冷核聚變是指常溫、常壓下發生的核聚變反應的假說。冷核聚變不同於恆星內部、熱核武器和實驗性聚變反應堆中高溫、高壓的「熱」核聚變,也不包括常溫的緲子催化聚變(1950年代就已證實,但不具實用價值)。目前,並不存在被主流物理學共識接受的冷核聚變理論或現象。
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1989年,電化學家馬丁·弗萊施曼和斯坦利·龐斯報告稱其實驗裝置出現反常放熱(「餘熱」)現象,聲稱其數量級無法依靠化學反應解釋,唯一的可能性是核反應。[1]兩人在論文中進一步報告稱,實驗檢測到少量中子、氚等核反應副產物。[2]此外,該實驗較簡單,僅是一個發生於鈀電極表面的的重水電解實驗,可以使用小型電解裝置在實驗室桌面上進行。[3]本研究受到了媒體的廣泛關注[3],引發了人們對低成本清潔能源的遐想。[4]
但是,該實驗未能被其他科學家成功復現。起初大量實驗者報告復現失敗,少數「成功」的實驗者也撤回主張;隨後,人們指出最初實驗中有許多可導致實驗錯誤的漏洞;最終,人們意識到兩人根本沒有檢測到所謂的核反應副產物。[4][5][6][7]清潔能源的希望也因此破滅。時至1989年末,大多數科學家認為「冷核聚變說」已死。[4][7][8][9][10]隨後,冷核聚變普遍被認為是一種病態科學。[11][12]1989年美國能源部調查報告認為,實驗者報告的餘熱現象並非有用能源的確鑿證據,不應向冷核聚變提供研究經費。2004年,美國能源部發佈了審評近期研究的第二輪報告,依然沒有改變最初的結論。[13][14][15]目前,冷核聚變研究很少能發表在經同行審評的期刊中,其研究所受到的審視低於主流科學研究。[9][16]
少數研究者依然相信冷核聚變存在可能。例如,谷歌公司在2019年資助了一項冷核聚變實驗,並在《自然》期刊上發表論文,但該實驗未能復現馬丁·弗萊施曼和斯坦利·龐斯的實驗結果。[17][18]為避免「冷核聚變」一詞的負面聯繫,該領域研究者將其稱為低能量核反應(Low Energy Nuclear Reactions, LENR)與凝態態核科學(Condensed Matter Nuclear Science, CMNS),這個邊緣科學群體仍在繼續開展研究。[4][19][20][21][22][23][24]
歷史
冷核聚變為大眾所週知起因於1989年3月「弗萊許曼-龐斯實驗」的爭議性——由科學家馬丁·弗萊許曼(Martin Fleischmann)與史坦利·龐斯(Stanley Pons)所進行。當時有許多科學家努力重複該實驗,卻發現無法再現一樣的結果[25]。人們對冷聚變最大的責難集中在其實驗的低重複性和核反應產物不匹配兩點上。[26]
2008年,日本大阪大學物理學教授荒田吉明宣稱完成第一次成功冷聚變示範。在實驗中,荒田吉明使氘進入一個包含鈀與鋯氧化物之混合物中,在這種稠密的狀態下,來自於不同原子的氘原子核聚變產生氦原子核。
2011年,意大利波隆納大學(University of Bologna)物理系的科學家安卓·羅西(Andrea Rossi)與Sergio Focardi宣佈已成功利用能源催化劑(Energy Catalyzer )引發冷核聚變反應,但尚未普遍得到其他科學家證實。
參考資料
延伸閱讀
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