American Physical Society – Kernfusionsreaktionen in deuterierten Metallen - Versionsgeschichte

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Nuclear fusion reactions in deuterated metals

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Nuclear fusion reactions in deuterated metals

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Nuclear fusion reactions in deuterated metals

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Abstract

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 == Zusammenfassung ==
-Es werden Kernfusionsreaktionen von D–D in einer Umgebung untersucht, die aus Kaltbrennstoff hoher Dichte besteht, welcher in ein Metallgitter eingebettet ist, in dem ein kleiner Teil des Brennstoffs durch heiße Neutronen aktiviert wird. Eine solche Umgebung sorgt aufgrund von Leitungs- und Hüllenelektronen des Metallgitters oder durch Plasma, das durch ionisierende Strahlung induziert wird (<math>\gamma</math>-Quanten), für eine verbesserte Abschirmung der Coulomb-Barriere. Es wird gezeigt, dass Neutronen bei der Übertragung von kinetischer Energie auf Brennstoffkerne (D) zur Auslösung von Fusionsprozessen weitaus wirksamer sind als energiereiche geladene Teilchen wie etwa leichte Teilchen (<math>e^-, \, e^+</math>) oder schwere Teilchen (<math>p, \, d, \, \alpha</math>). Es ist wohlbekannt, dass sich durch eine Abschirmung die Wahrscheinlichkeit für ein Durchtunneln der Coulomb-Barriere erhöht. Durch die Elektronenabschirmung wird auch die Wahrscheinlichkeit für eine Coulomb-Streuung der reagierenden Kerne in einem großen statt in einem kleinen Winkel signifikant erhöht, um so nachfolgende Kernreaktionen per Tunnelung zu ermöglichen. Diese Wahrscheinlichkeit fließt in den astrophysikalischen Faktor <math>S(E)</math> ein. Darüber hinaus werden Aspekte der Abschirmungseffekte bewertet, um eine Berechnung der Kernreaktionsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, einschließlich der Coulomb-Streuung und der lokalen Erhitzung des Kaltbrennstoffs, der primären D–D-Reaktionen und der Folgereaktionen, sowohl beim Brennstoff als auch bei den Gitterkernen. Die Wirkung der Abschirmung zur Erhöhung der Gesamtkernreaktionsrate ist eine Funktion zahlreicher Parameter, einschließlich der Brennstofftemperatur und der relativen Streuwahrscheinlichkeit zwischen dem Brennstoff und den Metallgitterkernen. Durch die Abschirmung erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung zwischen heißem Brennstoff und Gitterkernen signifikant, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von Oppenheimer-Phillips-Prozessen erhöht, die ihrerseits einen potenziellen Weg zur Reaktionsvervielfachung eröffnen. Wir zeigen auf, dass das abgeschirmte Coulomb-Potenzial des Zielions durch das nichtlineare Vlasov-Potenzial und nicht so sehr durch das Debye-Potenzial bestimmt wird. Generell erlangt der Abschirmungseffekt seine besondere Bedeutung dann, wenn das Projektil nur eine geringe kinetische Energie aufweist. Der Anwendungsbereich wird sowohl für den analytischen als auch für den asymptotischen Ausdruck für die allbekannte Elektronenabschirmungs-Gitterpotentialenergie <math>U_e</math> untersucht, welche nur für <math>E \gg U_e</math> anwendbar ist (<math>E</math> ist die Energie im Bezugsrahmen des Massenzentrums). Wir weisen nach, dass bei <math>E \ge U_e</math> für das abgeschirmte Coulomb-Potenzial eine direkte Berechnung des Gamow-Faktors erforderlich ist, um unangemessen hohe Werte für den Verstärkungsfaktor <math>f(E)</math> durch die analytischen – und mehr noch durch die asymptotischen – Formeln zu vermeiden.
+Es werden [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Kernfusionsreaktionen] von [https://de.wikipedia.org/wiki/Deuterium D]–D in einer Umgebung untersucht, die aus Kaltbrennstoff hoher Dichte besteht, welcher in ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Metallische_Bindung Metallgitter] eingebettet ist, in dem ein kleiner Teil des Brennstoffs durch heiße [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutron Neutronen] aktiviert wird. Eine solche Umgebung sorgt aufgrund von [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronengas Leitungs-] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektron Hüllenelektronen] des Metallgitters oder durch [https://de.wikipedia.org/wiki/Plasma_(Physik) Plasma], das durch ionisierende Strahlung induziert wird (<math>\gamma</math>-Quanten), für eine verbesserte Abschirmung der [https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombwall Coulomb-Barriere]. Es wird gezeigt, dass [https://de.wikipedia.org/wiki/Neutron Neutronen] bei der Übertragung von [https://de.wikipedia.org/wiki/Kinetische_Energie kinetischer Energie] auf Brennstoffkerne ([https://de.wikipedia.org/wiki/Deuterium D]) zur Auslösung von [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Fusionsprozessen] weitaus wirksamer sind als energiereiche geladene Teilchen wie etwa leichte Teilchen (<math>e^-, \, e^+</math>) oder schwere Teilchen (<math>p, \, d, \, \alpha</math>). Es ist wohlbekannt, dass sich durch eine Abschirmung die Wahrscheinlichkeit für ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt Durchtunneln] der Coulomb-Barriere erhöht. Durch die Elektronenabschirmung wird auch die Wahrscheinlichkeit für eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Rutherford-Streuung Coulomb-Streuung] der reagierenden Kerne in einem großen statt in einem kleinen Winkel signifikant erhöht, um so nachfolgende Kernreaktionen per Tunnelung zu ermöglichen. Diese Wahrscheinlichkeit fließt in den astrophysikalischen Faktor <math>S(E)</math> ein. Darüber hinaus werden Aspekte der Abschirmungseffekte bewertet, um eine Berechnung der Kernreaktionsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, einschließlich der Coulomb-Streuung und der lokalen Erhitzung des Kaltbrennstoffs, der primären D–D-Reaktionen und der Folgereaktionen, sowohl beim Brennstoff als auch bei den Gitterkernen. Die Wirkung der Abschirmung zur Erhöhung der Gesamtkernreaktionsrate ist eine Funktion zahlreicher Parameter, einschließlich der Brennstofftemperatur und der relativen Streuwahrscheinlichkeit zwischen dem Brennstoff und den Metallgitterkernen. Durch die Abschirmung erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung zwischen heißem Brennstoff und Gitterkernen signifikant, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von [https://en.wikipedia.org/wiki/Oppenheimer–Phillips_process Oppenheimer-Phillips-Prozessen] erhöht, die ihrerseits einen potenziellen Weg zur Reaktionsvervielfachung eröffnen. Wir zeigen auf, dass das abgeschirmte [https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombsches_Gesetz#Coulomb-Potential Coulomb-Potenzial] des Zielions durch das nichtlineare Vlasov-Potenzial und nicht so sehr durch das Debye-Potenzial bestimmt wird. Generell erlangt der Abschirmungseffekt seine besondere Bedeutung dann, wenn das Projektil nur eine geringe kinetische Energie aufweist. Der Anwendungsbereich wird sowohl für den analytischen als auch für den [https://de.wikipedia.org/wiki/Asymptote asymptotischen] Ausdruck für die allbekannte Elektronenabschirmungs-Gitterpotentialenergie <math>U_e</math> untersucht, welche nur für <math>E \gg U_e</math> anwendbar ist (<math>E</math> ist die Energie im Bezugsrahmen des Massenzentrums). Wir weisen nach, dass bei <math>E \ge U_e</math> für das abgeschirmte Coulomb-Potenzial eine direkte Berechnung des [https://de.wikipedia.org/wiki/Gamow-Faktor Gamow-Faktors] erforderlich ist, um unangemessen hohe Werte für den Verstärkungsfaktor <math>f(E)</math> durch die analytischen – und mehr noch durch die asymptotischen – Formeln zu vermeiden.
 Eingegangen 15. Oktober 2018&nbsp;&nbsp;–&nbsp;&nbsp;Überprüft 8. Februar 2019&nbsp;&nbsp;–&nbsp;&nbsp;Angenommen 10. Dezember 2019
 <seo description="American Physical Society, Veröffentlichung vom 10.12.2019 bestätigt Kernfusionsreaktionen in Kernen hochdichter Wasserstoffisotopen"></seo>

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 <div style="margin:1em 0em; padding:0.5em 1.5em; background-color:#eeeeee;">
-Die Argumentation, eine Kalte Fusion sei unmöglich, weil nur mit extrem hohen Temperaturen die Coulomb-Barriere überwunden werden kann, ist wissenschaftlich nicht mehr haltbar. Wenn es eine Instanz gibt, die so etwas behaupten kann und darf, dann ist das die Amerikanische Physikalische Gesellschaft:
+Die Argumentation, eine Kalte Fusion sei unmöglich, weil nur mit extrem hohen Temperaturen die [https://de.wikipedia.org/wiki/Coulombwall Coulomb-Barriere] überwunden werden kann, ist wissenschaftlich nicht mehr haltbar. Wenn es eine Instanz gibt, die so etwas behaupten kann und darf, dann ist das die [https://de.wikipedia.org/wiki/American_Physical_Society Amerikanische Physikalische Gesellschaft]:
 ''„Die Veröffentlichungen der APS dienen der internationalen Physik-Gemeinschaft mit begutachteten Forschungszeitschriften, Nachrichten und Kommentaren zu den neuesten Forschungsergebnissen, die in den Journalen der Physical Review veröffentlicht werden, Nachrichten über und für Mitglieder, Informationen über die Physik und ihren Platz in der Welt sowie Blogs, die sich mit Wissenschaftspolitik sowie unterhaltsamen und erziehungswissenschaftlichen Nachrichten befassen.“'' [https://www.aps.org/publications/ Quelle: aps.org/publications]
-Die Überschrift besagt nicht mehr und nicht weniger, als dass in einem akzeptierten Aufsatz (peer reviewed) bestätigt ist, dass in mit Deuterium angereicherten Metallen nukleare Fusionsreaktionen stattfinden. … Man darf wohl annehmen, dass sich die APS der Tragweite dieser Veröffentlichung durchaus bewußt ist. Sie bedeutet in den Endkonsequenzen nämlich:
+Die Überschrift besagt nicht mehr und nicht weniger, als dass in einem akzeptierten Aufsatz ([https://de.wikipedia.org/wiki/Peer-Review peer reviewed]) bestätigt ist, dass in mit [https://de.wikipedia.org/wiki/Deuterium Deuterium] angereicherten Metallen [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion nukleare Fusionsreaktionen] stattfinden. … Man darf wohl annehmen, dass sich die APS der Tragweite dieser Veröffentlichung durchaus bewußt ist. Sie bedeutet in den Endkonsequenzen nämlich:
 * Dass die Beobachtung von Überschussenergie in Deuterium-geladenen Metallen keineswegs auf Fehlmessungen beruhte, sondern eine reale wisschaftliche Grundlage hat;
-* dass die Milliarden-teuren Versuche zur sog. Heißen Fusion obsolet sind;
+* dass die Milliarden-teuren Versuche zur sog. [https://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion Heißen Fusion] [https://de.wiktionary.org/wiki/obsolet obsolet] sind;
 * dass die weltweiten Bemühungen zur wirtschaftlichen Nutzbarmachung von LENR eine reale Grundlage haben;
 * dass mittel- und langfristig die Nutzung von LENR die Klimadiskussion mit all ihren Konsequenzen „auf den Kopf stellt“;

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−	Der folgende Kommentar zur APC-Veröffentlichung findet sich auf [~~https~~://coldreaction.net/lenr-die-unendliche-und-saubere-energie-kommt-frueher-als-gedacht.html coldreaction.net], Update 25.12.2019:	+	Der folgende Kommentar zur APC-Veröffentlichung findet sich auf [http://coldreaction.lenr.wiki/coldreaction.net/lenr-die-unendliche-und-saubere-energie-kommt-frueher-als-gedacht.html coldreaction.net], Update 25.12.2019:

	<div style="margin:1em 0em; padding:0.5em 1.5em; background-color:#eeeeee;">		<div style="margin:1em 0em; padding:0.5em 1.5em; background-color:#eeeeee;">

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 == Nuclear fusion reactions in deuterated metals ==
-[[Datei:Aps-physics 73x64.png|APS physics|frameless|73px|none|link=|class=toplogo]]
+[[Datei:Aps-physics 73x64.png|APS physics|frameless|73px|none|link=https://www.aps.org/|class=toplogo]]
 ''Phys. Rev. C 101, 044609 – Published 20 April 2020 (Veröffentlicht 20. April 2020)''<br>

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 [[Datei:Aps-physics 73x64.png|APS physics|frameless|73px|none|link=|class=toplogo]]
-''Phys. Rev. C 101, 044609 – Published 20 April 2020 (Veröffentlicht am 20. April 2020)''<br>
+''Phys. Rev. C 101, 044609 – Published 20 April 2020 (Veröffentlicht 20. April 2020)''<br>
 ''Vladimir&nbsp;Pines, Marianna&nbsp;Pines, Arnon&nbsp;Chait, Bruce&nbsp;M.&nbsp;Steinetz, Lawrence&nbsp;P.&nbsp;Forsley, Robert&nbsp;C.&nbsp;Hendricks, Gustave&nbsp;C.&nbsp;Fralick, Theresa&nbsp;L.&nbsp;Benyo, Bayarbadrakh&nbsp;Baramsai, Philip&nbsp;B.&nbsp;Ugorowski, Michael&nbsp;D.&nbsp;Becks, Richard&nbsp;E.&nbsp;Martin, Nicholas&nbsp;Penney and Carl&nbsp;E.&nbsp;Sandifer II<br>

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	Es werden Kernfusionsreaktionen von D–D in einer Umgebung untersucht, die aus Kaltbrennstoff hoher Dichte besteht, welcher in ein Metallgitter eingebettet ist, in dem ein kleiner Teil des Brennstoffs durch heiße Neutronen aktiviert wird. Eine solche Umgebung sorgt aufgrund von Leitungs- und Hüllenelektronen des Metallgitters oder durch Plasma, das durch ionisierende Strahlung induziert wird (<math>\gamma</math>-Quanten), für eine verbesserte Abschirmung der Coulomb-Barriere. Es wird gezeigt, dass Neutronen bei der Übertragung von kinetischer Energie auf Brennstoffkerne (D) zur Auslösung von Fusionsprozessen weitaus wirksamer sind als energiereiche geladene Teilchen wie etwa leichte Teilchen (<math>e^-, \, e^+</math>) oder schwere Teilchen (<math>p, \, d, \, \alpha</math>). Es ist wohlbekannt, dass sich durch eine Abschirmung die Wahrscheinlichkeit für ein Durchtunneln der Coulomb-Barriere erhöht. Durch die Elektronenabschirmung wird auch die Wahrscheinlichkeit für eine Coulomb-Streuung der reagierenden Kerne in einem großen statt in einem kleinen Winkel signifikant erhöht, um so nachfolgende Kernreaktionen per Tunnelung zu ermöglichen. Diese Wahrscheinlichkeit fließt in den astrophysikalischen Faktor <math>S(E)</math> ein. Darüber hinaus werden Aspekte der Abschirmungseffekte bewertet, um eine Berechnung der Kernreaktionsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, einschließlich der Coulomb-Streuung und der lokalen Erhitzung des Kaltbrennstoffs, der primären D–D-Reaktionen und der Folgereaktionen, sowohl beim Brennstoff als auch bei den Gitterkernen. Die Wirkung der Abschirmung zur Erhöhung der Gesamtkernreaktionsrate ist eine Funktion zahlreicher Parameter, einschließlich der Brennstofftemperatur und der relativen Streuwahrscheinlichkeit zwischen dem Brennstoff und den Metallgitterkernen. Durch die Abschirmung erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung zwischen heißem Brennstoff und Gitterkernen signifikant, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von Oppenheimer-Phillips-Prozessen erhöht, die ihrerseits einen potenziellen Weg zur Reaktionsvervielfachung eröffnen. Wir zeigen auf, dass das abgeschirmte Coulomb-Potenzial des Zielions durch das nichtlineare Vlasov-Potenzial und nicht so sehr durch das Debye-Potenzial bestimmt wird. Generell erlangt der Abschirmungseffekt seine besondere Bedeutung dann, wenn das Projektil nur eine geringe kinetische Energie aufweist. Der Anwendungsbereich wird sowohl für den analytischen als auch für den asymptotischen Ausdruck für die allbekannte Elektronenabschirmungs-Gitterpotentialenergie <math>U_e</math> untersucht, welche nur für <math>E \gg U_e</math> anwendbar ist (<math>E</math> ist die Energie im Bezugsrahmen des Massenzentrums). Wir weisen nach, dass bei <math>E \ge U_e</math> für das abgeschirmte Coulomb-Potenzial eine direkte Berechnung des Gamow-Faktors erforderlich ist, um unangemessen hohe Werte für den Verstärkungsfaktor <math>f(E)</math> durch die analytischen – und mehr noch durch die asymptotischen – Formeln zu vermeiden.		Es werden Kernfusionsreaktionen von D–D in einer Umgebung untersucht, die aus Kaltbrennstoff hoher Dichte besteht, welcher in ein Metallgitter eingebettet ist, in dem ein kleiner Teil des Brennstoffs durch heiße Neutronen aktiviert wird. Eine solche Umgebung sorgt aufgrund von Leitungs- und Hüllenelektronen des Metallgitters oder durch Plasma, das durch ionisierende Strahlung induziert wird (<math>\gamma</math>-Quanten), für eine verbesserte Abschirmung der Coulomb-Barriere. Es wird gezeigt, dass Neutronen bei der Übertragung von kinetischer Energie auf Brennstoffkerne (D) zur Auslösung von Fusionsprozessen weitaus wirksamer sind als energiereiche geladene Teilchen wie etwa leichte Teilchen (<math>e^-, \, e^+</math>) oder schwere Teilchen (<math>p, \, d, \, \alpha</math>). Es ist wohlbekannt, dass sich durch eine Abschirmung die Wahrscheinlichkeit für ein Durchtunneln der Coulomb-Barriere erhöht. Durch die Elektronenabschirmung wird auch die Wahrscheinlichkeit für eine Coulomb-Streuung der reagierenden Kerne in einem großen statt in einem kleinen Winkel signifikant erhöht, um so nachfolgende Kernreaktionen per Tunnelung zu ermöglichen. Diese Wahrscheinlichkeit fließt in den astrophysikalischen Faktor <math>S(E)</math> ein. Darüber hinaus werden Aspekte der Abschirmungseffekte bewertet, um eine Berechnung der Kernreaktionsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, einschließlich der Coulomb-Streuung und der lokalen Erhitzung des Kaltbrennstoffs, der primären D–D-Reaktionen und der Folgereaktionen, sowohl beim Brennstoff als auch bei den Gitterkernen. Die Wirkung der Abschirmung zur Erhöhung der Gesamtkernreaktionsrate ist eine Funktion zahlreicher Parameter, einschließlich der Brennstofftemperatur und der relativen Streuwahrscheinlichkeit zwischen dem Brennstoff und den Metallgitterkernen. Durch die Abschirmung erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung zwischen heißem Brennstoff und Gitterkernen signifikant, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von Oppenheimer-Phillips-Prozessen erhöht, die ihrerseits einen potenziellen Weg zur Reaktionsvervielfachung eröffnen. Wir zeigen auf, dass das abgeschirmte Coulomb-Potenzial des Zielions durch das nichtlineare Vlasov-Potenzial und nicht so sehr durch das Debye-Potenzial bestimmt wird. Generell erlangt der Abschirmungseffekt seine besondere Bedeutung dann, wenn das Projektil nur eine geringe kinetische Energie aufweist. Der Anwendungsbereich wird sowohl für den analytischen als auch für den asymptotischen Ausdruck für die allbekannte Elektronenabschirmungs-Gitterpotentialenergie <math>U_e</math> untersucht, welche nur für <math>E \gg U_e</math> anwendbar ist (<math>E</math> ist die Energie im Bezugsrahmen des Massenzentrums). Wir weisen nach, dass bei <math>E \ge U_e</math> für das abgeschirmte Coulomb-Potenzial eine direkte Berechnung des Gamow-Faktors erforderlich ist, um unangemessen hohe Werte für den Verstärkungsfaktor <math>f(E)</math> durch die analytischen – und mehr noch durch die asymptotischen – Formeln zu vermeiden.

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 Received 15 October 2018&nbsp;&nbsp;–&nbsp;&nbsp;Revised 8 February 2019&nbsp;&nbsp;–&nbsp;&nbsp;Accepted 10 December 2019
 <!-- DOI: [https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.044609 https://doi.org/10.1103/PhysRevC.101.044609] -->
 <!-- Published by the American Physical Society -->