American Physical Society – Kernfusionsreaktionen in deuterierten Metallen
Der folgende Kommentar zur APC-Veröffentlichung findet sich auf coldreaction.net, Update 25.12.2019:
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 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.“ 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:
- 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 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“;
- dass die „Inkasso-Modelle“ der Tanksäulen, Gaszähler, Stromzähler usw. über kurz oder lang ihre Macht, wirtschaftlich und geopolitisch, verlieren.
Nach meiner Einschätzung werden die nüchternen Worte der o.g. Veröffentlichung die Welt verändern.
Nuclear fusion reactions in deuterated metals
Phys. Rev. C 101, 044609 – Published 20 April 2020 (Veröffentlicht 20. April 2020)
Vladimir Pines, Marianna Pines, Arnon Chait, Bruce M. Steinetz, Lawrence P. Forsley, Robert C. Hendricks, Gustave C. Fralick, Theresa L. Benyo, Bayarbadrakh Baramsai, Philip B. Ugorowski, Michael D. Becks, Richard E. Martin, Nicholas Penney and Carl E. Sandifer II
Abstract
Nuclear fusion reactions of D–D are examined in an environment comprised of high density cold fuel embedded in metal lattices in which a small fuel portion is activated by hot neutrons. Such an environment provides for enhanced screening of the Coulomb barrier due to conduction and shell electrons of the metal lattice, or by plasma induced by ionizing radiation ([math]\gamma[/math] quanta). We show that neutrons are far more efficient than energetic charged particles, such as light particles ([math]e^−, \, e^+[/math]) or heavy particles ([math]p, \, d, \, \alpha[/math]) in transferring kinetic energy to fuel nuclei (D) to initiate fusion processes. It is well known that screening increases the probability of tunneling through the Coulomb barrier. Electron screening also significantly increases the probability of large vs small angle Coulomb scattering of the reacting nuclei to enable subsequent nuclear reactions via tunneling. This probability is incorporated into the astrophysical factor [math]S(E)[/math]. Aspects of screening effects to enable calculation of nuclear reaction rates are also evaluated, including Coulomb scattering and localized heating of the cold fuel, primary D–D reactions, and subsequent reactions with both the fuel and the lattice nuclei. The effect of screening for enhancement of the total nuclear reaction rate is a function of multiple parameters including fuel temperature and the relative scattering probability between the fuel and lattice metal nuclei. Screening also significantly increases the probability of interaction between hot fuel and lattice nuclei increasing the likelilhood of Oppenheimer-Phillips processes opening a potential route to reaction multiplication. We demonstrate that the screened Coulomb potential of the target ion is determined by the nonlinear Vlasov potential and not by the Debye potential. In general, the effect of screening becomes important at low kinetic energy of the projectile. We examine the range of applicability of both the analytical and asymptotic expressions for the well-known electron screening lattice potential energy [math]U_e[/math], which is valid only for [math]E \gg U_e[/math] ([math]E \,[/math] is the energy in the center of mass reference frame). We demonstrate that for [math]E \leq U_e[/math], a direct calculation of Gamow factor for screened Coulomb potential is required to avoid unreasonably high values of the enhancement factor [math]f(E)[/math] by the analytical – and more so by the asymptotic – formulas.
Received 15 October 2018 – Revised 8 February 2019 – Accepted 10 December 2019
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.
Eingegangen 15. Oktober 2018 – Überprüft 8. Februar 2019 – Angenommen 10. Dezember 2019