Anwendungen der Quantenmechanik: Schwarzlicht-Energie und die Widom-Larsen-Theorie von LENR
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Defense Threat Reduction Agency, Amt für erweiterte Systeme und Konzepte Berichtsnummer ASCO 2010 014, Vertragsnummer DTRA01-03-D-0017, T.I. 18.08.04 Edward Toton, TOTON Incorporated George Ullrich, Science Applications International Corporation März 2010 |
Die hier geäußerten Ansichten sind die der Autoren und spiegeln nicht unbedingt die offizielle Politik oder Position der Defense Threat Reduction Agency, des Verteidigungsministeriums oder der Regierung der Vereinigten Staaten wider. Dieser Bericht ist zur Veröffentlichung freigegeben. Eine Verteilung ist unbeschränkt. Ein Großteil der Informationen in dieser Zusammenfassung stammt aus verschiedenen Veröffentlichungen und Briefings, die im Internet veröffentlicht und von Lattice Energy, LLA, urheberrechtlich geschützt sind. Die Informationen werden mit ausdrücklicher Genehmigung von Dr. Lewis Larsen, President und CEO von Lattice Energy LLC, verwendet.
Zusammenfassung der Widom-Larsen-Theorie von LENR und einige ihrer Implikationen
Das Fehlen überprüfbarer Theorien für (LENRs) ist ein Haupthindernis für die Akzeptanz experimenteller Behauptungen. Für den Nachweis (vorgelegt) ist entweder ein überprüfbares theoretisches Modell oder eine technische Demonstration eines autarken Systems erforderlich.
2004 DOE LENR-Überprüfungsausschuss
Das theoretische Dilemma der Kalten Fusion
- Am 23. März 1989 enthüllten Pons und Fleischman in einer Pressekonferenz, dass sie eine thermonukleare Fusion (D-D) in einer elektrochemischen Zelle bei normalem Druck und normaler Temperatur erreicht hatten.
- D-D-Reaktionen und deren Verzweigungsverhältnisse
- D + D → 3He (0,82 MeV) + n0 (2,45 MeV) (etwas weniger als 50% der Zeit)
- D + D → T (1,01 MeV) + n0 (3,02 MeV) (etwas weniger als 50% der Zeit)
- D + D → 4He (0,08 MeV) + γ (23,77 MeV) (weniger als 1% der Zeit)
- Die Pons & Fleischman-Ergebnisse[1] zeigten jedoch weder Neutronenemissionen mit zu erwartenden Raten an, noch zeigten sie Hinweise auf γ-Emissionen.
- Spätere Experimente haben, obwohl sie weiterhin überzeugende Beweise für Kernreaktionen liefern, die Kernfusion als den zugrundeliegenden verantwortlichen physikalischen Mechanismus weitgehend verdrängt.
- Wahrscheinlich waren einige andere Niedrigenergetische Kernreaktionen (LENR) im Spiel.
Eine neue Theorie wurde benötigt, um „LENR“ zu erklären.
Beobachtungen bei LENR-Experimenten
- Makroskopische „Überhitzung“ kalorimetrisch gemessen
- Nur in geringem Maße wiederholbar und äußerst umstritten
- Richard Garwin sagt: „Ruf mich an, wenn du eine Tasse Tee kochen kannst“[2]
- Erzeugung von gasförmigen Heliumisotopen
- Schwierige Ermittlung von Zuverlässigkeit und Kontaminationswahrscheinlichkeit
- Von nur wenigen Forschern beobachtet, aber die meisten beruhen nicht auf der Suche nach Helium
- Geringe Erzeugung von MeV-Alpha-Partikeln und Protonen
- Reproduzierbar und von einer Reihe von Forschern gemeldet
- Herstellung eines breiten Spektrums von transformierten Elementen
- Wiederholbarer als übermäßige Hitze, aber immer noch Streit über mögliche Verunreinigungen
- Schwierig, gegen kompetente Massenspektroskopie zu argumentieren
Die Widom-Larsen-Theorie
- Die Widom-Larsen (W-L)-Theorie bietet einen selbstkonsistenten Rahmen für die Behandlung vieler langjähriger Fragen zu LENR.
- Die Überwindung der Coulomb-Barriere - der bedeutendste Stolperstein für die Befürworter der thermonuklearen „Kalten Fusion“.
- Keine signifikanten Emissionen energiereicher Neutronen.
- Keine großen Emissionen von Gammastrahlen.
- Die W-L-Theorie postuliert keine neue Physik und ruft keine Ad-hoc-Mechanismen auf, um eine Vielzahl von LENR-Beobachtungen zu beschreiben, einschließlich
- der Quelle der überschüssigen Wäremenergie in elektrochemischen Leicht- und Schwerwasserzellen,
- der Transmutationsprodukte, die typischerweise in H- und D-LENR-Versuchsaufbauten zu sehen sind,
- des variablen Flusses weicher Röntgenstrahlen in einigen Experimenten,
- der kleine Flüsse energiereicher Alpha-Partikel in bestimmten LENR-Systemen
Widom-Larsen-Theorie – Die Grundlagen
![Formeln Seite 23 231x100.png](/images/thumb/6/62/Formeln_Seite_23_231x100.png/231px-Formeln_Seite_23_231x100.png)
- Elektromagnetische Strahlung auf eine Metallhydridoberfläche erhöht die Masse der Oberflächenplasmonelektronen (ẽ-).
- Oberflächenplasmonpolariton (SPP)-Elektronen mit hoher Masse reagieren mit Oberflächenprotonen (p+) oder Deuteronen (d+), um Neutronen mit extrem niedrigem Impuls (ULM) und ein Elektronenneutrino (ν) zu erzeugen.
- ULM-Neutronen werden leicht von nahegelegenen Atomkernen (Z, A) eingefangen, was zu einer Zunahme der Atommasse (A) um 1 führt, wodurch ein schwereres Massenisotop (Z, A + 1) erzeugt wird.
- Wenn das neue Isotop instabil ist, kann es einen Beta-Zerfall erleiden[3], wodurch die Ordnungszahl um 1 erhöht wird und ein neues umgewandeltes Element (Z + 1, A + 1) zusammen mit einem Beta-Teilchen (e-) und einem Anti-Neutrino (νe) erzeugt wird.
- Die Energie, die während des Beta-Zerfalls freigesetzt wird, manifestiert sich als „überschüssige Wärme“.
Die Widom-Larsen-Theorie ruft viele Teilcheneffekte auf
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- Bestimmte hydridbildende Elemente, z. B. Pd, Ni, Ti, W, können mit H, D oder T beladen werden, die ionisieren und ihre Elektronen an das Meer der freien Elektronen im Metall abgeben.
- Einmal gebildet, wandern Ionen von Wasserstoffisotopen zu bestimmten interstitiellen Strukturstellen im metallischen Volumengitter, sammeln sich in Vielteilchen und oszillieren kollektiv und kohärent (ihre QM-Wellenfunktionen sind effektiv verschränkt), was die Grundlage für einen lokalen Zusammenbruch in der Born-Oppenheimer-Näherung bildet.[4]
- Dies wiederum ermöglicht es den Wasserstoffionenfeldern, sich elektromagnetisch an das nahe Meer von kollektiv oszillierenden SSP-Elektronen zu koppeln.
- Die Kopplung erzeugt starke lokale elektrische Felder (> 1011 V/m), die die Masse der SSPs über der Schwelle für die ULM-Neutronenproduktion wieder normalisieren können.
- ULM-Neutronen haben im Vergleich zu thermischen Neutronen enorme DeBroglie-Wellenlängen[5] und extrem große Einfangquerschnitte mit Atomkernen.
- Lattice Energy LLC hat den Querschnitt der ULM-Neutronenspaltung für U235 auf ~ 1 Million Barns gegenüber ~ 586 Barns für thermische Neutronen geschätzt.
Einsichten der Widom-Larsen-Theorie
Einsicht 1: Überwindung der Coulomb-Energiebarriere
- Der primäre LENR-Prozess wird durch Kerne angetrieben, die ULM-Neutronen absorbieren, für die es keine Coulomb-Barriere gibt.
Einsicht 2: Unterdrückung von Gammastrahlenemissionen
- Die Compton-Streuung von schweren SSP-Elektronen erzeugt weiche Photonen.
- Die Erzeugung schwerer SSP-Elektronen-Loch-Paare in LENR-Systemen weist Energieverteilungen im MeV-Bereich auf, gegenüber nominalen Verteilungen im eV-Bereich für normale Bedingungen in Metallen, wodurch die Absorption von Gammastrahlen und die Umwandlung in Wärme ermöglicht werden.
Einsicht 3: Entstehung von Wärmeüberschuss
- Der ULM-Neutroneneinfangprozess und die anschließende Relaxation der Kerne durch radioaktiven Zerfall oder Gamma-Emission erzeugen überschüssige Wärmeenergie.
- - Alpha- und Betateilchen übertragen durch Streuung kinetische Energie auf das umgebende Medium.
- - Gammastrahlen werden in Infrarotphotonen umgewandelt, die von nahegelegener Materie absorbiert werden.
Einsicht 4: Elementare Transmutation
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![](/images/e/e3/Yield_vs_mass_300x217.png)
- Fünf-Peak-Transmutationsprodukt-Massenspektren, von denen mehrere Forscher berichtet haben
- - Ein Forscher (Miley) vermutete, dass diese Peaks Spaltprodukte von sehr neutronenreichen Verbindungskernen mit Atommassen von 40, 76, 194 und 310 (ein vermutetes superschweres Element) waren. (Siehe Abbildung „Miley-Daten mit Leichtwasser-P-F-Elektrolysezellen“.)
- Nach der W-L-Theorie führen aufeinanderfolgende Runden der Erzeugung und des Einfangens von ULM-Neutronen zu Elementen mit höherer Atommasse, was mit Beobachtungen übereinstimmt.
- - Das optische W-L-Neutronenpotentialmodell der ULM-Neutronenabsorption durch Kerne sagt Häufigkeitsspitzen voraus, die den beobachteten Daten sehr nahe kommen. (Siehe Abbildung „Ertrag vs. Massenzahl“.)
Widom-Larsen-Theorie – Transmutationswege für Iwamura-Experimente
Einsicht 5: Transmutationsstellen korrelieren mit Oberflächenschäden
Einsicht 6: „Schwache nukleare Wechselwirkungen“ sind in Bezug auf die Energiefreisetzung nicht schwach
Einsicht 7: LENR-Experimente erzeugen nur wenige langlebige radioaktive Isotope
Einblick 8: Erzeugung von Helium
Möglicher Weg zur He4-Produktion unter Verwendung von Palladium als Keimkern
Verzweigungen des β-verzögerten Isotopenzerfalls
ULM-Neutronen-katalysiertes LENR-Netzwerk
Zusammenfassung der Widom-Larsen-Theorie
Der aktuelle Stand von LENR
Fußnoten
- ↑ Pons und Fleischman gaben an, He4 entdeckt zu haben, haben diese Behauptung jedoch als fehlerhafte Messung zurückgezogen.
- ↑ Die größte in einem LENR-Experiment gemessene Menge und Dauer an überschüssiger Wärme betrug 44 W für 24 Tage (90 MJ) in einem Nickel-Leichtwasserstoff-Gasphasensystem.
- ↑ Es könnte auch einen Alpha-Zerfall erfahren oder einfach einen Gammastrahl abgeben, der wiederum in Infrarotenergie umgewandelt wird.
- ↑ Die Born-Oppenheimer-Näherung ermöglicht es, die Wellenfunktion eines Moleküls in seine elektronischen und nuklearen (Schwingungs- und Rotations-) Komponenten zu zerlegen. In diesem Fall muss die Wellenfunktion für das Patch mit vielen Körpern konstruiert werden.
- ↑ Die DeBroglie-Wellenlänge von ULM-Neutronen, die von einem Gesamtsystem aus kondensierter Materie erzeugt werden, muss mit der räumlichen Dimension der Oberflächenfelder mit vielen Protonen vergleichbar sein, in denen sie erzeugt wurden.