3 Ψυχρή σύντηξη ή επιστημονικό λάθος;

Σύμφωνα με   άρθρο  που δημοσιεύθηκε τις 8-3-2002 στο επιστημονικό περιοδικό Science, μία επιστημονική ομάδα (Taleyarkhan et al., Science, 8 March 2002), που εργάζονταν στο εργαστήριο πυρηνικής φυσικής Oak Ridge, ισχυρίζεται ότι  πέτυχε την λεγόμενη ψυχρή σύντηξη.

            Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα φαινόμενο που ονομάζεται Ηχοφωταύγεια. Κατά το φαινόμενο αυτό η ενέργεια του ακουστικού κύματος μέσα σε ένα υγρό συγκεντρώνεται στον πολύ μικρό όγκο  μιας φυσαλίδας. Όταν καταρρέει η φυσαλίδα η ενέργεια ελευθερώνεται με την μορφή φωτός. Σύμφωνα με ορισμένους θεωρητικούς υπολογισμούς η συμπύκνωση της ενέργειας μπορεί να γίνει τόσο μεγάλη ώστε να προκαλέσει πυρηνική σύντηξη...

            Στο συγκεκριμένο πείραμα, χρησιμοποιήθηκε ένα δοχείο με ακετόνη όπου τα άτομα υδρογόνου της ακετόνης είχαν αντικατασταθεί από άτομα δευτέριου.  Το υγρό πάλλονταν με μία συχνότητα 19,3 kHz. Το χαρακτηριστικό του πειράματος ήταν ότι το υγρό βομβαρδίζονταν από μία δέσμη νετρονίων 14 MeV σε συγχρονισμό με την ακουστική συχνότητα, για να διεγείρει φυσαλίδες μικρών διαστάσεων.

            Σύμφωνα με τους συγγραφείς του άρθρου, κατέγραψαν νετρόνια υψηλής ενέργειας καθώς και παρουσία τριτίου στο υγρό. Ισχυρίζονται δηλαδή ότι έγινε η αντίδραση:  d + d ® t + p + 3.25 MeV.

          Η άλλη άποψη.

            Η διεύθυνση του εργαστηρίου Oak Ridge ανάθεσε σε ομάδα ερευνητών να επαναλάβει το πείραμα (απάντηση). Η ομάδα αυτή δεν παρατήρησε κορυφή με ενέργεια 2,5 MeV στο φάσμα των νετρονίων, που είναι το χαρακτηριστικό της παραπάνω αντίδρασης και επίσης κατάληξε στο συμπέρασμα ότι δεν παρατηρούνται νετρόνια σε σύμπτωση με τους φωτεινούς παλμούς από το δείγμα και ότι οι καταμετρούμενες συμπτώσεις είναι σύμφωνες με τις αναμενόμενες τυχαίες συμπτώσεις.

          Συμπέρασμα ;

              Οι περισσότερες κριτικές συμφωνούν στο ότι πρόκειται για μια βιαστική δημοσίευση.

Μερικούς μήνες μετά...

            Το κίνητρο για την αναζήτηση ενδείξεων για σύντηξη πυρήνων με την επίδραση της Ηχοφωταύγειας, ήταν η μέχρι τότε θεωρητική ερμηνεία του φαινομένου. Σύμφωνα μ΄αυτήν κατά την κατάρρευση της φυσαλίδας τα άτομα επιταχύνονται και εκπέμπουν φωτόνια των οποίων η ενέργεια μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να προκαλέσει σύντηξη πυρήνων Δευτερίου.

            Ένα νέο πείραμα έρχεται να διαψεύσει τις υποθέσεις αυτές. Σύμφωνα με το πείραμα αυτό το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας πηγαίνει σε χημικές αντιδράσεις. Κατά την  κατάρρευση της φυσαλίδας, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας πηγαίνει στον θερμικό ιονισμό των ατόμων και πολύ λιγότερο στην παραγωγή φωτονίων. Στο πείραμα αυτό μέτρησαν την παραγωγή υδροξυλίου και ιόντων μονοξειδίου του αζώτου.

(Didenko and Suslick, Nature, 25 July 2002)

        Τι είναι :

                   Η  ψυχρή σύντηξη

                        Για να γίνει σύντηξη δύο ελαφρών πυρήνων σε έναν βαρύτερο, πρέπει να υπερνικηθεί η απωθητική δύναμη Coulomb ανάμεσα στους πυρήνες. Η ενέργεια αυτή είναι περίπου 0,15 MeV. Η ενέργεια αυτή σε ένα μακροσκοπικό δείγμα, αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 16x10^{7  0}Κ. Για τον λόγο αυτό οι αντιδράσεις αυτές λέγονται θερμοπυρηνικές. Με τον όρο ψυχρή σύντηξη εννοούμε την σύντηξη πυρήνων σε συνθήκες εργαστηρίου, χωρίς να χρησιμοποιήσουμε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης (παρόμοιες με αυτές που αναπτύσσονται στην έκρηξη ατομικής βόμβας).

                   Ηχοφωταύγεια

                        Το φαινόμενο παρατηρήθηκε πρώτη φορά την δεκαετία του 30 κατά τη συμπίεση και εκτόνωση του νερού όταν περνά μέσα από μία προπέλα και είναι η εκπομπή φωτός που συνοδεύει τις φυσαλίδες που σχηματίζονται κατά την εκτόνωση του νερού (σπηλαίωση). Έκτοτε δεν είχε δοθεί καμία σημασία στο φαινόμενο αυτό μέχρι το 1995. Τότε διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχε θεωρητική ερμηνεία του φαινομένου. Το φαινόμενο είναι εύκολο να παραχθεί στο εργαστήριο ένα «μεγάφωνο» υπερήχων και ένα απλό δοχείο που περιέχει το υγρό.

                        Από τα πειράματα διαπιστώθηκε ότι κατά την αποσυμπίεση του υγρού σχηματίζονται φυσαλίδες διαμέτρου μερικών nm (1 nm = 10^-9 m) οι οποίες στη συνέχεια διευρύνονται μέχρι 1-3 μm , οπότε καταρρέουν.

Κατά την κατάρρευση  εκπέμπεται ένας φωτεινός παλμός πολύ μικρής διάρκειας <12 fs (1 fs = 10^-12 s). Από την ανάλυση του φάσματος προκύπτει ότι έχει μέγιστο στην περιοχή του υπεριώδους. Αν θεωρήσουμε ότι η εκπομπή έχει τη κατανομή εκμπομπής από «Μαύρο Σώμα», τότε η θερμοκρασία του θα ήταν περίπου 10.000 ⁰Κ. Συμφωνα με κάποιους θεωρητικούς υπολογισμούς, μπορεί να πλησιάσει την ενέργεια που χρειάζεται για να γίνει σύντηξη δευτερίου. Αυτή η παρατήρηση δημιούργησε έντονο ενδιαφέρον γύρω από το θέμα αυτό. Ήδη από το 1999 έχουμε μία αποδεκτή θεωρία για την Ηχοφωταύγεια.

http://web.cc.uoa.gr/