Quelltext der Seite LENR-Forum: Was ist LENR?

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<small>''Autor: barty, 16. Januar 2017''</small><br>
<small>''[https://www.lenr-forum.com/article/1-what-is-lenr/ Zur Originalseite]''</small>

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Die Geschichte von LENR ist sehr verwirrend und wird oft mit einer Verschwörung von [https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Oil Big Oil] verglichen. Im folgenden Artikel beschreiben wir in einer einfachen (und wissenschaftlich falschen!) Sprache, woher LENR kommt und warum es vom wissenschaftlichen Establishment (noch) nicht anerkannt wird.

Das Akronym „LENR“ steht für „Low Energy Nuclear Reactions“ (Niederenergetische Kernreaktionen) und beschreibt ein physikalisches Phänomen, das erstmals Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt wurde und 1989 nach der Veröffentlichung einiger umstrittener experimenteller Ergebnisse durch [https://de.wikipedia.org/wiki/Martin_Fleischmann Martin Fleischmann] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Stanley_Pons Dr. Stanley Pons] unter dem Namen „Kalte Fusion“ die Aufmerksamkeit der Welt erregte.

Das alte Etikett der „Kalten Fusion“ entstand, weil die Forscher in den frühen Tagen dachten, da müsse ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Fusionsprozess] stattfinden.

In der heutigen Bezeichnung für dieses Forschungsgebiet bedeutet „Niederenergetisch“, dass eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernreaktion Kernreaktion] unter Drücken und Temperaturen stattfindet, die weit unter denen liegen, die viele Wissenschaftler für Kernreaktionen als notwendig erachten.

Dies ist bereits einer von vielen Widersprüchen zwischen LENR und allgemein anerkannten wissenschaftlichen Konzepten, die auf der Grundlage mathematischer und physikalischer Berechnungen darauf bestehen, dass Kernreaktionen eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Energie#Spezifische_Energie spezifische] (und hohe) Energie benötigen, um stattfinden zu können. Aus diesem Grund wird die LENR-Forschung oft als Randforschung bezeichnet, und die Ergebnisse von vielen tausend Experimenten werden zurückgewiesen, da sie „nicht wahr sein können“.

Um zu verstehen, warum viele Physiker heute leugnen, dass LENR real ist, müssen wir einen kurzen Blick auf das aktuelle Verständnis von der Struktur eines Atoms werfen, woraus es besteht und wie es sich verhält.

== Crashkurs zur Kernphysik ==

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'''Wichtiger Hinweis:''' Die folgende Beschreibung ist ''vereinfacht und sehr allgemein gehalten'', in der Tat nicht ganz korrekt. Sie soll jedoch Lesern mit begrenzten Kenntnissen der Atomphysik (zu denen auch einige Mitglieder dieses Forums gehören) ein wenig mehr Informationen zu den Gründen für die wissenschaftliche Kontroverse vermitteln, die LENR umgibt.
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Ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Atomkern Atomkern] besteht aus

* [https://de.wikipedia.org/wiki/Proton Protonen], die elektromagnetisch positiv geladen sind.
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektron Elektronen], die elektromagnetisch negativ geladen sind.
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutron Neutronen], die elektromagnetisch neutral geladen sind.

Die Anzahl der Protonen in einem Atomkern gibt Auskunft darüber, um welches [https://de.wikipedia.org/wiki/Chemisches_Element Element] es sich handelt (z. B. Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Eisen …). Die Anzahl der Neutronen in einem Atomkern gibt an, um welches [https://de.wikipedia.org/wiki/Isotop Isotop] des spezifischen Elementes es sich handelt.

„Isotop“ ist der Begriff für Atome, bei denen eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen im Kern zwei oder mehr Formen desselben Elementes ergeben, die sich in der [https://de.wikipedia.org/wiki/Atommasse relativen Atommasse], meist jedoch nicht in den chemischen Eigenschaften unterscheiden. Ein gutes Beispiel dafür ist der [https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff Kohlenstoff], der zwei Isotope besitzt – [https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff#Isotope C12 und C14]. Beide kommen in der Natur vor, aber es überwiegt das sehr stabile C12. C14 ist eine radioaktive Form eines Elements, das sich in fast jeder anderen Hinsicht genauso verhält wie C12.

Ein weiteres (für LENR wichtiges) Beispiel für Isotope ist [https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff Wasserstoff]. Dies ist das kleinste [https://de.wikipedia.org/wiki/Atom Atom] mit nur einem Proton in seinem Kern. Es hat drei bekannte Isotope:

* [https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff#Protium Protium] (1 Proton, kein Neutron), die häufigste Art von Wasserstoff hier und im gesamten [https://de.wikipedia.org/wiki/Universum Universum]. Zwei Atome von Protium, die chemisch an [https://de.wikipedia.org/wiki/Sauerstoff Sauerstoff] gebunden sind, bilden <!--H<small><sub>2</sub></small>O--><math>H_2O</math>, das wir „[https://de.wikipedia.org/wiki/Wasser Wasser]“ nennen.
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Deuterium Deuterium] (1 Proton, 1 Neutron), das stabil, aber viel seltener ist – kombiniert mit Sauerstoff entsteht <!--D<small><sub>2</sub></small>O--><math>D_2O</math>, das als „[https://de.wikipedia.org/wiki/Schweres_Wasser schweres Wasser]“ bezeichnet wird.
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Tritium Tritium] (1 Proton, 2 Neutronen), das [https://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktivität radioaktiv] und damit instabil ist, aber ein den beiden anderen Isotopen ähnliches chemisches Verhalten aufweist.

Nun, Sie erinnern sich vielleicht aus ihrer Schulzeit daran, dass sich [https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombsches_Gesetz#Coulomb-Kraft gleiche Ladungen abstoßen] (denken Sie an zwei Magnete, N-Pol zu N-Pol) und sich entgegengesetzte Ladungen anziehen.

Wie bei gewöhnlichen Magneten, so ist es auch bei elektromagnetischen Ladungen. Diese Regel bedeutet, dass ein Atom, das nur mehrere Protonen in seinem Kern hat, sofort eine Spaltungsreaktion (Zerfallen) durchlaufen würde. Dies würde passieren, weil die Protonen sich gegenseitig abstoßen würden, wodurch dieses „unmögliche“ Atom in kleinere Atome mit größerer Stabilität gespalten würde.

Hier müssen wir uns an die berühmten vier [https://de.wikipedia.org/wiki/Fundamentale_Wechselwirkung fundamentalen Kräfte] des Universums erinnern. Sie müssen über all dies ein wenig  Bescheid wissen!

* [https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation Gravitation]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Wechselwirkung Elektromagnetismus]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Schwache_Wechselwirkung Schwache Kernkraft]
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung Starke Kernkraft]

Wie Sie sehen, werden zwei der vier als „Kernkräfte“ bezeichnet, eine als schwache und eine als starke.

Die starke Kernkraft hält (mit Hilfe der Neutronen) die sich abstoßenden Protonen im Inneren eines Atomkerns zusammen und ist stärker als die Kraft des Elektromagnetismus, die das Atom zur Spaltung (zum Zerfall) bringen würde.

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'''Anmerkung:''' Die starke Kraft hat eine „Bindungsenergie“. Diese [https://de.wikipedia.org/wiki/Bindungsenergie#Kernphysik Bindungsenergie] ist die Energie, die in den heutigen [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung spaltungsbasierten] [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk Kernkraftwerken] freigesetzt wird, wo z. B. ein großes Atom wie [https://de.wikipedia.org/wiki/Uran Uran] durch Beschuss mit Neutronen gespalten wird. Dies bewirkt die Freisetzung von schnell bewegten Teilchen ([https://de.wikipedia.org/wiki/Ionisierende_Strahlung Strahlung]) und viel, viel Wärmeenergie.

Einfach gesagt: Je größer der Kern, desto schwieriger ist es für die starke Kernkraft, die sich abstoßenden Protonen zusammenzuhalten. Schon ab einer bestimmten Atomgröße reicht es aus, den Kern mit einem beschleunigten Neutron zu treffen (das vom Kern nicht abgestoßen wird und ihn leicht treffen kann), um den zerbrechlichen Kern in mehrere kleinere Elemente zu spalten. Solche Atome oder Isotope werden als „[https://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktivität radioaktive]“ Elemente bezeichnet.
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Hier gibt es ein Problem: Die Kernkräfte wirken nur über sehr kurze Distanzen. Elektromagnetische Kräfte sind über große Entfernungen spürbar (und nutzbar), z. B. beim [https://de.wikipedia.org/wiki/Radar Radar], bei [https://de.wikipedia.org/wiki/Radioteleskop Radioteleskopen] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Mobilfunk Mobiltelefonen], während die Kernkräfte nur eine Reichweite von wenigen [https://de.wikipedia.org/wiki/Meter#fm Femtometern] haben. Falls Sie es nicht wissen, ein Femtometer ist 1 Billiardstel Meter!

Das bedeutet, dass man die geladenen Teilchen sehr nahe zusammenbringen muss, damit die starke Kernkraft sie an den Kern binden kann. Wenn das passiert, spricht man von der berühmten [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Kernfusion]!

== Kernfusion ==

Der Schritt, „sie näher zusammenzubringen“, braucht viel [https://de.wikipedia.org/wiki/Energie Energie]! Wenn man dem [https://de.wikipedia.org/wiki/Atomkern Kern] eines [https://de.wikipedia.org/wiki/Chemisches_Element Elementes] ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Proton Proton] hinzufügen will (vielleicht, um [https://de.wikipedia.org/wiki/Deuterium Deuterium] in [https://de.wikipedia.org/wiki/Helium Helium] umzuwandeln), muss man diese Energie (in Form von [https://de.wikipedia.org/wiki/Kinetische_Energie kinetischer Beschleunigung]) in das Proton stecken, damit es die angesammelte abstoßende elektromagnetische Kraft aller bereits im Kern befindlichen Protonen überwinden kann. Dieser Widerstand, der das zusätzliche Proton daran hindert, sich mit den anderen zu verbinden, wird als „[https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombwall Coulombwall]“ oder „Coulombbarriere“ bezeichnet – das ist die Hürde, die es zu überwinden gilt.

Eine Maschine, die das tun kann – wie der [https://de.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider Large Hadron Collider] am [https://de.wikipedia.org/wiki/CERN CERN] – muss riesig sein und benötigt enorme Mengen an [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Energie elektrischer Energie], um z. B. Protonen auf Geschwindigkeiten zu beschleunigen, bei denen sie die Wand durchbrechen können.

Bei der [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Kernfusion] kommt es zu einer Energiefreisetzung in Form eines „[https://de.wikipedia.org/wiki/Massendefekt Massenverlust]“. Die durch einen solchen „Massenverlust“ freigesetzte Energie lässt sich mit Einsteins berühmter Formel <!--E = m × c<small><sup>2</sup></small>-->[https://de.wikipedia.org/wiki/Äquivalenz_von_Masse_und_Energie <math>E = m \cdot c^2</math>] berechnen. In dieser Formel ist <math>c</math> die [https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit Lichtgeschwindigkeit] in Metern pro Sekunde (299&#8239;792&#8239;458 m/s) und <math>m</math> der Massenverlust in [https://de.wikipedia.org/wiki/Kilogramm Kilogramm]. Da <math>c \cdot c</math> eine solche ''riesige'' Zahl ist, wird es offensichtlich, dass selbst eine winzige Menge Masse einer riesigen Menge an Energie <math>\left(E\right)</math> entspricht!

Da die Fusion am wirkungsvollsten ist, wenn größere Atome aus sehr kleinen Atomen mit einer „kleinen“ Abstoßungskraft  „aufgebaut“ werden (z. B. Helium aus Wasserstoff), gibt es auf lange Sicht kaum oder keine Probleme durch die Erzeugung schädlicher radioaktiver Abfälle. Deshalb sind Wissenschaftler sehr daran interessiert, diese Art von Energie für die Menschheit nutzbar zu machen.

Einfach gesagt: Sie wollen die bei der Fusion frei werdende [https://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Energie Wärmeenergie] in [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Energie elektrische Energie] umwandeln, die dann in unsere Steckdosen gelangt.

Es gibt jedoch das Problem des „Barrier-Jumping“ (des „Barrierensprungs“), das durch die Existenz der Coulombwall verursacht wird. Dies ist der Grund, warum Kraftwerke, die auf Basis der „[https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Heißen Fusion]“ arbeiten – wie [https://en.wikipedia.org/wiki/ZETA_(fusion_reactor) ZETA] im [https://de.wikipedia.org/wiki/Vereinigtes_Königreich Vereinigten Königreich] – nicht mehr Energie erzeugen können, als für die Durchführung der Fusion in ihren Reaktoren benötigt wird. Daher sagen wir, dass der [https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungszahl Coefficient of Performance] (COP) dieser Maschinen kleiner als 1 ist, oder COP < 1.

LENR verspricht eine Möglichkeit, etwas Ähnliches auf ihrem Küchentisch zu tun!

== LENR ==

In den Anfängen von LENR glaubten die beteiligten Forscher, sie hätten einen [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Fusionsprozess] erblickt, der mit sehr geringen [https://de.wikipedia.org/wiki/Energie Energien] auszulösen ist. Mit anderen Worten, COP > 1! Die Forscher gingen von einem Fusionsprozess aus, weil sie einen Energieüberschuss in Form von Wärme und einige [https://de.wikipedia.org/wiki/Transmutation nukleare Veränderungen] sahen. Sie fanden auch [https://de.wikipedia.org/wiki/Chemisches_Element Elemente], die vor der Reaktion nicht da waren. Diese beiden Merkmale finden sich auch in den riesigen „heißen“ [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusionsreaktor Kernfusionsanlagen].

Mit der [https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlung Strahlung] gibt es noch ein weiteres Problem: Während bei den heißen Fusionsprozessen auch schädliche Strahlung in Form von [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstrahlung schnellen Neutronen] freigesetzt wird, ist dies bei der Kalten Fusion nicht der Fall. Aber die Physiker sind sich einig darüber, dass jedes Mal, wenn ein Atom seine Struktur auf irgendeine Weise ändert, Strahlung festgestellt werden muss, zumindest als Indikator.

Und hier beginnt der große Widerspruch, der Anfang der 90er Jahre massive Wellen schlug!

Lange Rede kurzer Sinn: Die Ankündigung der Kalten Fusion durch [https://de.wikipedia.org/wiki/Stanley_Pons Pons] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Martin_Fleischmann Fleischmann] löste eine lange und sehr erbitterte Debatte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft aus. Am Ende wurde die LENR-Akte aufgrund einer sehr niedrigen experimentellen [https://de.wikipedia.org/wiki/Replikation_(Wissenschaft) Replikations]rate bei den großen wissenschaftlichen Institutionen offiziell geschlossen und als „experimenteller Fehler“ abgeschrieben. Deshalb wird die Fortsetzung der Forschung (und derer, die weiterhin auf diesem Gebiet arbeiten) weithin als „Randwissenschaft“ und nicht ganz seriös angesehen.

Wegen dieser „[https://de.wikipedia.org/wiki/Reputation Reputations]falle“ muss man in dieser Phase vorsichtig sein, wenn man das Thema auf eigene Faust untersuchen will! Während Sie diesen warnenden Hinweis vernehmen, muss gesagt werden, dass viele LENR-bezogene Materialien, die Sie im Internet finden, nicht sehr wissenschaftlich sind und oft einen [https://de.wikipedia.org/wiki/Esoterik esoterischen] Touch haben! Denken Sie daran und glauben Sie nichts, bis Sie alle Fakten überprüfen.

Einige Forscher untersuchten jedoch weiterhin den LENR-Prozess, und nur wenige von ihnen sind in der Lage, experimentelle Ergebnisse mit einem COP > 1 zu reproduzieren. Die meisten dieser „positiven“ Ergebnisse erreichen nur einen sehr geringen Energieüberschuss (im Bereich von [https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Größenordnungen_der_Leistung#Milliwatt mW]). Und da es sehr schwierig ist, die [https://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Energie thermische Energie] richtig zu messen (siehe [https://de.wikipedia.org/wiki/Kalorimetrie Kalorimetrie]), gibt es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft viele Zweifel daran, dass solche positiven LENR-Experimente nur wenige Messfehler aufwiesen.

Wenn man LENR als real annimmt, können es jedenfalls keine Fusionsreaktionen sein, wie sie die Physik heute versteht. Vielmehr müssen sie etwas anderes sein, das bisher noch nicht erkannt oder theoretisch beschrieben wurde. Es gibt heutzutage viele verschiedene Versuche, wissenschaftlich zu beschreiben, was LENR sein könnten und wie sie im Detail funktionieren könnten. Man nennt dies eine „[https://de.wikipedia.org/wiki/Theorie Theorie]“.

Einige Theorien verwenden klassische physikalische Konzepte, andere verwenden Konzepte aus dem relativ neuen Bereich der Quantenmechanik.

Die populärste Theorie ist die „Ultra-Low-Momentum-Neutronen-katalysierte Kernreaktion auf Metallhydrid-Oberflächen“ von Allan Widom und Lewis Larsen, oft nur die „[https://en.wikipedia.org/wiki/Widom–Larsen_theory Widom-Larsen-Theorie]“ genannt. Sie wurde in der Fachzeitschrift „[https://de.wikipedia.org/wiki/European_Physical_Journal European Physical Journal] [https://epjc.epj.org/ C]“ veröffentlicht und weckt damit auch das Interesse der seriösen Forscher der [https://de.wikipedia.org/wiki/NASA NASA]. Die Widom-Larsen-Theorie im Allgemeinen war die erste Theorie, die eine physikalisch korrekte und akzeptierte Erklärung lieferte, warum das Konzept der LENR nicht unbedingt völliger Unfug oder Pseudowissenschaft sein muss. Seit dieser Veröffentlichung hat LENR wieder einen leichten Aufschwung in der seriösen experimentellen Arbeit bekommen.

== Die Widom-Larsen-Theorie ==

Die Theorie geht davon aus, dass innerhalb eines [https://de.wikipedia.org/wiki/Metallische_Bindung Metallgitters] die [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektron Elektronen] der Metallatome in eine kollektive Bewegung versetzt werden können, wie das kollektive Schwingen zu Musik, aber zu elektromagnetischen Frequenzen.

Durch diese Technik könnte man die Elektronen mit relativ geringer Energiezufuhr beschleunigen, so dass sie theoretisch größer oder schwerer werden (man bedenke, dass Masse nichts anderes ist als Energie in einer festen Phase, wie sie durch <!--E = m × c<small><sup>2</sup></small>-->[https://de.wikipedia.org/wiki/Äquivalenz_von_Masse_und_Energie <math>E = m \cdot c^2</math>] beschrieben wird!) Je größer das Elektron wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein sogenannter „[https://de.wikipedia.org/wiki/Betastrahlung#Inverser_Betazerfall inverser Betazerfall]“ eintritt. Das bedeutet, dass ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Proton Proton] (wie aus [https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff Wasserstoff], der zuvor in das [https://de.wikipedia.org/wiki/Metallische_Bindung Gitter] eingedrungen ist) das [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektron Elektron] einfangen kann („[https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroneneinfang Elektroneneinfang]“) und zu einem [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutron Neutron] wird.

Wir wissen, dass ein Neutron ein ungeladenes Teilchen ist und in der Lage ist, in einen [https://de.wikipedia.org/wiki/Atomkern Atomkern] einzutreten, ohne eine Barriere zu überwinden. Wenn dies geschieht, z. B. wenn das Neutron in einen [https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel Nickel-] oder [https://de.wikipedia.org/wiki/Palladium Palladium]kern gegeben wird, würde die [https://de.wikipedia.org/wiki/Schwache_Wechselwirkung schwache Kernkraft] den [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenüberschuss Neutronenüberschuss] in diesen Kernen auflösen, indem sie ein Neutron wieder in ein Elektron und ein Proton spaltet. Während sich das Elektron dann auf seine Bahn um die Kerne begibt, bleibt das Proton, gebunden durch die [https://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung starke Kraft], innerhalb der Kerne, was das Element im [https://de.wikipedia.org/wiki/Periodensystem Periodensystem] verschiebt.

Die letztere Art der Reaktion wird „[https://de.wikipedia.org/wiki/Betastrahlung#Beta-Minus-Zerfall_(β−) Beta-Minus-Zerfall]“ genannt und allgemein als „Kerntransmutation“ bezeichnet. Nach der Widom-Larsen-Theorie könnte es möglich sein, freie Neutronen mit weniger Energie zu erzeugen, als von der nachfolgenden Reaktionskette freigesetzt wird, wenn dieses Neutron in einem Kern eingefangen wird (COP > 1).

Das Wort „könnte“ wird in der obigen Beschreibung ein paar Mal hervorgehoben, weil dies sehr theoretische Annahmen sind und wenn man sich die Mathematik dahinter anschaut, ist die Wahrscheinlichkeit dafür sehr groß.

Das folgende Youtube-Video wird Ihnen weitere Einblicke in die Geschichte von LENR geben:

<div style="margin: 1.5em 1.5em;">[[Datei:Lenr-forum-video-link-pic_320x180.png|Brief Introduction to Cold Fusion|frameless|320px|none|link=Brief Introduction to Cold Fusion]]</div>

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