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2013年密苏里大学第18 届冷聚变国际会议纪实
2013-11-07 17:15:47   来源:清华大学网站   评论:0 点击:

2013年清华派代表出席了再美国密苏里大学召开的第18届冷聚变国际会议,下面是他们对本次会议做的总结。
非共识研究迎来变革性“突破


 
 
      2013 年7 月20 日-27 日第18 届冷聚变国际会议在美国密苏里大学召开。来自21 国的 215 名代表出席了这次会议。其中六位来自中国,共提交摘要5 篇 (共有125 篇摘要), 除了一篇大会特邀报告,还应邀担任1 个专题讨论会主席,和1 个专题讨论会的主题发 言。国际组委会决定第19 届会议将在意大利的威尼斯召开。这次会议的亮点是镍-氢反 应器的成功演示。它将迎来两大变革:镍-氢新能源将取代化石燃料;并将彻底摆脱福 岛核事故的阴影。 

 





Defkalion 公司镍-氢反应器的成功演示 
 
 
      Defkalion 公司为这次演示作了周密的准备,事先在网上公布了这次演习的具体目标和 操作步骤,并预先在温哥华中心实验室录制了一段录像以备不测。第一天在米兰实验室, 用意大利语向意大利公众媒体进行了科普性的简短演示。第二天又用八小时向学术界做 详细的演示,并通过网络向第18 届冷聚变国际会议作现场实况转播。还邀请瑞典记者 Matts Lewan 作现场监视。两年前,Matts Lewan 曾经对Rossi的镍-氢反应器(Ecat) 做过详细的报道,因此,他十分注意检查有没有隐秘的电功率输入。在他核对等离子体 触发电源的功率时,不小心烧断了保险丝,搞乱了向第18 届冷聚变国际会议作现场实 况转播的时序。但是,Defkalion 有备无患,顺利地完成了第二场演示。英国剑桥大学 物理系诺贝尔奖得主约瑟夫森教授及时将实况转播的录像上网向全世界转播,极大地帮 助了这次成功的演示。第二天的演示分两阶段进行。第一阶段用三小时左右的时间证明 测试仪器的可靠。因为采用流量式量热计来对镍-氢系统的发热量作计量,所以首先要 证明流量计在不同的水温和流量下工作十分可靠,然后又用Ar 气输入镍粉系统作对照 实验,按照镍-氢反应器正常运行的等离子体触发程序,在正常的电热丝加热过程中, 没有观察到任何异常发热现象。也就是说流量计测到的输出功率总是低于输入的总功率。 然后,当场将镍粉系统中的Ar 气抽净以后进入第二阶段演示。先将H 气输入镍粉系统, 然后进行同样的加热,在开始等离子体触发以前,没有看到任何异常发热。一旦进行等 离子体触发,镍氢系统的温度就迅速升高,流量计测到的输出功率开始高于输入的总功 率。接着将输入电功率逐步调低,输出的功率不仅没有减小反而渐渐增加,最后渐渐进 入定态。此时,流量计测到的输出功率一直高于输入的总功率,直到停止等离子体触发, 流量计测到的输出功率才又低于输入的总功率。在整个演示过程中,输出功率最大时已 超过5.6 kW,而当时的输入总功率还不到2.0 kW,实现了演示实验的预定目标。在这 次实验现场,没有对核辐射进行测量,只是在Defkalion 向第18 届冷聚变国际会议提供 的报告中显示了过去对异常发热核辐射的测量结果:反应器的外面没有测到任何高于 本底的核辐射。在反应器的核芯区,装有60 克燃料,其中只有5 克镍。其余都是“结 构材料”。即使这60 克材料全部都“燃烧”,放出的化学反应热至多是几百千焦耳。然而,只要有kW 级的异常发热,在一小时内放出的异常发热量就达3.6 兆焦耳,超过了 化学反应热。这次演示表明:异常发热长达2 小时,异常发热功率高于2 kW。这还是 偏保守的估计,因为在计算输出功率时,只计算水的温升,没有考虑水的汽化热。实际 上出口水温,在等离子体触发后9 分钟就已超过100 C。最高出口蒸汽温度已高于169 C。 显然,一个可重复,可控制,不伴随核污染的,kW 级镍-氢反应器已经问世! 
 


美欧合作走向“核能复兴” 

 
 
      就像中世纪的欧洲文艺复兴一样,现在把没有核污染的核能开发称为“核能复兴”的新 纪元。欧盟议会专门听取了五位专家的报告:来自美国密苏里大学主管科研的副校长 Duncan 教授,新成立的核能复兴研究所 (SKINR)所长 Hubler 博士,斯丹福国际研究 院(SRI)的能源研究所所长Mckubre 博士,来自意大利新能源和替代能源研究院(ENEA) 的Violante 博士,以及波兰的著名实验核物理学者Czerski 博士分别向欧盟议会介绍 了各自领域中所观测到的异常发热和异常核过程。在 FP-7 框架内一场美欧合作正在酝 酿。美方的合作主体是核能复兴研究所。它是强强联合的产物。核能复兴研究所设在密 苏里大学,拥有美国大学中最大的加速器和核反应堆设施,在密苏里大学科研副校长访 问了以色列能源技术研究所以后,毅然决定邀请该研究所整体搬迁到密苏里大学成立核 能复兴研究所,共同研究其异常发热实验的机理,并且聘请美国海军研究实验室(NRL) 的Hubler 担任所长。Hubler 本来就在海军研究实验室负责冷聚变研究,对于材料科学 和核物理都很擅长。他曾经用X 射线衍射证明:钯在吸氘以后并不存在伽马相,而此前 多数人曾误以为“伽马相是发生冷聚变的主要条件”。他又用加速器的束-靶实验确认 存在“氘+(氘+氘)”反应,而且其三体反应截面异常增大,为我们的 “选择性共振 隧穿模型”提供了有力的实验证据。如今他又设计了一个实验来实时测量异常发热和核 辐射的关联。赞叹之余,不禁要反问:中国的核能复兴研究所又将如何筹建呢? 

非共识研究


      国家自然科学基金委从张存浩,陈佳洱等各位老所长开始,倡导 “非共识”研究20 余 年。“雪里送炭”比“锦上添花”要难得多,难在既要象“沙里淘金”那样下功夫去发 现那些有争议而又具有变革性的“非共识”研究项目,有时还要承担来自各方的压力。 在钱学森先生和国家科委等老一辈专家和领导的支持下,终于坚持下来了。正是这“非 共识”基金,为中国的年轻人提供了施展才华的平台。在密苏里大学开会期间,Fralick 等三位来自美国宇航局 (NASA)的专家多次与我们商谈,他们想重复清华的博士后和博 士生所做过的实验。两年前,在镍氢反应器刚刚公开的时候,宇航局的三大中心曾经在 格林中心召开过一次专题研讨会,当时Fralick 在研讨会上介绍了他在 1989 年所做的 气态充氘实验,曾意外地发现了“抽氘”发热效应。他在研讨会上所引用的5 篇文献中, 有3 篇就是清华的工作。中美双方在互不知情的情况下不仅重现了对方的“抽氘”发热 效应,而且我们还进一步观察到了“抽氘”所引发的核嬗变现象,称之为“氘通量”所 引发的异常核现象。不同之处在于:清华的工作是在理论指导下进行的,我们有“选择 性共振隧穿型”。按照量子力学的普遍公式,在共振时,非弹性散射和弹性散射的截 面应该同时增大,这就会导致异常发热 (非弹性散射)和扩散(弹性散射)互相关联。 正是在这个思路下,清华物理系的博士后在化学系的高精度微量热计上确认了:在气态 充氘的钯管壁中,“氘通量”与异常发热之间的关联。在此基础上,物理系的博士生又 在80 次反复充氘放氘的钯片上找到了核嬗变的证据,并在去年第17 届冷聚变国际会议 上报告后得到好评。美国宇航局要重复的就是这个实验。反过来,实验上证实“氘通量” 与异常发热的关联就是对“共振隧穿模型”的又一支持。今天,“选择性共振隧穿模型” 不仅得到美国海军研究实验室的三氘反应实验的支持,还得到热核聚变截面数据的支持, 它能很好地描述7 大轻核聚变的截面数据,被联合国国际原子能机构(IAEA)的“核聚 变研究前沿”专著所引用。这正是“非共识研究”的成果。

 展望 
 


      两年前,国家自然科学基金委员会领导,审时度势,进一步设立了“非共识研究”的第 一个重大项目,为我国转向高温高压镍氢反应器的研究争取了时间。 Defkalion 的演示表明:镍氢反应系统内的温度分布十分重要。它必须依靠外加的电热 源来维持系统内的温度分布而不能做到“自持发热”。Rossi 在两年前演示的镍氢反应 器(Ecat)也必须有外加的电热源来维持系统内的温度分布。虽然他在1 兆瓦镍氢反应 堆的演示中一度实现 “自持发热”,但是去年在瑞士公开的高温镍氢反应器(Ecat-H) 中又离不开外加的电热源。“温度分布的作用”是要研究的第一个课题。 这次Defkalion 的演示还表明:镍氢系统必须达到 179 C 才会有异常发热。而179 C 与镍 的德拜(Debye)温度十分接近。只有超过这个温度,等离子体触发才会导致异常发热。 而且这异常发热伴随着强烈的磁场涨落,磁感应强度涨落的幅度竟可达到一个 Tesla (即1 万高斯,相当于扬声器中磁铁的磁感应强度)。Defkalion 也已经用实验证明:镍的五种天然同位素中只有 Ni61 不起作用,而且其堆芯只放出30keV 到500keV 以内的 低剂量辐射。探索其机理正是我们年青人一试身手的良机。有利的是:在清华三代老校 友的帮助下已经有三方面企业的主要领导人开始关注这方面的进展。让我们老中青携手 共圆“中国梦”,攻下一个没有温室气体,没有核污染的镍氢新能源,实现两大变革! 


                                          董占民,宫存奎,李兴中,2013-8-7 
 

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