨虽然具有放射性但他的半衰期仅仅只有13.6天。
坚持信念
钯,硒,锆以及铯都是核反应的副产品。他们被认为是非常难处理的。通过核嬗变来处理这些元素是ImPACT的中心任务,ImPACT是日本政府资助的可以使工业公司收益的一个创新项目。
东北大学和三菱重工是ImPACT超过十个成员的其中两个,他们对核嬗变的可行性进行深入研究。他们主要通过改变原子核中子数来对放射性材料进行转变。Kasagi和他的同事他们希望通过在放射性材料里面加入氘气或者氢气来简单的实现嬗变反应。
回到1989年,一对美国和英国科学家宣布:他们在实验中,氢原子低温条件下发生核聚变反应。这引发了冷聚变研发热潮。他们的发现由于实验的瑕疵受到了质疑后,一切都归于平静。
然而,一些科学家给笠置施加压力让他解释他的动机: 他说:既然我们可以用数据来挑战传统核科学的智慧,我想我们应该尝试来了解其中的机理。
文章原文地址:http://asia.nikkei.com/magazine/20150702-ASIA-S-STARTUPS-SWITCHED-ON/Tech-Science/Cold-fusion-A-solution-for-radioactive-waste?page=1
文章原文地址:http://asia.nikkei.com/magazine/20150702-ASIA-S-STARTUPS-SWITCHED-ON/Tech-Science/Cold-fusion-A-solution-for-radioactive-waste?page=1
冷聚变世界
2015年7月17日
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