Fusion froide : refroidissez-vous ?

1989/06/01 Barandiaran, Mariaje | Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia

Pas de nouvelles fusions sous le soleil

Bertil
Wilner (Nature, 18/5/1989, p. 180)

La fusion électrochimique est un sujet de discussion connu. Ce n'est pas un nouveau thème. Dans Nature, le numéro 27 avril, la revendication de Fritz Paneth et Kurt Peters a été dévoilée dans les années 1920. Selon eux, l'hydrogène commun, absorbé dans le palladium, formait l'hélium ^1. Dans le même numéro, Steven Dickman fait référence au travail de Tandberg dans les laboratoires Electrolux de Stockholm. Ce travail ressemble à l'actuel en raison de la présence de cellules électrochimiques et le gaspillage de chaleur. Mon père, Torsten Wilner, a travaillé avec Tandberg sur cette recherche nucléaire et d'autres. J'ai encore vos observations et il y a beaucoup de perspectives différentes et fascinantes.

Tandberg est entré dans ce travail de manière transversale. En 1925, il commence à chercher les bons métaux pour confiner l'hydrogène dans les réfrigérateurs. Il s'intéressa au palladium, mais recherchait des caractéristiques opposées (perméabilité et capacité d'absorption d'hydrogène). Le travail de Paneth et Peters (qui voulaient créer de l’hélium pour remplir les épinpelines, avec la “catalyse nucléaire spontanée” des atomes d’hydrogène produits par le palladium, attendaient aussi la génération de chaleur, aspect qui ne les intéressait pas) eut une grande influence sur lui. Dans la note de Dickman, il est dit que l'hélium était spectroscopique. L'hélium était atmosphérique et non produit par des réactions nucléaires.

Ce travail, Tandberg, a été suivi pour concentrer l'hydrogène sur la surface du palladium par électrolyse (prétendant atteindre une haute pression d'hydrogène, comme il l'indique lui-même). La principale conséquence a été la production d'énergie. Le titre original de la demande de brevet, faite par Tandberg en 1927, était «Méthode d'extraction d'énergie atomique», mais a été donné ensuite le nom suivant: “Une méthode pour obtenir de l'hélium”. C'était une concession à l'office des brevets.

Le brevet n'a pas été accepté. La principale raison qui a été donnée était: Tandberg ne pouvait pas répondre à la plus grande objection du bureau: « Qu’est-ce que l’hydrogène le plus concentré ? » Le mécanisme d'extraction d'énergie nécessitait une meilleure explication et l'explication donnée n'était pas suffisamment complète pour qu'une personne puisse utiliser l'invention. Après la découverte du deutérium en 1932, Tandberg et Wilner répétèrent l'expérience avec de l'eau lourde, probablement fournie par Niels Bohr.

La fusion a été incendiée et les deux ont commencé à expérimenter. Des fils d'explosion ont été utilisés, qui sont actuellement utilisés dans certains laboratoires pour accélérer les ions et prendre l'énergie nécessaire pour surmonter la répulsion de Coulomb. Les condensateurs à haute tension ont été électrochimiquement déchargés par de petites tiges de palladium chargées de deutérium. Le premier jour de décharge, Tandevg a demandé à mon père de l'abandonner pour l'informer de ce qui s'est passé en cas d'explosion nucléaire. Rien de spectaculaire n'a eu lieu, même si le bruit généré par les décharges est devenu habituel dans le laboratoire. Aucun résultat net et décisif n'a été obtenu, peut-être en raison du manque de techniques analytiques appropriées. Observations décrivant les expériences, si j'ai encore des tiges de palladium et de l'eau lourde.

Tandberg et Wilner ont suivi les expériences dans le sous-sol de la maison de mon père. La célèbre expérience de Cockroft et Walton (transformation artificielle de deux particules alpha par des protons accélérés de l'isotope ^{7 Li)} a été répétée. Dans certaines expériences ultérieures, en bombardant une feuille de palladium saturée par deutérium avec deutérium accéléré, on a observé la réaction nucléaire (d + d = ³ He + n) qui a suscité l'intérêt. Les neutrons créés sont amortis avec de la cire de paraffine et détectés par activation de l'argent.

Avis de Toribio Fernández

Depuis plus de cent ans, la grande capacité d'absorption d'hydrogène des métaux ² est connue. Il y a beaucoup d'exemples dans la bibliographie. Par exemple, lorsqu'il s'agit d'éviter des processus de corrosion, lorsque le fer est polarisé de manière cathodique, la polarisation excessive produit de l'hydrogène. L'hydrogène est absorbé par le fer, à l'intérieur du métal sont formés bulles d'hydrogène, la tension augmente et le métal devient fragile. Détérioration de toute la maille métallique.

L'idée originale a été mentionnée il y a longtemps dans la bibliographie. Comme les métaux peuvent absorber une grande quantité d'hydrogène, on a pensé que le deutérium serait blanchi. Le deutérium a un neutron et étant immergés et emballés dans le palladium, les noyaux des atomes de deutérium dépassent la force de répulsion de Coulomb et augmente la possibilité d'interagir, c'est-à-dire qu'une fusion peut se produire.

D'autre part, quand l'électrolyse de l'eau est effectuée dans des conditions spéciales, elle est connue depuis longtemps la génération d'énergie restante. La quantité est faible et nécessite des mesures de haute précision pour la détection. Pour que les quantités de chaleur soient mesurables, il faut au moins vingt-quatre heures et ceux qui ont peu d'expérience calorimétrique savent combien il est difficile de maintenir un système fermé sans échange de chaleur pendant 24 heures. C'est le premier problème.

Le deuxième problème est que si la chaleur excédentaire est due à la fusion nucléaire, il faut générer des neutrons et des rayons gamma. Parce que l'énergie qui se passe et la chaleur qui est produite sont petites, le nombre de neutrons et le rayonnement sont également petits. Pour effectuer ce travail, il est nécessaire d'avoir des experts de haut niveau sur les mesures calorimétriques et de rayonnement pour obtenir de bons résultats. Les critiques les plus cruelles de Fleischmann ont été effectuées par le rayonnement cosmique qui mesure et la mauvaise mesure calorimétrique.

Les physiciens américains ont été très exigeants. Il peut y avoir envie. En fait, ces dernières années, des centaines de milliards de dollars ont été dépensés pour obtenir la fusion nucléaire et n’aiment pas qu’un «savon» à l’oria, comme ils disent, ne dépense que 20 000 dollars.

D'autre part, Fleischmann est un personnage de premier ordre parmi les électrochimiques. Il est le créateur du plus grand et le plus solide groupe travaillant en électrochimie. La plupart des électrochimiques qui travaillent actuellement dans le monde sont passés par leur équipement. Il a toujours travaillé sur la dernière recherche, développé de nouvelles méthodologies de travail et a résolu de nombreuses questions posées depuis l'antiquité. Pons, pour sa part, a été étudiant de Fleischmann et jouit d'un grand prestige malgré sa curieuse histoire. Il a commencé à travailler en Amérique du Nord. Il voulait retourner à l'université, mais ils ne l'acceptaient pas parce qu'il a laissé passer sa chance. Il est venu en Angleterre avec Fleischmann.

La vérité est que je suis sceptique. Le système est là. Depuis les années 1920, il a été analysé quatre ou cinq fois. Il arrive quelque chose que les gens ne savent pas expliquer. Il faut laisser les eaux se chauffer. Il faut laisser huit ou dix groupes mondiaux analyser sérieusement le problème. Puis les futurs. Je suis prêt à travailler sur ce même moi, si après les examens théoriques on voit que le travail sera fructueux et utile.

Je pense que si les choses continuent comme elles sont, la fusion froide ne résoudra pas les problèmes énergétiques du monde. La quantité d'énergie produite est très petite et le temps est très long. Si nous ajoutons deux calories du point de vue théorique et obtenons 20, c'est énorme. Cependant, si nous avons besoin de quatre jours pour introduire ces deux calories et quatre autres pour en extraire vingt, le système de production d'énergie ne peut pas fonctionner ainsi. Pour le moment, il faut laisser ‘tremper’ l’utilisation pratique.

Perspective des physiciens: Pedro Mª Etxenike

Je pense que tout le problème est étrange. Les canaux habituels de diffusion des connaissances scientifiques n'ont pas été suivis. Ils sont beaucoup plus prudents. Par exemple, dans le cas de la supraconductivité à haute température, les données sont restées d'abord fermées, les referee ont étudié ^{3 et} ont finalement été publiées. Dans ce cas, bien que les résultats expérimentaux soient publiés dans le Journal of Electrochemistry, publié par l'académie scandinave, ils ont été réalisés principalement dans des journaux de propagande.

Il me semble difficile qu'il y ait une réaction nucléaire, comme d + d = ³ He + n. La quantité de neutrons générés dans ce type de réactions nucléaires est mortelle pour les expérimentateurs. Dans ce cas, pour leur bien, les expérimentaux sont vivants.

Entre les deux revendications, celles de Jones ⁴ et celles des autres sont très différentes. Les résultats de Jones sont des milliards de fois mineurs.

Théoriquement, il est très difficile pour le palladium de jouer assez dur pour produire la fusion. Le problème de la fusion est la répulsion coulombienne à deux charges électriques du même signe. Deux charges du même signe ne peuvent pas être ajoutées parce que la possibilité de surmonter la barrière coulombienne est très petite. Le palladium peut changer ce potentiel de répulsion, mais très peu. C'est ce que nous étudions ici Jésus Ugalde et moi.

Le palladium peut varier la probabilité d'une manière différente. Modifier la masse effective des électrons. Cela modifie la probabilité qu'un électron s'approche de l'autre. Cela était connu depuis longtemps, car dans le cas des muons, il arrive plus dramatiquement. Si la molécule d'hydrogène se formait en muons plutôt qu'en électron, avec un rayon atomique 207 fois moins, la probabilité augmenterait énormément. Ceci est appelé fusion par muon. L'idée est très ancienne, Luis Alvarez et Sakharov ont mentionné ce genre d'idées.

Dans ce cas, bien que la masse effective de l'électron varie beaucoup avec le réseau ionique et l'interaction avec d'autres électrons, il est difficile de penser aux électrons qui sont 207 fois plus lourds.

Une autre façon de réduire l'interaction est de réduire la répulsion coulombiana. Comme nous avons calculé Ugalde et moi, la probabilité qu'un proton rencontre un autre est de dix à minus 54 (courbe rouge de la figure 1). Si le blindage change beaucoup, c'est-à-dire si l'on considère que d'autres électrons font que leur répulsion est moindre, la probabilité est de 10 à 46 minus (courbe bleue). Le changement est énorme, cent millions, mais comme nous avons commencé très bas...

C'est la façon habituelle d'expliquer la fusion. La probabilité de dépasser la barrière énergétique est l'intégrale de la figure 1. Il est défini graphiquement comme la surface comprise entre la courbe de la figure 1 et la ligne droite horizontale. En allant de la courbe rouge au bleu, le grand changement est évident. En passant du point b au point c dans la courbe (l'énergie du point c est supérieure à celle du point b), la surface diminue considérablement et la probabilité augmente. C'est pourquoi dans la fusion on choisit toujours une méthode dure, c'est-à-dire des températures élevées et beaucoup d'énergie.

Dans la figure 2, vous pouvez voir ce qui se passe dans le soleil. Dans les ordonnées est représenté la température à gauche et à droite l'énergie. La densité en abcès. La courbe du soleil est jaune et représente les conditions dans lesquelles la fusion se produit. Elle nécessite des températures et des énergies élevées. La fusion froide est représentée par la partie rouge, qui représente les basses températures et énergies. La probabilité est très faible. Quand ils ont jusqu'ici essayé de faire fusion nucléaire, ils ont travaillé dans la zone brune et demeure de l'image. Le violet correspond à la méthode appelée ‘plasma confiné magnétiquement’ (MCP) et le brun au soi-disant ‘plasma confiné par ionisation’ (ICP).

Dans la fusion nucléaire froide, il n’y a pas de comptes. Il y a quelque chose de très intéressant, mais ce n'est pas une fusion froide. Tout le brouillage est dû au fait que les données non confirmées ont été mis très tôt au public. En outre, l'article de Fleischmann est sombre et surprenant, car il est scientifique de premier ordre. L'article de Jones, par exemple, a été publié dans Nature parce qu'il a répondu aux questions posées par les referee. Cela n'est pas arrivé dans le cas de Fleischmann. D'autre part, les énergies que revendique Jones sont dans la fusion froide et, bien qu'elles soient à une extrémité, sont dans la théorie.

1. Paneth et Peters étaient deux physiciens allemands qui ont annoncé en 1926 la création d'hélium à partir de l'hydrogène comme catalyseur de palladium. Huit mois plus tard, ils ont rejeté ce qui a été dit quand ils ont réalisé qu'il y avait plusieurs erreurs expérimentales.
2. Il faut noter que la fusion froide se produit dans le palladium saturé.
3. Les referee sont des experts qui jugent la qualité des articles qui sont envoyés aux revues scientifiques.
4. Jones, physicien américain, a réalisé une expérience similaire à celle de Fleischmann et Pons, mais ses résultats (production de chaleur et flux de neutrons) ne sont pas aussi brillants que ceux de ceux-ci.