S-a vorbit mult despre asta în unele perioade, dar deseori cu referințe obscure sau confuze: fuziune la rece , ce este? Să încercăm să fim clari.
Expresia „ fuziune nucleară la rece ” are rolul de a defini un fenomen de natură nucleară care ar apărea la presiuni și temperaturi mult mai mici decât cele necesare pentru obținerea „fuziunii” calde, adică tradițională, fuziune nucleară.
Puțin istoric de fuziune la rece
Fenomenul, care de fapt provoacă scepticism în comunitatea științifică internațională până în zilele noastre, a fost descoperit în urma experimentelor efectuate de profesorii Martin Fleischmann și Stanley Pons de la Universitatea din Utah , în 1989 , când cei doi fizicieni s-au ocupat. fuziunea fierbinte, a anunțat că au obținut „exces de căldură” prin conducerea energiei electrice între platină și paladiu în celulele cu apă grea (adică apa puternic îmbogățită în deuteriu, izotop de hidrogen și mai densă decât apa normală cu aproximativ 11%) ).
Imediat, anunțul lui Pons și Fleischmann a provocat un cutremur în cadrul comunității științifice : lipsa unei explicații teoretice a fenomenului și dificultățile sale de reproductibilitate au contribuit la crearea scepticismului larg răspândit în cadrul comunității științifice.
Acest fenomen științific sau para-științific particular a reînviat în anii 2000, cu toți protagoniștii italieni. Mai întâi datorită studiilor prof. Giuliano Preparata și mai recent datorită lui Sergio Focardi , profesor la Universitatea din Bologna, care, în tandem cu inginerul Andrea Rossi , a inventat un prototip, numit E-Cat ( Energy Catalizer ) pentru turnare la rece.
E-Cat , un dispozitiv destul de simplu (cel puțin în dimensiune și în număr de piese), funcționează încălzind un sistem format din nichel și hidrogen la o temperatură nu foarte ridicată : într-un experiment public recent, a obținut „penetrarea” miezului de nichel prin aceea a hidrogenului, generând o reacție nucleară care a eliberat energie.
Dar aspectul cel mai interesant al experimentului, ale cărui detalii tehnice sunt încă neclare, este că, mai presus de toate, această fuziune ar fi fost în măsură să producă o cantitate mult mai mare de energie curată decât cea utilizată pentru a începe reacția în sine: de fapt, împotriva unei investiții inițiale de energie egală cu 1 kilowatt , redusă în câteva minute la 400 de wați, reactorul va fi capabil să producă până la 14 kw de energie , cu un câștig de energie de 31 de ori mai mare decât intrarea.
Nu numai că: Focardi și Rossi ar fi putut să distrugă aproape total razele gamma , adică razele radioactive eliberate în mod natural în timpul unei fuziuni nucleare.
De asemenea, energia din abundență și, în plus , energia curată , este destinată și încălzirii casnice și nu unei rude apropiate a industriei de război, așa cum se întâmplă în cazul energiei nucleare așa cum este cunoscută în mod normal?
Prea mulți condiționali? Prea frumos ca sa fie adevarat!
Acest prototip creat, ca dimensiune similară cu un aparat casnic, nu a devenit o marfă așa cum ar fi fost frumos să se gândească. Nu ne bazăm pe diferitele etape corporative care ar fi trebuit să conducă E-Cat să fie produs în masă de o companie greacă cu sediul în Cipru, Defkalion .
Cele Rezultatele experimentelor realizate de cei doi savanți nu au complet convins comunitatea științifică , care este sceptic o realitate experimentale care, la nivel teoretic, nu poate fi explicat : particulele de nichel și hidrogen, în fapt, în conformitate cu legile fizica, fiind ambele pozitive, nu ar trebui să interacționeze între ele.
Și, mai presus de toate, E-Cat nu s-a stabilit ca un generator de energie portabil fiabil, într-adevăr, au fost pierdute urme de-a lungul anilor. Așa cum au prezis anterior mulți sceptici.
Fuziunea la rece: pentru a înțelege mai bine conceptul
În primul rând, este necesar să clarificăm pe scurt care este fuziunea nucleară : este reacția prin care doi nuclei ușori, adesea hidrogenul sau izotopii săi, se ciocnesc și se unesc într-un singur nucleu mai greu, dezvoltând astfel o cantitate mare de energie. Evident, este imposibil să rezumăm un astfel de proces complex în câteva cuvinte, dar, ceea ce contează, este că cauza abordării nucleelor de hidrogen este dată de agitația termică foarte puternică , generată de presiunea ridicată dintre nucleele de hidrogen .
Temperaturile extrem de ridicate (aproximativ 15.000 ° C!) Generate de această presiune imensă determină nucleele să obțină suficientă energie pentru a putea depăși repulsia reciprocă electrostatică , apropiindu-se astfel de punctul de a provoca fuziunea .
Așa se explică motivul termenului „ fuziune la rece ”, care definește, prin opoziție, o fuziune a nucleelor care are loc la o temperatură mult, mult mai mică decât cele 15.000 ° C cerute de fuziunea tradițională „nucleară ” sau, mai exact, „ Fierbinte '.
Poate fi obținut prin două procese : închiderea „muon” și confinția chimică.
Închiderea muonului
Muonul este o particulă cu o masă egală cu aproximativ 200 de ori mai mare decât cea a electronului și are o durată de viață medie de aproximativ 2,2 milioane de secunde. Această particulă, atunci când se dezintegrează, transformă 99,5% din masa sa în energie . Prima verificare experimentală a acestui fenomen a fost realizată în 1957 de L. Alvarez în Berkeley, dar testele aprofundate au arătat mai târziu că cantitatea de energie produsă , deși produsă irefutabil, a fost foarte mică, deoarece muonul a fost capabil să catalizeze , cel mult, doar unul reacţieînainte de dezintegrare. Până în prezent, cercetările privind exploatarea potențialului acestei particule în intervalul de temperaturi cuprinse între -260 ° C și 530 ° C, au dus la rezultatul interesant al aproximativ două sute de fuziuni pentru fiecare muon, valoare fiind totuși prea mică văzută. ceea ce este suficient pentru a compensa energia de alimentare a reactorului muon în sine.
Închiderea chimică
Fuziune la rece , în acest caz, se bazează pe proprietatea mare „absorbție“ că Palladium are față de hidrogen și izotopii săi. Tocmai pe această caracteristică a fost bazată celula electrolitică pe „fuziunea la rece” prezentată de Fleischmann și Pons în 1989 .
Aparatul celor doi cercetători a fost constituit în esență dintr-o soluție de apă grea (apă cu Deuteriu în loc de hidrogen) în care au fost imersați doi electrozi, negativul (sau catodul) format din Palladiu și pozitivul (sau anod) din Platină.
Prin alimentarea cu energie electrică a celulei electrolitice din exterior , cei doi savanți au obținut o serie de produse „anomale” pentru o simplă electroliză și, în plus, o cantitate de energie sub formă de căldură mai mare de 4 ori cea furnizată în intrare : în în esență, o reacție nucleară de fuziune obținută, totuși, la temperaturi foarte scăzute.
Fuziunea la rece: funcționează sau nu?
Mai târziu , alții , referindu-se la drumul deschis de experimentele celor doi electrochimiști, au obținut rezultate similare , dar, în ciuda dovezilor rezultatelor prezentate, o mare parte a comunității științifice internaționale a salutat rezultatele experimentale cu multe controverse și, până în prezent, predomină. scepticism .
Punctul crucial real al acestei controverse științifice de zece ani se bazează pe lipsa de reproductibilitate „exactă“ a acestui tip de experimente: în practică, efectele descrise, cum ar fi excesele de energie și a emisiilor de particule și radiații, nu apar întotdeauna, dar numai la apariția unor condiții specifice, inclusiv deocamdată doar parțial .
În ciuda obstacolului experimental, din punct de vedere teoretic s-au depus numeroase eforturi în direcția înțelegerii originii mecanismelor care stau la baza fenomenelor de „fuziune la rece”.
Că aceasta ar putea fi o soluție capabilă să producă energie curată și regenerabilă, însă, pare că nu mai crede.