Die Physik der Kondensierten Plasmoide (CPs) und der Niederenergetischen Kernreaktionen (LENR) - Teil 1

Condensed Plasmoids
Lutz Jaitner
The Physics of Condensed Plasmoids (CPs) and Low-Energy Nuclear Reactions (LENR)
Februar 2020, lutz.jaitner@t-online.de

Zusammenfassung

Schon seit langem rätseln LENR-Forscher über ganz grundlegende Fragen: Wie kann es dazu kommen, dass Atomkerne schon bei niedrigen Temperaturen fusionieren – die Coulombbarriere also überwinden, ohne dass sie über hohe kinetische Energien verfügen? Wieso entsteht neben der beobachteten Überschusswärme keine Gammastrahlung? Weshalb erzeugt LENR aus dem Deuterium das Helium-4, während die heiße D-D-Fusion überwiegend Helium-3, Tritium, Protonen und Neutronen hervorbringt? Wie lässt sich LENR in technischer Hinsicht für eine kommerzielle Nutzung optimieren?

Um Antworten auf diese Fragen zu finden, hat der Autor ein quantenmechanisches Modell der kernaktiven Umgebung von LENR entwickelt. Diese Umgebung besteht in einem ultradichten Plasmoid, das heißt in einem „Kondensierten Plasmoid“ (Condensed Plasmoid - CP). Die berechneten Eigenschaften der CPs sind derart exotisch, dass die CPs als ein bislang unbekannter Aggregatzustand der Materie aufgefasst werden können.

Dieses Dokument beschreibt zunächst die Eigenschaften von CPs, deren mikroskopischen Nachweis in LENR-Experimenten, den Beitrag der Eigenschaften von CPs zur Erklärung einer Fülle bemerkenswerter Ergebnisse in LENR-Experimenten, einige Beispiele für Kernreaktionswege, wie sie möglicherweise durch CPs ermöglicht werden, das quantenmechanische Modell von CPs, die aus diesem Modell abgeleiteten Berechnungsergebnisse, die aus der Theorie zu den CPs abgeleiteten überprüfbaren Vorhersagen sowie eine Technologiefolgenabschätzung hinsichtlich potenzieller Gefahren durch LENR. Darüber hinaus wird der Mechanismus beschrieben, der in den CPs zur Unterdrückung der Gammastrahlung führt.

Das quantenmechanische Modell von CPs basiert auf der zylindrischen Symmetrie eines sehr dünnen (d. h. etwa 40 pm) Plasma-„Drahtes“ (die in der Zusammenfassung angegebenen quantitativen Eigenschaften ergeben sich aus der Konfiguration der CPs; es handelt sich hierbei lediglich um Beispiele). Die Elektronen eines CPs sind vollständig delokalisiert und von den Atomkernen entkoppelt. Gegenüber den Kernen bewegen sie sich mit hoher Geschwindigkeit (10 bis 80 % der Lichtgeschwindigkeit). Dies führt in den CPs zu einem intrinsischen Strom von etwa 9 kA, bei einer mittleren Stromdichte von etwa 2,5 A pro Quadratpikometer.

Das durch diesen Strom hervorgerufene Magnetfeld erreicht 50 Megatesla und erzeugt einen Einschlussdruck von mehr als 10²¹ Pa (1 ZPa – Zettapascal). Aufgrund eines z‑Pinch-Zustandes werden die Elektronen auf eine mittlere Dichte von etwa 0,15 Elektronen pro Kubikpikometer zusammengedrückt.

Bei der Erzeugung eines CPs handelt es sich um einen endothermen Prozess (d. h. es wird Energie aus einer externen Quelle zugeführt), der in der Regel Entladungen mit hohen Spannungen und hohen Stromstärken erfordert. Einmal erzeugt, besitzen CPs eine Lebensdauer, die sich auf Stunden und darüber hinaus erstrecken kann. Diese Langlebigkeit ist wahrscheinlich nicht auf die Stabilität der CPs zurückzuführen, sondern beruht vielmehr auf einer selbsterhaltenden Rückkopplung von Kernenergie, die dem ansonsten unvermeidlichen Zerfall der CPs entgegenwirkt.

Der Mindestabstand zwischen den Wasserstoffkernen in einem CP beträgt nur etwa 2 pm, was das Durchtunneln der Coulombbarriere ermöglicht. Die Barriere wird zudem erheblich durch die dichten Elektronen abgeschirmt.

Die Rückkopplung der Kernenergie auf die Elektronen kann bei den Funken zu einem negativen Widerstand sowie zu einem selbsttragenden Wachstum der CPs führen. Dies kann in den Elektroden zu Hochspannungsschwingungen und zu einer gefährlichen und schlagartigen Freisetzung von Kernenergie führen, falls der Elektrodenkreislauf nicht widerstandsgedämpft und die Reaktionsgeschwindigkeit nicht ausreichend brennstoffbegrenzt sind.

1 Allgemeine Beschreibung

1.1 Definition und Topologien

Der Begriff „Kondensiertes Plasmoid“ (Condensed Plasmoid - CP) wird im vorliegenden Dokument zum allerersten Mal verwendet, weshalb an dieser Stelle eine Definition erfolgen soll. Ein CP wird definiert als ein Plasmoid (d. h. eine in sich konsistente Struktur aus einem von elektrischem Strom durchflossenen und von magnetischen Feldern durchdrungenen Plasma), das alle der folgenden Kriterien erfüllt:

• Das Plasmoid ist durch einen starken z‑Pinch-Zustand zusammengedrückt. „Stark“ meint in diesem Zusammenhang, dass der interne Strom mehr als 200 A beträgt, der Radius des Plasmakanals kleiner als 200 pm ist und die Länge des Plasmakanals mindestens einige Mikrometer misst. Die genannten Zahlen beruhen auf den Berechnungsergebnissen der aktuellen Modellierung. Aus noch unbekannten Gründen könnten CPs auch mit geringeren intrinsischen Strömen existieren.

• Alle Elektronen der beteiligten Atome (und nicht nur jene der äußeren Elektronenschalen) sind delokalisiert, d. h. die Elektronen tragen allesamt zum Strom bei und können sich ungehindert zwischen den Atomkernen bewegen. Verursacht wird die Delokalisierung durch den geringen Abstand zwischen den Atomkernen (im Falle von Wasserstoff sind das weniger als 10 pm).

• Die Elektronen halten sich in Orbitalen auf, die sich im (oder in der Nähe des) quantenmechanischen Grundzustandes des CPs befinden. Damit dies der Fall ist, muss die Temperatur des CPs so niedrig sein, dass der thermische Druck des Plasmas kleiner ist als der magnetische Druck, welcher durch die Lorentzkraft auf das sich bewegende Elektronengas ausgeübt wird.

Eine unmittelbare Schlussfolgerung aus dieser Definition besteht darin, dass es sich bei CPs um mesoskopische Objekte der Materie handelt. „Mesoskopisch“ bedeutet „zwischen quantenmechanisch und makroskopisch“. Die Eigenschaften der CPs folgen daher nicht immer der in der Plasmaphysik vorherrschenden Lehrmeinung. So führt beispielsweise die Abkühlung eines CPs nicht zu Elektronen-Ionen-Rekombinationen und zu gewöhnlichen Molekülen.

CPs weisen unterschiedliche Topologien auf:

• Im Übergangszustand in Anwesenheit eines starken elektrischen Feldes existiert ein CP in einer offenen Konfiguration. Ein offenes CP verliert an seinem negativen Ende Elektronen. Das positive Ende eines offenen CPs ist häufig mit einer Kathode verbunden, welche die am anderen Ende verloren gegangenen Elektronen ersetzt.

• Bei der geschlossenen Konfiguration eines CPs handelt es sich um die dauerhafte Form, bei der sich der interne Strom in einem Kreislauf bewegt. CPs mit geschlossenem Kreislauf können auch ohne ein äußeres elektrisches Feld bestehen. Ausgehend von den mikroskopischen Befunden existieren verschiedene Mechanismen, durch die es zur Bildung von CPs mit geschlossenem Kreislauf kommen kann. Getragen werden diese Mechanismen in der Regel von der elektrostatischen Anziehung, die zwischen den Elektronen und den Kationen besteht. Ist der Kreislauf noch nicht geschlossen, werden die positiven und die negativen Ladungen innerhalb kürzester Zeit einen Weg finden, sich zu verbinden. Dann kondensiert das Plasmoid entlang dieses Pfades. Ein anderer Mechanismus könnte darin bestehen, dass ein CP eine geschlossene Schleife bildet, indem es sich mit sich selbst überlappt.

1.2 Historische Begriffe

Im Laufe der letzten einhundert Jahre wurden CPs in zahlreichen physikalischen Experimenten und mehrfach auch in der Natur beobachtet und beschrieben. Dabei wurden sie mit den unterschiedlichsten Namen versehen:

• Große natürliche Vorkommen von CPs werden als „Kugelblitze“ (ball lightning) bezeichnet, da sie zuweilen als Begleiterscheinung von Gewittern entstehen. Diese CPs weisen die Konfiguration eines geschlossenen Kreislaufes auf.

• CPs treten auch als „Vorläufer“ (precursors) (auch „Anführer“ (leaders) genannt) in Blitzen auf. Dabei handelt es sich um sehr langgestreckte, sich relativ langsam ausdehnende Objekte, die einen leitenden Kanal eröffnen, bevor die Hauptentladung eines Blitzes hindurchläuft. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass der Leitungskanal nur aus einer Ansammlung von Ionen besteht. In Wirklichkeit besteht der Kanal aus einem offenen CP (oder aus einem Bündel mehrerer CPs). Der Autor empfiehlt, sich diese in einem Zeitlupenvideo anzusehen, da dies für das Verständnis der CPs sehr aufschlussreich ist.

• Winston H. Bostick entdeckte bei seinen Forschungen an magnetisch zusammengedrückten Hochstromplasmoiden fadenförmige Strukturen, die er „Wirbelfilamente“ (vortex filaments) nannte (von Plasmafokusgeräten auch als „Stromfilamente“ (current filaments) bekannt). Bei diesen Filamenten handelte es sich um offene CPs. Bostick war über diese Objekte verwundert, weil deren Elektronenkonzentration gegen das Raumladungsgesetz verstieß, da sie in der Lage waren, Löcher durch freiliegende Materialien (Metalle, Dielektrika) zu bohren, und weil sie mit großer Kraft explodieren konnten.

• Aufbauend auf den Arbeiten von Bostick experimentierte Ken Shoulders intensiv mit CPs und beschrieb ihre Eigenschaften sehr detailliert. Shoulders nannte diese Objekte „EVs (electrum validum)“, „EVOs (exotic vacuum objects)“ oder auch „hochdichte Ladungscluster“ (high-density charge clusters).

• Takaaki Matsumoto hat im Rahmen von LENR-Elektrolyseexperimenten „kugelblitzartige“ Objekte beobachtet und diese fotografiert. Bei diesen Objekten handelte es sich um CPs mit geschlossenem Kreislauf. Er nannte sie „Ringcluster“. Er hat beobachtet, dass die CPs in der Lage sind, Glaswände zu durchdringen und Elemente zu transmutieren.

• Irina Savvatimova und B. Rodinov belichteten im Verlauf von LENR-Experimenten zur Hochstrom-Glimmentladung innerhalb und außerhalb der Reaktionskammer Röntgenfilme. Die Filme wiesen sehr merkwürdige Muster auf. Einige von ihnen hatten die für CPs so charakteristische spiralförmige Gestalt. Die Objekte, die diese Muster verursacht haben, waren offenbar in der Lage, die 5 mm dicken Stahlwände der Kammer zu durchdringen. Savvatimova und Rodionov veröffentlichten 2005 die Muster auf der Oberfläche einer Palladiumkathode, welche Ähnlichkeiten mit jenen Strukturen aufwiesen, die sie zuvor auf den Röntgenfilmen festgestellt hatten. Leonid Urutskoev fand ähnliche Muster auf Kernemulsionsplatten, die sich einige Meter von einer versiegelten Reaktionskammer entfernt befanden, in welcher ein Explosionsexperiment mit Titanfolie durchgeführt wurde. Die gleiche Art von Mustern zeigte sich, als die Emulsion nach dem Experiment bis zu 24 Stunden lang den Trümmern der Folienexplosion ausgesetzt wurde. In der Literatur wurden diese Muster als „Raupenspuren“ (Caterpillar tracks), „merkwürde Strahlung“ (strange radiation), „Urutskoev-Spuren“ (Urutskoev Tracks) oder als „magnetische Monopole“ (magnetic monopoles) bezeichnet.

• Mark L. LeClair und Sergio Lebid entdeckten, dass rückläufige Strahlen, die beim Kollabieren von Kavitationsblasen entstehen, hexagonale Facetten besitzen und eine enorme elektrostatische Ladung aufweisen. Sie bezeichneten diese Objekte als „Wasserkristalle“ (water crystals). Es stellte sich heraus, dass das vordere Ende dieser Strahlen positiv und das hintere negativ geladen waren, wodurch die Strahlen in der Lage waren, die beobachteten geschlossenen Schleifen zu bilden. Sie fanden heraus, dass die Strahlen alle möglichen Transmutationen verursachten, Röntgenstrahlen aussendeten, in hochschmelzende Keramiken (z. B. Aluminiumoxid) lange Gräben ritzten und weit mehr Material abtrugen, als sich durch die kinetische Energie der Strahlen erklären ließ. Die Überreste dieser Objekte verursachten auf Kunststoffoberflächen Spuren, welche als mikroskopische Beweise für die CPs dienten.

• A. Klimov analysierte wasserstoffhaltige Plasmoide und stieß dabei auf CPs, die er als „erosive Metallcluster“ (erosive metal clusters) bezeichnete. Seine ausführliche Dokumentation enthält Bilder von den CPs, das Erosionsmuster auf der Kathode, Materialablagerungen auf der Anode, optische Emissionsspektren, Röntgenemissionsspektren von CPs und einiges mehr.

• Als Gennady A. Mesyats die schnellen Prozesse beschrieben hat, die sich im Zuge von Vakuumentladungen an der Kathode ereignen, bezeichnete er diese als „Ecton-Prozesse“ (Ecton processes).

• Im Rahmen der Forschung zur Vakuumentladung werden die CPs als „Kathodenflecken“ (Cathode spots) bezeichnet.

In der Vergangenheit wurden die CPs noch unter vielen weiteren Namen geführt. Eine Schlüsselrolle spielten sie u. a. bei Experimenten mit Unterwasser-Lichtbogenexplosionen, Staubplasmen und Hochstrom-Glimmentladungen. Eine umfassendere Sammlung historischer Experimente mit CPs findet sich auf der Website des Autors.

1.3 Die Bildung von CPs / die Kondensation eines Plasmoids mittels z-Pinch

Es gibt zwei bekannte Verfahren zur Erzeugung von CPs mit einer hohen Reproduzierbarkeit: die elektrischen Entladungen und die Kavitation. Beide Phänomene beinhalten die Bildung von Plasmoiden, welche dann zu einem CP kondensieren.

Bei der Kavitation kommt es zur Bildung von Plasmoiden dadurch, dass der rücklaufende Strahl der kollabierenden Blasen mit Überschallgeschwindigkeit auf Materie trifft. Im Zuge des Auftreffens wird die Materie ionisiert und Elektronen aus den Atomen herausgelöst, sodass Kationen zurückbleiben. Die Elektronen tendieren dazu, schneller abzubremsen als die entstandenen Kationen, was zu einem starken Strom durch das Plasma führt, d. h. es bildet sich ein Plasmoid.

Allerdings kondensieren längst nicht alle Plasmoide so ohne Weiteres. So weist eine elektrische Lichtbogenentladung (angetrieben durch Gleich- oder Wechselstrom) beispielsweise oft eine zu hohe Temperatur auf und ihr ionisierter Kanal ist oft zu breit, um eine Kondensation hervorzurufen. Durch die Wiederstandsverluste im Plasma heizt der andauernde Strom das Plasmoid weiter auf, was sich negativ auf die Fähigkeit des Plasmoids zur Kondensation auswirkt.

Für die Kondensation eines mittels z‑Pinch erzeugten Plasmoids sind mehrere Voraussetzungen von entscheidender Bedeutung:

• Der Stromimpuls sollte extrem kurz sein, d. h. weniger als eine Mikrosekunde andauern.

• Die Stromstärke muss hoch genug sein, d. h. mehr als einige Hundert Ampere.

• Im Plasmakanal sollten Elemente mit einer großen Kernladungszahl Z vorhanden sein, da sie sowohl die Bremsstrahlung verstärken als auch die Röntgenstrahlung, die während der Kondensationsphase als Kühlmechanismus wirksam wird.

• Das Plasmoid sollte heruntergekühlt werden, z. B. indem die Entladung entlang einer dielektrischen Oberfläche oder unter Wasser ausgeführt wird.

• Es sollte dichte Materie zur Verfügung stehen, die in der Lage ist, das sich bildende Plasmoid zügig zu beschicken. In der Regel liefert entweder die Kathode, das umgebende Gas oder die dielektrische Oberfläche das Material, aus dem das Plasmoid gebildet wird.

• Ein Magnetfeld, das parallel zum elektrischen Feld verläuft, lenkt die Elektronen in die gewünschte Richtung.

Sind die vorgenannten Bedingungen erfüllt, kommt es zur Kondensation des Plasmoids. Begünstigt wird die Kondensation durch den radialen Druck, den das Magnetfeld ausübt.

Die azimutale Komponente des Magnetfeldes an der Oberfläche des Plasmoids verhält sich umgekehrt proportional zum Radius des Leitungskanals. Je stärker also das Magnetfeld das Plasmoid zusammendrückt, umso stärker wird das Magnetfeld und umso stärker wird dieses wiederum das Plasmoid zusammendrücken. Wir haben es hier mit einem positiven Rückkopplungsmechanismus zu tun: Steigt die Stromstärke geteilt durch den Plasmoidradius über einen kritischen Schwellenwert an, kommt es zu einer schnellen Kompression des Plasmoids.

Wird die Temperatur dabei niedrig genug gehalten, verhindert nur noch der Entartungsdruck des Elektronengases den totalen Kollaps der Materie. Beim Entartungsdruck handelt es sich um eine quantenmechanische Folge des Paulischen Ausschließungsprinzips. Er wächst mit zunehmender Elektronendichte.

Die Hauptidee dieser Theorie zu den CPs ist die folgende: Es musste ein quantenmechanisches Modell von den CPs erstellt werden, um den Gleichgewichtsradius (und andere Eigenschaften) eines CPs zu berechnen (dies bezieht sich auf das Gleichgewicht zwischen dem magnetischen Druck einerseits und dem quantenmechanischen Druck des Elektronengases andererseits). Das Modell soll den stationären Zustand nach der Kompression des Plasmoids beschreiben, anstatt eine Modellierung der dynamischen Aspekte der Kompression vorzunehmen.

Bei der Bildung eines CPs handelt es sich um einen endothermen Prozess. Die CPs werden sich daher niemals spontan bilden. Es ist immer Energie aus externen Quellen erforderlich (z. B. aus einer elektrischen Entladung), um mindestens hundert Millionen Elektronen zu einer kollinearen Bewegung zu beschleunigen, bevor es zur Entstehung eines CPs kommt.

Ein Großteil der Energie aus der elektrischen Entladung wird im CP in Form von kinetischer Energie der Elektronen gespeichert. Ein anderer Teil der Energie führt zu einer breitbandigen Emission elektromagnetischer Strahlung. Die Strahlung ist das Ergebnis von Elektronenrelaxation (d. h. die Elektronen treten in Orbitale mit der niedrigstmöglichen Energie ein). Das Spektrum ist breitbandig (d. h. es basiert nicht auf scharfen Linien), da die Elektronen vollständig delokalisiert sind und dicht gepackt vorliegen.

Im Verlauf der Kondensation nimmt die Materiedichte drastisch zu und die Streuungswahrscheinlichkeit der Elektronen sinkt auf nahezu null. Die Elektronenstreuung in CPs unterscheidet sich von der Elektronenstreuung in gewöhnlichen Plasmoiden durch die Tatsache, dass die meisten niederenergetischen Orbitale von CPs bereits besetzt sind und keine Energie für die Streuung von Elektronen in höherenergetische Orbitale zur Verfügung steht. Infolgedessen sinkt der spezifische Widerstand der CPs auf Werte nahe null (dieses Phänomen ist nicht notwendigerweise mit Supraleitfähigkeit verbunden).

Das Verhalten von Hochstromplasmoiden unter Bedingungen des z‑Pinchs wurde in den letzten 80 Jahren in Verbindung mit Geräten zum Dense-Plasma-Focus (Dichter Plasmafokus) und anderen Experimenten (z. B. elektrische Explosion von dünnen Drähten) intensiv untersucht.

Ursprünglich als ein Konzept zur Erforschung der Heißen Fusion entwickelt, weisen die in den Plasmafokusgeräten erzeugten Plasmoide eindeutige Anzeichen einer Kondensation von CPs auf: Aus der Sicht der konventionellen Plasmaphysik sollten die Plasmastrommäntel in diesen Geräten in azimutaler Richtung homogen sein. In Wirklichkeit sind die Strommäntel jedoch inhomogen und weisen eine filamentartige Struktur auf. Jedes Plasmafilament scheint Ströme in der Größenordnung von einigen zehn bis zu einigen hundert Kiloampere zu führen. Bekannt ist, dass diese Filamente eine spiralförmige Unterstruktur besitzen und eine axiale Magnetfeldkomponente erzeugen, die einem CP ähnelt.

1.4 Der Strahlungskollaps eines zusammengedrückten Plasmoids im Lichte der Plasmaphysik

Im Jahr 1934 hat W. H. Bennett abgeleitet, dass es zu einem Gleichgewicht zwischen dem thermischen Druck eines Plasmakanals und dem magnetischen Druck eines zusammengedrückten Plasmoids kommt, wenn die sogenannte Bennett-Relation erfüllt ist:

(1)[math]k_{\scriptsize B} (N_eT_e + N_iT_i) = \dfrac{\mu_{ \scriptsize 0}}{4 \pi} I^2[/math] ,

wobei [math]N_e[/math] die Anzahl der Elektronen pro Längeneinheit des Plasmakanals, [math]N_i[/math] die Anzahl der Ionen pro Längeneinheit des Plasmakanals, [math]I[/math] der Gesamtstrom, [math]\mu_{ \scriptsize 0}[/math] die Vakuumpermeabilität, [math]k_{\scriptsize B}[/math] die Boltzmann-Konstante, [math]T_e[/math] die Elektronentemperatur und [math]T_i[/math] die Ionentemperatur sind.

Diese Beziehung geht davon aus, dass die Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen und Ionen der Boltzmann-Statistik eines idealen Gases entspricht. Diese Annahme trifft auf die CPs nicht zu, da ihr Plasma vollständig entartet ist („Fermigas“) und seine Temperatur einen eher niedrigen Wert aufweist.

Die Möglichkeit eines Strahlungskollapses in zusammengedrückten linearen Entladungen wurde erstmals 1957 von Pease und Braginskii unabhängig voneinander für reine Wasserstoff- und Deuteriumplasmen untersucht. Für den Fall, dass die Strahlungsverluste durch die Bremsstrahlung bei hohen Stromstärken die Ohmsche Erwärmung übersteigen, prognostizierten sie ein Schrumpfen des Plasmakanals, das bei extrem hohen Dichten sogar bis zu einem Kollaps des Kanals führen kann. Sie ermittelten einen kritischen Wert für die Stromstärke (den sogenannten Pease-Braginskii-Strom), der überschritten werden muss, um einen Kollaps zu bewirken:

(2)[math]\dfrac{I_{\scriptsize PB}}{MA} \approx 0,27 \, \sqrt{ln \, \Lambda} \left(1 + \dfrac{1}{Z} \right)[/math] ,

wobei [math]ln \, \Lambda[/math] der Coulombsche Logarithmus ist, [math]MA[/math] für Megaampere steht und [math]Z[/math] die Ladung der Ionen bezeichnet.

Formel (2) geht von einem unendlich langen Plasmakanal mit [math]T_e = T_i[/math] aus. Sie basiert auf dem Spitzer-Widerstand (erstmals formuliert von Lyman Spitzer im Jahr 1950), wobei der Widerstand des Plasmakanals sich proportional zu [math]T^{\scriptsize{-3/2}}_e[/math] verhält.

In der Literatur finden sich zahlreiche weitere Versuche, die ursprüngliche Formel von Pease und Braginskii zu verfeinern, doch soweit dem Autor bekannt ist, wurden dabei die Fragen, die sich im Zusammenhang mit niedrigen Temperaturen stellen, nicht behandelt:

Der Spitzer-Widerstand basiert auf den klassischen Elektronen-Ionen-Kollisionen (was als Hochtemperaturnäherung betrachtet werden kann), während sich das Streuverhalten der Elektronen bei niedrigen Temperaturen nur über eine quantenmechanische Analyse verstehen lässt. Mit dem Spitzer-Widerstand würde man zu dem Schluss gelangen, dass der Plasmakanal, wenn die Temperatur sich dem Nullpunkt nähert, seine Leitfähigkeit verliert (und die Ohmschen Verluste divergieren würden). In der Realität weist der Widerstand eines CPs bei den niedrigsten Temperaturen jedoch den geringsten Widerstand auf. Der physikalische Grund für diese Diskrepanz liegt darin, dass die Elektronen-Ionen-Streuung in den CPs bei niedrigen Temperaturen energetisch eingeschränkt ist. Stattdessen beruht der spezifische Widerstand eines CPs hauptsächlich auf der Elektronen-Phononen-Streuung, die bei sehr niedrigen Temperaturen ebenfalls vernachlässigbar wird.

Außerdem berücksichtigt die Pease-Braginskii-Formel lediglich die Bremsstrahlung als Kühlmechanismus, während in Wirklichkeit auch die Linienstrahlung der schwereren Atome, der Wärmetransport mittels der delokalisierten Elektronen, die stimulierte Zyklotronstrahlung als auch die direkte Wärmeübertragung an die Umgebung während der Kondensationsphase zur Kühlung beitragen.

Der Pease-Braginskii-Strom wird für Wasserstoff in der Regel in der Größenordnung von 1,5 MA bestimmt. Für Elemente wie Ar, Kr und Xe sinkt er auf etwa 100 kA, da hier die Linienstrahlung gegenüber der Bremsstrahlung dominiert und die Strahlungskühlung somit an Effizienz gewinnt.

Bei Spitzenströmen im Bereich zwischen 150 und 200 kA fanden sich Hinweise auf einen Strahlungskollaps: Niederinduktive Vakuumfunken, die beim Entladen einer Kapazität von 10 - 30 μF (aufgeladen auf 10 - 20 kV) über eine Kreisinduktivität von 50 - 100 nH erzeugt werden, erreichen Impulslängen von 1,5 bis 2 μs. Die Funken erzeugen im Plasma kleine, punktförmige Bereiche, die als Plasmapunkte, Bright Spots oder Hot Spots bezeichnet werden (ähnliche Beobachtungen wurden in Plasmafokusgeräten und in Gasstößen gemacht).

In der ersten Phase der Entladung wird aus dem von den Elektroden abgetragenen Material das Plasma erzeugt. In der nachfolgenden Phase der Entladung erhöht sich die Stromstärke in Abhängigkeit von der Elektrodenspannung und der Induktivität des Stromkreises. Neben der gleichmäßig ansteigenden Stromstärke kommt es vereinzelt oder auch wiederholt zu kurzen (< 100 ns) Stromeinbrüchen. Diese Stromeinbrüche werden begleitet von intensiven Ausbrüchen von Röntgenstrahlung mit Photonenenergien zwischen 5 und 150 keV. Die Stromeinbrüche korrelieren mit dem Auftreten von Plasmapunkten. Diese Punkte sind oft nicht größer als 10 μm.

Bemerkenswert ist, dass die maximale Röntgenphotonenenergie einen viel höheren Wert besitzt als die theoretische Maximalenergie jener Elektronen, die das elektrische Feld zwischen den Elektroden durchqueren. Die maximale Photonenenergie übersteigt auch die K-Schalen-Energie der Plasmaionen. Erklären lassen sich diese hohen Photonenenergien mit der Elektronenrelaxation in den CPs, die eine Fermi-Energie (also eine Energiedifferenz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten besetzten Orbital) von bis zu 200 keV aufweisen.

Die beobachteten Stromeinbrüche können als die Kondensationsphase der CPs interpretiert werden: Schrumpft der Radius der CPs, wird der magnetische Fluss der CPs zusammengedrückt. Hierdurch wird auf elektromagnetischem Wege eine Hochspannung induziert, welche der von außen angelegten Spannung entgegenwirkt. Während der Stromeinbrüche wird mit Hilfe des externen Feldes auf die CPs eine Kompressionsarbeit ausgeübt. Am Ende der Kompressionsphase (also am Ende des Stromeinbruchs) steigt der Strom wieder an, und die erzeugten CPs setzen ihre Existenz fort, während die Elektronenrelaxation weitestgehend abgeschlossen ist und die Röntgenemission abklingt.

Die Tatsache, dass es mitunter während ein und derselben Entladung zu mehreren Stromeinbrüchen gekommen ist, kann dahingehend interpretiert werden, dass mehrere CPs parallel zueinander erzeugt wurden, die dann nacheinander kondensierten. Dies könnte auf eine Instabilität der Filamentierung des ursprünglichen Plasmoids zurückzuführen sein.

J. Va'vra und Kollegen gelang es, den kleinstmöglichen Funkenstrom zu ermitteln, der noch mit der Erzeugung von Röntgenstrahlung und der Entwicklung von Plasmapunkten vereinbar ist. Ihr Generator verwendete eine Funkenstrecke, die bei niedrigem Druck (0,1 bis 1 Torr) und niedrigen Entladungsspannungen zwischen 0,8 und 2,1 kV betrieben wurde. Die Ladekapazität betrug 75 nF, die Schaltungsinduktivität etwa 1000 nH, die gespeicherte Energie betrug zwischen 0,024 und 0,17 J pro Impuls, die Spitzenfunkenströme betrugen 200 bis 500 A und die Gesamtkondensatorladung lag zwischen 4 × 10¹⁴ und 10¹⁵ Elektronen. Die Funkenstrecke hatte eine Länge von 1 mm.

Die beobachteten Energien der Röntgenstrahlung lagen selbst bei der niedrigsten Funkenspannung von etwa 0,8 kV zwischen 2 und 10 keV (in Abhängigkeit vom verwendeten Gas). Die maximale beobachtete Röntgenenergie (~10 keV), die bei niedrigster Spannung (~0,8 kV) erzeugt wurde, liegt über der K-Schalen-Energie typischer Gase, wie sie in den Tests verwendet wurden, und bei Materialien, wie sie in den Funkenelektroden zum Einsatz kamen. Die Erzeugung von Röntgenstrahlung setzte sich sogar bei den Kohlenstoffelektroden fort, die die geringste K-Schalen-Energie (0,284 keV) besitzen.

Für den Funkenstrom und die Elektrodenspannung wurden folgende Messwerte ermittelt:

Abbildung 1. Strom- und Spannungsentwicklung bei einer Niederdruckfunkenentladung nach J. Va'vra u. a.

Der Strahlungskollaps des Plasmoids (der mit der Kondensation eines CPs gleichgesetzt werden kann) ereignete sich während eines Einbruchs in der dI/dt(t)-Kurve, welcher etwa 150 ns dauerte. Höchst interessant ist dabei, dass dieser Kollaps schon bei einer Stromstärke von etwa 200 A auftritt.

1.5 Die Haupteigenschaften von CPs

Dieses Kapitel stützt sich auf eine Kombination aus experimentellen Erkenntnissen anderer Forscher und theoretischen Schlussfolgerungen, die sich aus der Theorie der CPs ergeben. Soweit sie mit der Theorie in Verbindung stehen, werden Begründungen angeführt – einige Beweise aus externen Quellen wurden jedoch weggelassen, um die vorliegende allgemeine Beschreibung nicht zu verkomplizieren.

CPs können in vielen verschiedenen Konfigurationen in Erscheinung treten. Die Konfiguration eines CPs hängt in erster Linie von den Bedingungen ab, die bei der Erzeugung der CPs zugrunde lagen. So hängen beispielsweise die Länge, der magnetische Fluss, der innere Strom, die Bildungsenergie, die Dichte, die Gesamtladung, die axiale Geschwindigkeit der Elektronen und die Elementzusammensetzung von den Anfangsbedingungen ab.

Nachdem sie gebildet wurden, können die CPs ihre Konfiguration nur noch sehr langsam ändern, da der magnetische Fluss in den CPs durch das Fehlen von Widerstandsverlusten erhalten bleibt.

Die Länge von CPs liegt mindestens fünf Größenordnungen über der ihrer radialen Ausdehnung. In bestimmten Fällen können CPs von ihrem Kanal abzweigen und sich in einiger Entfernung wieder mit diesem vereinen. Mit Hilfe der magnetischen Kräfte können sich mehrere CPs auch zu einem Bündel zusammenschließen.

In einer Konfiguration mit offenem Ende emittieren die CPs an ihrem negativen Ende schnelle Elektronen mit einer kinetischen Energie von bis zu einigen zehn keV. CPs mit offenem Ende leuchten auch, und zwar emittieren sie ein bläulich-weißes Licht, UV-Strahlung als auch andere Frequenzen.

In einer Konfiguration mit geschlossenem Kreislauf können die CPs in Abhängigkeit von ihrer Temperatur und Konfiguration dunkel erscheinen. Geschlossene CPs können Licht absorbieren, d. h. sie können tatsächlich dunkel oder grau aussehen. Werden geschlossene CPs aufgeheizt (z. B. durch interne Kernreaktionen), beginnen sie zu leuchten, d. h. sie emittieren dann schnelle Elektronen, ein bläulich-weißes Licht, UV-Strahlung als auch andere Frequenzen.

Geschlossene CPs können plötzlich in Stücke brechen. Diese Fragmente befinden sich dann vorübergehend in einer Konfiguration mit offenem Ende. Die Bruchstücke können mit hoher Geschwindigkeit mehrere Meter durch die Luft schießen (gefährlich!). Ein Grund für diese plötzliche Beschleunigung liegt in der hohen axialen Geschwindigkeit der Elektronen: Die Elektronen schießen aus dem negativen Ende heraus und bilden eine Elektronenwolke, die Ionen anzieht. Die Wolke mit den Ionen kondensiert dann wieder, wodurch sich das CP in Richtung des negativen Endes erweitert. Die Ionen, die am positiven Ende ohne Elektronen zurückbleiben, fließen entlang des CPs zu dessen negativem Ende. Dieser Prozess erweckt den Eindruck, als würde sich das CP mit hoher Geschwindigkeit in die Richtung bewegen, in die das negative Ende zeigt.

Ein CP besitzt eine Mindestlänge, die vermutlich im Bereich von einigen Mikrometern liegt. Gemessen an dieser Länge enthalten CPs mindestens einhundert Millionen Elektronen.

Es gibt jedoch keine Maximallänge, sodass die CPs beliebig lang sein können.

Nachfolgend werden für einige der Eigenschaften Wertebereiche angegeben. Diese Bereiche entsprechen einem Bereich der linearen Kernladungsdichte λ_n von 100 bis 600 Elementarladungen pro Pikometer. Bei der derzeitigen Modellierung besteht noch Unsicherheit darüber, welche Dichte für die stabilste Konfiguration der CPs steht, siehe Kapitel 5.4.

Der Radius der CPs reicht von 130 pm bis 35 pm, je nach Konfiguration.

Der mittlere Erwartungswert für die Elektronendichte liegt im Inneren von CPs je nach Konfiguration zwischen 0,003 und 0,2 pro Kubikpikometer. Für die Konfigurationen mit der höchsten Dichte ergibt sich daraus eine Massendichte, die dem Hunderttausendfachen der Dichte gewöhnlicher Materie entsprechen kann. In den Konfigurationen mit der höchsten Dichte können sich Wasserstoffkerne (statisch) auf einen Abstand von weniger als 2 pm nähern.

Die Bildung eines CPs erfolgt endotherm und erfordert pro Elektron eine Energie von 10 keV bis 120 keV.

Der intrinsische Gesamtstrom eines CPs beträgt je nach Konfiguration zwischen 800 A und 12 kA. Dies entspricht bei den Konfigurationen mit der höchsten Dichte einer Stromdichte von bis zu 4,5 A pro Quadratpikometer.

Die mittlere axiale Geschwindigkeit der Elektronen (relativ zu den Kernen) beträgt je nach Konfiguration 16 bis 40 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Die maximale Stärke des Magnetfeldes liegt je nach Konfiguration zwischen 1,4 und 75 MT (Megatesla). Dieses Feld erzeugt für die Konfigurationen mit der höchsten Dichte einen magnetischen Druck von bis zu 5 × 10²¹ Pa (5 ZPa - Zettapascal). Dieser Druck liegt um fünf Größenordnungen über jenem Druck, wie er in der Mitte des Sonnenkerns herrscht!

Innerhalb eines CPs schirmt das dichte Elektronengas das Coulomb-Potenzial der Kerne stark ab. Der Autor brachte die Thomas-Fermi-Abschirmung zur Anwendung sowie eine CP-Konfiguration mit einer mittleren Elektronendichte von 0,15 Elektronen pro Kubikpikometer, woraus sich die folgenden Werte errechneten:

• Die Abschirmungslänge beträgt etwa 5,5 pm.

• Das Abschirmungspotenzial beträgt für Protonen etwa 250 eV. Für Palladiumkerne liegt es bei etwa 12 keV.

Die Lebensdauer von CPs reicht von Millisekunden bis hin zu Dutzenden von Stunden, abhängig von den Umgebungsbedingungen.

Die Anzahl der Elektronen im Kern eines CPs übersteigt die Anzahl der Kernladungen um mehrere Prozent. Die überschüssige negative Ladung des Kerns wird häufig durch ein „Halo“ aus Kationen ausgeglichen, das den Kern des CPs umgibt. Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen Kern und Halo kann mehr als tausend Volt pro Picometer betragen.

Das minimale elektrische Potenzial des CP-Kerns liegt im Bereich von -7 bis -60 kV. Elektronen, die den Kern verlassen, werden vom Kern weg beschleunigt. Auf diese Weise können sie kinetische Energien von bis zu einigen zehn keV erreichen. Die Wechselwirkung dieser schnellen Elektronen mit der umgebenden Materie führt zu einer breitbandigen Bremsstrahlung sowie zu einer starken Ionisierung außerhalb der Halozone. Die Rekombination von Ionen mit Elektronen aus dieser Ionisation verursacht Röntgenstrahlung und eine Lichtemission, die das Linienspektrum von Atomen und Molekülen zeigt.

Die messbare Energie der von einem CP emittierten Elektronen hängt nicht nur vom elektrischen Potential des CP-Kerns ab, sondern auch von den Energieverlusten, die im Halo und in der umgebenden Materie entstehen. Experimentell wurden Elektronenenergien zwischen 2 keV und 10 keV gemessen.

Im Gegensatz dazu werden Atomkerne, die den Kern des CPs verlassen, von diesem angezogen. Sie rekombinieren mit Elektronen in der Nähe des CPs und lassen sich daher nur sehr schwer als freie Teilchen nachweisen. (Ken Shoulders schloss aus dem Mangel an nachweisbaren Ionen fälschlicherweise, dass die EVs/CPs fast ausschließlich aus Elektronen bestehen.)

Das starke elektrische Feld zwischen CP-Kern und Halo ist in der Lage, Materie in der Nähe des CPs zu ionisieren und an anderen Stellen wieder zu verdichten. Diese Ionisierung ist nichtthermisch und nichtdissipativ (sie verbraucht also keine Energie). Dies hat zur Folge, dass alle Arten von Material von einem CP „weggeätzt“ und wieder aufgetragen werden können. Aus der Menge des weggeätzten Materials sollte man nicht fälschlicherweise auf die Energie schließen, die das CP zum „Schmelzen/Verdampfen“ des Materials aufgewendet hat, da die Ionisierungsenergie bei der Rekondensation wieder zurückgeführt wird. In Wirklichkeit sind Ionisierung und Rekondensation zwei Seiten einer Gleichgewichtsreaktion.

Es gibt auch noch zwei andere Ionisierungsmechanismen, die bei den CPs zum Tragen kommen, und die nichtthermisch, aber dissipativ sind: Schnelle Elektronen und Röntgenstrahlen, die von CPs emittiert werden, bewirken in der umgebenden Materie eine Ionisierung. Diese Emissionen sind nichtnuklearer Natur und weisen Energien bis zu einigen zehn keV auf. Nach der Spallationshypothese (siehe Kapitel 1.10) kommt es zur Emission von Spallations- und Spaltprodukten, d. h. von Protonen, Alphateilchen und schwereren Kernen mit Energien bis zu einigen zehn MeV. Dies stellt eine weitere Ionisierungsquelle mit nuklearem Ursprung dar.

Die ionisierende und rekondensierende Fähigkeit von CPs ist für eine der verblüffendsten Eigenschaften von CPs verantwortlich: Die CPs sind in der Lage, selbst in die härtesten Materialien Löcher von mehreren Millimetern Tiefe zu bohren. Auf diese Weise gelingt es CPs, aus allen Arten von Gehäusen zu entweichen. Das stellt ein erhebliches Problem dar, denn CPs stellen für biologisches Gewebe ein ernstes Gesundheitsrisiko dar. Dünnwandige Vakuumkammern dürften nach einer intensiven Exposition mit CPs eine Gasundichtigkeit aufweisen.

Es stehen jedoch Methoden für die Abschirmung zur Verfügung, die auf den magnetischen Eigenschaften der CPs basieren: Der hohe intrinsische Strom von CPs erzeugt ein großes magnetisches Moment. Magnetische Materialien (vorzugsweise Eisen unterhalb seiner Curie-Temperatur) sind in der Lage, CPs einzufangen und auf diese Weise für eine wirksame Abschirmung zu sorgen. Nach einigen Tagen sind die in einer Eisenabschirmung festgehaltenen CPs zerfallen und haben aufgehört zu existieren.

Die Abschirmungseigenschaften der verschiedenen Materialien sind oft kontraintuitiv: Am leichtesten dringen CPs durch poröse Materialien wie Pappe und poröse Keramiken, weil CPs gerne dünnen Poren und winzigen Rissen folgen. Selbst dicke Schichten poröser Materialien können CPs nicht aufhalten. Die Abschirmwirkung nimmt oft nichtexponentiell (d. h. weniger als exponentiell) mit der Dicke der Abschirmung zu, wie man es bei einer korpuskularen Strahlung erwarten würde. In der Tat besitzt ein Stapel aus vielen dünnen Schichten eines elektrisch dichten Isolators, welche mit dünnen Metallfolien durchsetzt sind, eine viel höhere Abschirmwirkung als eine homogene Isolatorplatte mit der gleichen Gesamtdicke. Ein starkes elektrisches Feld senkrecht zu einer Isolatorschicht schwächt oder verstärkt die Abschirmwirkung, je nach Polarität. Weder die Härte, noch die Dichte, noch der Schmelzpunkt der Abschirmung korrelieren signifikant mit ihrer abschirmenden Wirkung. Wasserstoffreiche Materialien (z. B. Kunststoffe) können unter bestimmten Bedingungen eine Verstärkung der CPs bewirken, anstatt sie abzuschirmen (gefährlich!).

Das starke elektrische Feld zwischen dem CP-Kern und dem Halo ist auch für die große Vorliebe der CPs für Oberflächen verantwortlich: Kationen lagern sich oft elektrostatisch an Oberflächen an und laufen entlang dieser Oberflächen (auch in dünnen Rissen und Kapillaren). Auf diese Weise lässt sich ein Teil der Kationen des Halos durch Polarisationsladungen an der Oberfläche ersetzen, was die Gesamtenergie des CPs verringert.

Ken Shoulders hat diese Präferenz der CPs gegenüber Oberflächen mit den Worten zum Ausdruck gebracht:

Ich fand heraus, dass der Dämon EV [also ein CP] es liebt, in Rillen zu laufen und sich in Ritzen zu verkriechen - je enger, desto besser. Er bevorzugt es sogar, sich in völlig geschlossenen Strukturen zu bewegen, z. B. in Röhren und zwischen Platten, und nicht im Freien. Zu diesem Zeitpunkt war ich davon überzeugt, dass die EVs weiblich sind, weil sie in den Dielektrika stets ihr Spiegelbild [d. h. die induzierte Ladung] betrachten.

Der größte Teil der elektromagnetischen Strahlung, die bei LENR beobachtet werden kann, stammt von den Elektronen der CPs und nicht von angeregten Atomkernen. Verursacht werden die charakteristischen breitbandigen Emissionen der CPs mit ihrer hohen Intensität im weichen Röntgenbereich und im Vakuum-UV-Bereich durch die Elektronenübergänge zwischen den Orbitalen der CPs. Die breitbandige Emission (also ohne Linienspektrum) ist auf die hohe Elektronendichte und die Delokalisierung der Elektronen zurückzuführen.

Die axiale kinetische Energie der Elektronen in den CPs beträgt bis zu 100 keV. Wird der Stromfluss eines CPs plötzlich unterbrochen, gelangt die axiale kinetische Energie der Elektronen in die Umgebung. In diesem Fall explodiert das CP mit einem hörbaren „Knall“. In zeitlicher Korrelation mit diesem Knall kommt es zu einem intensiven Blitz der Bremsstrahlung (maximal etwa 100 keV), zu einer Lichtemission, einer Röntgenemission und einer Niederfrequenzemission. Letztere rührt daher, dass das magnetische Moment des CPs plötzlich „erstirbt“.

Wenn sich ein CP der Anode eines Entladungsspaltes nähert, kann dies zu drei sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen:

• Im ersten möglichen Fall verbindet sich das CP in elektrischer Weise mit der Anode, durch das CP fließt dann von der Kathode ein Strom zur Anode, ein Großteil der kinetischen Energie der Elektronen und ein Großteil der Materie im CP-Kern wird auf die Anode abgeladen. Das CP wird bei diesem Vorgang zerstört. Als mikroskopischen Beweis für dieses Ergebnis findet man kleine Tröpfchen aus Kathodenmaterial, die vom CP auf der Oberfläche der Anode abgeschieden wurden.

• Im zweiten möglichen Fall geht das CP keine elektrische Verbindung mit der Anode ein. Dazu kann es kommen, wenn sich das CP bereits von der Kathode gelöst hat und sich nun im Zustand eines geschlossenen Kreislaufes befindet. Das CP selbst kann sich dann für eine gewisse Zeit mit der Anode verbinden. Der mikroskopische Beweis dafür findet sich in der Randbeschädigung („Spur“ oder Krater), welche das CP auf der Oberfläche der Anode hinterlässt.

• Im dritten Fall „versprüht“ das CP vor dem Kontakt mit der Anode derart viele Elektronen auf die Anode, dass sich deren elektrisches Potenzial umkehrt. Das CP wird dann von der Anode elektrostatisch abgestoßen und ändert seinen Kurs in eine andere Richtung, z. B. zurück zur Kathode. Dieses „kuriose Verhalten“ von CPs, die Anode zu verfehlen, wurde von Ken Shoulders wiederholt beobachtet.

Gängige Detektoren für radioaktive Strahlung reagieren ebenfalls empfindlich auf CPs. In der Tat kann man die CPs leicht mit Radioaktivität verwechseln. Letzteres ist im Zusammenhang mit der Interpretation von LENR-Experimenten in der Literatur schon mehrfach vorgekommen.

Zum Beispiel hinterlassen die CPs ihre Spuren in der Wilsonschen Nebelkammer. Auf Röntgenfilmen und in Kernemulsionen erzeugen sie Muster, die sich jedoch von denen unterscheiden, die von Elementarteilchen verursacht werden. Auch in einer Geiger-Müller-Röhre erzeugen die CPs Impulse, wobei sie die Röhre aufgrund der fortwährenden Ionisierung für eine gewisse Zeit außer Betrieb setzen können (nach dem Durchgang eines CPs wird das Fenster einer Geiger-Müller-Röhre undicht, was die Röhre dauerhaft beschädigt). In CR-39-Kernspurdetektoren erzeugen die CPs Muster, die jedoch anders aussehen als die von Elementarteilchen verursachten. Die von CPs verursachten Muster lassen sich manchmal unter dem Mikroskop erkennen, noch bevor das CR-39 in alkalischer Lösung entwickelt wurde. In Szintillationsdetektoren ebenso wie auf Fluoreszenzschirmen können die CPs Lichtimpulse verursachen, die auch länger andauern können. Auch die Szintillationsdetektoren können durch CPs beschädigt werden.

CPs sind auch in chemischer Weise sehr aktiv. Die Wirkung dieser Aktivität kann damit verglichen werden, dass das umgebende Material mit einem Elektronen- oder Ionenstrahl beschossen wurde. Chemische Bindungen werden durch CPs willkürlich aufgebrochen, es entstehen viele freie Radikale, neue Bindungen werden geschaffen, und es kann zur Bildung energiereicher Verbindungen kommen, beispielsweise zu Ozon, Stickstoffoxid und Wasserstoffperoxid. Feuchte Luft, die für einige Zeit CPs ausgesetzt war, weist einen charakteristischen säuerlich-frischen Geruch auf, der ein wenig an salpetrige Säure erinnert.

1.6 Die Sekundärstruktur

Die Primärstruktur von CPs besteht in einer zylindrischen Form, genauer gesagt in einem „Plasmadraht“, der von länglicher, sehr dünner und rotationssymmetrischer Gestalt ist. Die meisten, wenn auch nicht alle, Eigenschaften von CPs lassen sich aus dem zylindrischen Modell, also aus dieser Primärstruktur, ableiten.

Das ultrastarke Magnetfeld von CPs verformt diesen Plasmadraht, was zu einer Sekundärstruktur führt: Die CPs neigen dazu, sich zu doppelten, in sich geschlossenen Solenoiden aufzurollen, wie nachfolgend dargestellt:

Abbildung 2. Zeichnung eines CPs, das sich durch magnetische Selbstwechselwirkung in einen doppelten, in sich geschlossenen Solenoid aufrollt.

In der Praxis führt diese grundlegende Solenoidstruktur zu zahlreichen Varianten. Die Variationen ergeben sich häufig aus der Wechselwirkung des CPs mit festen Oberflächen (siehe Kapitel 2).

Auch offene CPs neigen dazu, sich aufzurollen – in diesem Fall zu einer einfachen Solenoidstruktur. Die Sekundärstruktur hat bedeutende Konsequenzen:

• Es existiert eine Magnetfeldkomponente in Richtung der Solenoidachse (mit einer Stärke von bis zu etwa 1 kT). Diese Feldkomponente verleiht dem CP ein starkes magnetisches Dipolmoment, welches mit externen Magnetfeldern in Wechselwirkung treten kann. Bei CPs mit offenem Ende sorgt die Sekundärstruktur für eine magnetische Feldkomponente, die parallel zum äußeren elektrischen Feld verläuft.

• CPs werden von Magneten angezogen, sie verhalten sich also wie ferromagnetisches Material. CPs neigen dazu, die Stärke eines von außen angelegten Magnetfeldes zu steigern, so wie ferromagnetisches Material es tut. CPs sind in der Lage, ihr pseudo-ferromagnetisches Verhalten auch weit oberhalb der Curie-Temperatur aller bekannten ferromagnetischen Materialien aufrecht zu erhalten.

• Über die elektromagnetische Induktion zwischen den CPs und einer externen Magnetspule lässt sich elektrische Energie übertragen. Ein plötzlicher Anstieg der Stromstärke in der Spule führt zu einer Verringerung der Stromstärke in den CPs, wodurch diese möglicherweise zerstört werden. Eine plötzliche Verringerung der Stromstärke in der Spule führt zu einer Zunahme der Stromstärke in den CPs, was deren Wachstum fördert.

• Es existiert eine Komponente der Elektronengeschwindigkeit, die senkrecht zur Achse des Solenoids verläuft. Winston Bostick konnte dies experimentell bereits nachweisen, weswegen er diese Objekte „Wirbelfilamente“ genannt hat. In offenen CPs bewegen sich die Elektronen (paradoxerweise) meist senkrecht zum äußeren elektrischen Feld. Die Länge des Plasmadrahtes zwischen der Kathode und der Anode wird durch die Solenoidstruktur erheblich vergrößert.

Die spiralförmige Struktur der CPs ist quasiperiodisch. Als solche beeinflusst sie stark die Keule und die Richtung der elektromagnetischen Emissionen. CPs mit genügend angeregten Elektronen können sich wie ein Freie-Elektronen-Röntgenlaser verhalten: Die quasiperiodische Struktur von CPs (die wie ein „Undulator“ wirkt) verstärkt die Emission von Strahlung durch konstruktive Interferenz und kollimiert den Strahl in Richtung der Achse des CPs. Die Strahlung stimuliert die gleichzeitige Emission vieler Elektronen, d. h. es kann zu kurzen, intensiven Ausbrüchen kohärenter Röntgenemissionen kommen (dies wurde von Alexander Karabut beobachtet).

Die Achsen der CPs richten sich parallel zu extern angelegten Magnetfeldern aus. In unserem Fall sind die Laserimpulse parallel zu den Magnetfeldlinien ausgerichtet.

1.7 Die CPs als die kernaktive Umgebung von LENR

Der Begriff der „kernaktiven Umgebung“ (nuclear-active environment - NAE) wurde von Edmund Storms geprägt, der damit versucht hat, den Ort und die chemische Zusammensetzung jener Zone zu charakterisieren, in der sich die Kernreaktionen von LENR tatsächlich ereignen.

Auf der Grundlage experimenteller Beweise hat Edmund Storms herausgefunden, dass:

• die Reaktion in der Oberflächenregion des wärmeerzeugenden Materials stattfindet, und nicht in dessen Volumen;

• die Reaktion nicht im Beta-PdD (Palladiumdeuterid) abläuft, wie andere Forscher angenommen hatten.

Das Konzept einer solchen NAE ist insofern von Nutzen, als dass die in LENR-Experimenten festgestellten Transmutationen sich stets an „Hotspots“ ereignet haben und nicht gleichmäßig im Material verteilt waren. Die Umgebung muss sich an diesen Orten also in irgendeiner Weise vom Rest des Volumens unterscheiden.

Wenn man dieses Konzept weiterführt, gelangt man zu einer Gleichsetzung der NAE mit den CPs. Auf diese Weise lassen sich einige der besonderen Merkmale von LENR (beispielsweise die Überwindung der Coulombbarriere bei niedrigen Temperaturen und das Fehlen von Gammastrahlung) auf die Umgebung zurückführen, in der die Kernreaktionen ablaufen.

Dies wird im Folgenden in qualitativer Weise getan. Zur Untermauerung dieser Behauptungen mit einer quantitativen Analyse bedarf es jedoch noch weiterer Forschungsarbeit.

1.8 Die Hypothese der Coulombtunnelung

Von der myonenkatalysierten Fusion ist bekannt, dass der Abstand zwischen zwei Wasserstoffkernen, welche durch ein Elektron bzw. ein Myon gebunden sind, etwa 0,5 pm beträgt. Dies entspricht etwa einem Viertel des kleinsten Abstandes zwischen Wasserstoffkernen, wie er bei den CPs erreicht werden könnte.

Bei der myonenkatalysierten Fusion dauert es nur etwa eine halbe Pikosekunde, bis die Wasserstoffkerne eines myonen-elektronen-gebundenen D-T-Moleküls auf dem Wege der Durchtunnelung der Coulombbarriere fusionieren. Die quantenmechanische Wahrscheinlichkeit für das Tunneln ergibt sich in etwa exponentiell aus dem durchschnittlichen Abstand zwischen den Atomkernen. Dies lässt sich für die Abschätzung der Tunnelrate von Kernen (nicht nur des Wasserstoffs) bei den CPs nutzen. Eine quantitative Analyse des Tunnelungsprozesses würde jedoch den Rahmen dieser Arbeit sprengen.

In einer Hypothese geht man hier davon aus, dass die Tunnelwahrscheinlichkeit zwischen benachbarten Kernen in einem CP die Fusion aller möglichen Elemente erlaubt, und nicht nur eine D-D-Fusion. Es handelt sich dabei tatsächlich um eine „kalte Fusion“, denn die Kerne benötigen für den Durchgang durch die Coulombbarriere keine kinetische Energie.

Hier einige Beispiele für eine Fusion durch Coulombtunnelung:

(3)[math]2 \times \!\, ^2 H \to \!\, ^4 He + 23,85 \, MeV[/math] (unwahrscheinlich als Folge von Spallation)

(4)[math]^1 H + \!\, ^9 Be \to \!\, ^{10} B + 6,59 \, MeV[/math]

(5)[math]2 \times \!\, ^{12} C \to \!\, ^{24} Mg + 13,93 \, MeV[/math] (weniger wahrscheinlich als Folge von Spallation)

(6)[math]2 \times \!\, ^{14} N \to \!\, ^{28} Si + 15,53 \, MeV[/math] (weniger wahrscheinlich als Folge von Spallation)

(7)[math]2 \times \!\, ^{16} O \to \!\, ^{32} S + 16,54 \, MeV[/math] (weniger wahrscheinlich als Folge von Spallation)

(8)[math]^4 He + \!\, ^{12} C \to \!\, ^{16} O + 7,16 \, MeV[/math]

(9)[math]^4 He + \!\, ^{28} Si \to \!\, ^{32} S + 6,95 \, MeV[/math]

(10)[math]^1 H + \!\, ^{16} O \to \!\, ^{17} F + 600 \, keV[/math] (unwahrscheinlich, dass es eintritt),

 [math]^{17} F + \!\, e^- \to \!\, ^{17} O + \nu_e + 2,76 \, MeV[/math]

(11)[math]^4 He + \!\, ^{16} O \to \!\, ^{20} Ne + 4,73 \, MeV[/math]

(12)[math]^1 H + \!\, ^{27} Al \to \!\, ^{28} Si + 11,58 \, MeV[/math] (weniger wahrscheinlich als Folge von Spallation)

(13)[math]^1 H + \!\, ^{28} Si \to \!\, ^{29} P + 2,75 \, MeV[/math] (unwahrscheinlich, dass es eintritt)

(14)[math]^{24} Mg + \!\, ^{32} S \to \!\, ^{56} Ni + 13,95 \, MeV[/math] ,

 [math]^{56} Ni + e^- \to \!\, ^{56} Co + \nu_e + 2,14 \, MeV[/math] ,

 [math]^{56} Co + e^- \to \!\, ^{56} Fe + \nu_e + 4,57 \, MeV[/math]

(15)[math]2 \times \!\, ^{28} Si \to \!\, ^{56} Ni + 10,92 \, MeV[/math] ,

 [math]^{56} Ni + e^- \to \!\, ^{56} Co + \nu_e + 2,14 \, MeV[/math] ,

 [math]^{56} Co + e^- \to \!\, ^{56} Fe + \nu_e + 4,57 \, MeV[/math]

(16)[math]^{1} H + \!\, ^{56} Fe \to \!\, ^{57} Co + 6,03 \, MeV[/math] ,

 [math]^{57} Co + e^- \to \!\, ^{57} Fe + \nu_e + 0,84 \, MeV[/math]

(17)[math]^{1} H + \!\, ^{58} Ni \to \!\, ^{59} Cu + 3,42 \, MeV[/math] ,

 [math]^{59} Cu + e^- \to \!\, ^{59} Ni + \nu_e + 4,80 \, MeV[/math] ,

 [math]^{59} Ni + e^- \to \!\, ^{59} Co + \nu_e + 1,07 \, MeV[/math]

(18)[math]^{1} H + \!\, ^{62} Ni \to \!\, ^{63} Cu + 6,12 \, MeV[/math]

(19)[math]^{1} H + \!\, ^{40} Ca \to \!\, ^{41} Sc + 1,08 \, MeV[/math] (unwahrscheinlich, dass es eintritt),

 [math]^{41} Sc + e^- \to \!\, ^{41} Ca + \nu_e + 6,50 \, MeV[/math] ,

 [math]^{41} Ca + e^- \to \!\, ^{41} K + \nu_e + 0,42 \, MeV[/math]

(20)[math]^{4} He + \!\, ^{40} Ca \to \!\, ^{44} Ti + 5,13 \, MeV[/math] ,

 [math]^{44} Ti + e^- \to \!\, ^{44} Sc + \nu_e + 0,27 \, MeV[/math] ,

 [math]^{44} Sc + e^- \to \!\, ^{44} Ca + \nu_e + 3,65 \, MeV[/math]

(21)[math]^{2} H + \!\, ^{105} Pd \to \!\, ^{107} Ag + 13,12 \, MeV[/math]

(22)[math]^{27} Al + \!\, ^{27} Al \to \!\, ^{54} Fe + 21,86 \, MeV[/math]

(23)[math]^{16} O + \!\, ^{48} Ti \to \!\, ^{64} Zn + 12,78 \, MeV[/math]

(24)[math]^{2} H + \!\, ^{48} Ti \to \!\, ^{50} V + 13,87 \, MeV[/math]

(25)[math]^{2} H + \!\, ^{50} V \to \!\, ^{52} Cr + 19,33 \, MeV[/math]

(26)[math]^{1} H + \!\, ^{48} Ti \to \!\, ^{49} V + 6,76 \, MeV[/math] ,

 [math]^{49} V + e^- \to \!\, ^{49} Ti + \nu_e + 0,60 \, MeV[/math]

(27)[math]^{1} H + \!\, ^{49} Ti \to \!\, ^{50} V + 7,95 \, MeV[/math]

(28)[math]^{1} H + \!\, ^{50} V \to \!\, ^{51} Cr + 9,52 \, MeV[/math] ,

 [math]^{51} Cr + e^- \to \!\, ^{51} V + \nu_e + 0,75 \, MeV[/math]

(29)[math]^{1} H + \!\, ^{51} V \to \!\, ^{52} Cr + 10,50 \, MeV[/math]

Bei allen in dieser Arbeit dargestellten Kernreaktionen handelt es sich lediglich um Beispiele. Die Beispiele sollen nicht den Schluss nahelegen, dass diese Reaktionen eine höhere Wahrscheinlichkeit aufweisen als andere, nicht dargestellte Reaktionen. In vielen Fällen wurden diese Beispielreaktionen jedoch auf der Grundlage experimenteller Erkenntnisse ausgewählt. Sie können deshalb für die Interpretation der Ergebnisse verschiedener LENR-Reaktionen von Nutzen sein.

Reaktion (22) könnte Aufschluss darüber geben, wodurch die einfache Vorrichtung der Correas in der Lage war, aus Aluminium (mit geringen Mengen von Luft) elektrische Energie zu erzeugen. Diese Reaktion könnte einen interessanten Beweis für die Hypothese der Coulombtunnelung liefern, denn der „Brennstoff“ besteht nur aus einem einzigen Isotop (nämlich Al-27) und erzeugt ein weiteres Element (Fe-54), das auf magnetischem und chemischem Wege leicht nachweisbar ist. Das Isotop Fe-54 kommt in der Natur nur in geringen Mengen vor und lässt sich sehr leicht von natürlichem Eisen unterscheiden. Allerdings besteht für denselben Brennstoff, wie in (61) gezeigt, auch eine alternative Reaktionsroute, bei der anstelle von Eisen Chrom entsteht.

Die Reaktionen (5), (6), (7) und (14) könnten gemeinsam erklären, warum bei der Lichtbogenentladung in der Luft zwischen puren Kohlenstoffstäben Silizium und Eisen produziert werden können (unter Berücksichtigung der in (45), (46) und (47) aufgeführten Spallationsmöglichkeiten könnten sich die tatsächlichen Reaktionswege allerdings als weitaus komplizierter erweisen).

Reaktion (10) zeigt die hypothetische Transmutation von Sauerstoff durch die Fusion mit Protium. Diese Reaktion ist bei LENR wegen der geringen Energieabgabe eher unwahrscheinlich. Wenn leichtes Wasser den „Brennstoff“ eines LENR-Reaktors bildet, stellt Sauerstoff bei der Erzeugung schwererer Elemente auf dem Wege der Fusion das am häufigsten vorkommende Ausgangselement dar. Dieser Prozess wird wahrscheinlich durch die Fusion mit Helium (erzeugt durch Spallation, siehe Kapitel 1.10) in Gang gesetzt, wie in Gleichung (11) dargestellt, und nicht etwa durch die Fusion mit Protium.

Aufeinanderfolgende Fusionsreaktionen von ²⁰Ne (aus Gleichung (11)) mit Protium sollen zu ²¹Ne, ²²Ne, ²³Na, ²⁴Mg, ²⁵Mg, ²⁶Mg, ²⁷Al und ²⁸Si führen (nach einigen dieser Fusionsschritte lässt der anschließende Elektroneneinfang das Reaktionsprodukt zum vorherigen Element zurückkehren). Experimentelle Ergebnisse aus vielen verschiedenen Experimenten und Forschungsgruppen deuten darauf hin, dass sich in dieser Reihe von Fusionsreaktionen das Element Silizium anreichert. Dies lässt sich durch die relativ geringe Energiefreisetzung nach Gleichung (13) erklären, welche eine weitere Fusion zu Phosphor unwahrscheinlich macht.

Bemerkenswert ist, dass auch die Elemente ²⁴Mg und ²⁷Al in der LENR-„Asche“ häufiger vorkommen als andere Elemente. Dies ist vermutlich auf die Reaktion (48) zurückzuführen, bei der ²⁴Mg anstelle von ²⁸Si erzeugt wird. Die Protiumfusionskette pendelt also mehrmals zwischen Magnesium und Aluminium hin und her, bevor sie schließlich zu Silizium übergeht, was wiederum zu einer größeren Menge an ²⁴Mg und ²⁷Al führt.

Ausgehend von ³²S, das durch die Reaktionen (7) und (9) erzeugt wird, besteht auch eine Protiumfusionskette über ³³S, ³⁴S, ³⁵Cl, ³⁶Ar, ³⁷Cl, ³⁸Ar und ³⁹K, in der sich ⁴⁰Ca anreichert. Es ist zudem unwahrscheinlich, dass das ⁴⁰Ca mit dem Protium fusioniert, denn die Energie wäre nach (19) ungewöhnlich gering. Dieses Isotop taucht bei LENR auch immer wieder als prominentes „Asche“-Produkt auf. Nach Gleichung (20) kann die Fusion mit ⁴He das ⁴⁰Ca über diese Barriere heben.

Auch ³⁶Ar, ³⁸Ar, ³⁷Cl und ³⁹K scheinen aufgrund der Rückkopplung nach Gleichung (50) in verstärktem Maße vorhanden zu sein.

Das am häufigsten vorkommende „Asche“-Produkt bei LENR ist ⁵⁶Fe. Dies ist zumindest teilweise das Ergebnis mehrerer bekannter LENR-Reaktionswege, die direkt zum stabilsten Isotop ⁵⁶Fe führen, siehe zum Beispiel (14), (15) und (62). Außerdem scheint dieses Eisenisotop durch eine andere Protiumfusionskette (auch hier zum Teil mit Elektroneneinfang) akkumuliert zu werden: ⁴¹K, ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁵Sc, ⁴⁶Ti, ⁴⁷Ti, ⁴⁸Ti, ⁴⁹Ti, ⁵⁰Ti, ⁵¹V, ⁵²Cr, ⁵³Cr, ⁵⁴Cr, ⁵⁵Mo, ⁵⁶Fe, ⁵⁷Fe, ⁵⁸Fe, ⁵⁹Co.

Der Rückkopplungskreislauf in Gleichung (51) scheint in den LENR-Rückständen zu einem erhöhten Vorkommen von ⁵²Cr zu führen.

Nach (16) weist die Ausgangsenergie nach der Fusion von ⁵⁶Fe mit Protium die übliche Größe auf – somit scheint die Fusion mit Protium keine Beschränkung zu erfahren. Allerdings steckt die Fusionskette aufgrund der Rückkopplung in Gleichung (52) wahrscheinlich eine Zeit lang zwischen ⁵⁶Fe und ⁵⁹Co fest, bevor sie zu ⁶⁰Ni und darüber hinaus fortschreitet.

Bei ¹⁶O, ²⁸Si, ²⁷Al, ⁵⁶Fe und ⁴⁰Ca (in dieser Reihenfolge) handelt es sich um die am häufigsten vorkommenden Isotope in der Erdkruste. Interessanterweise stellen dieselben Isotope, vielleicht mit Ausnahme von ¹⁶O, die größte Menge jener Isotope dar, die durch LENR erzeugt werden (außerdem erzeugt LENR durch die Spallation eine große Menge an ⁴He). Diese Übereinstimmung kann kaum als Zufall betrachtet werden, da sowohl die kosmische Nukleosynthese als auch die LENR-Reaktoren in der Hauptsache auf der Fusion von Elementen mit Protium beruhen.

Die Reaktionen (24) und (25) beschreiben die Transmutation von Titan zu Vanadium und Chrom über die Fusion mit Deuterium. Es gibt mehrere Transmutationspfade, die mit denen des Protiums vergleichbar sind und in den Gleichungen (26), (27), (28) und (29) beschrieben werden. Letztere könnte zusammen mit der Reaktion (23) erklären, wie es bei der elektrischen Explosion von Titanfolien unter Wasser zur Bildung von Zink, Vanadium und Chrom aus ⁴⁸Ti kommen kann, so wie dies von Lochak und Urutskoev dokumentiert worden ist.

1.9 Die Hypothese des Nukleontunnelns

Das Durchtunneln der Coulombbarriere durch ganze Kerne ist möglicherweise nicht der einzige Weg für Kernreaktionen in den CPs. Es soll hier die Hypothese vorgestellt werden, dass die geringen Abstände zwischen benachbarten Atomkernen in einem CP auch das Tunneln von Nukleonen oder ganzer Nukleonengruppen von einem Atomkern zum anderen ermöglichen. Die potentielle Barriere besteht in diesem Fall meist in der starken Wechselwirkung.

Hier einige Beispiele für nukleonische Tunnelreaktionen in CPs:

(30)[math]^2\!H + ^{105}\!\!Pd \to \!\,^1\!H + ^{106}\!\!Pd + 7,34\,MeV[/math]

(31)[math]^7\!Li + ^{61}\!\!Ni \to \!\,^6\!Li + ^{62}\!\!Ni + 3,35\,MeV[/math]

(32)[math]^7\!Li + ^{60}\!\!Ni \to \!\,^{11}\!B + ^{56}\!\!Fe + 2,37\,MeV[/math]

(33)[math]^{58}\!Fe + ^{60}\!\!Ni \to \!\,^{62}\!Ni + ^{56}\!\!Fe + 492\;keV[/math]

In den Reaktionen (30) und (31) tunnelt ein Neutron vom leichteren Element zum schwereren Element.

Reaktion (32) würde belegen, dass LENR aus schwereren Elementen (z. B. Nickel) auch leichtere Elemente (z. B. Eisen) bilden kann, indem in den „Brennstoff“-Kern (z. B. Lithium) ein Alphateilchen getunnelt wird.

In Reaktion (33) tunnelt ein Alphateilchen vom Nickelkern zum Eisenkern. Die Reaktion (65) in Kombination mit (33) würde ⁵⁶Fe und ⁶²Ni aus ⁵⁸Ni und ⁶⁰Ni erzeugen. Dies würde in das Bild passen, nach dem sich bei der Isotopenanalyse der Rossi-„Asche“ aus dem Brennstoffpulver eine Abreicherung bei den reichlich vorhandenen Nickelisotopen zugunsten des stabilsten Nickel-62-Isotops gezeigt hat.

1.10 Die Spallationshypothese

Nach einer Kernreaktion befindet sich der Kern des Reaktionsproduktes normalerweise in einem angeregten Zustand. Bevor es zur Bildung eines stabilen Isotops kommt, muss die Anregungsenergie den Kern auf irgendeine Weise verlassen. Dabei konkurrieren mindestens drei Kanäle zur Abregung miteinander:

• Die Emission eines Gammaquants, was typischerweise in der Größenordnung einer Pikosekunde liegt (nur in seltenen Fällen metastabiler angeregter Zustände dauert der Gammazerfall deutlich länger).

• Die Spallation, also die Emission von Nukleonen oder Atomkernen. Dieser Prozess kommt einer Fusions-Spaltungs-Reaktion gleich. Ein großer Teil der Anregungsenergie geht in die kinetische Energie der Fragmente über. Bei hochangeregten Kernen (also bei E > 15 MeV) liegt die Dauer dieses Vorganges in der Größenordnung von gerade einmal 0,1 Femtosekunden.

• Die „Abkühlung“ des angeregten Atomkerns durch die Nahfeldwechselwirkung zwischen Elektron und Atomkern. Es wird davon ausgegangen, dass dies schneller vonstatten geht als die Gammaemission, jedoch langsamer als die Spallation.

Es wird der schnellste dieser Kanäle sein, der „gewinnt“. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein bestimmter Kanal durchsetzt, hängt somit in erster Linie von der Dauer einer solchen Reaktion ab.

In hypothetischer Weise geht man davon aus, dass die Gammastrahlung der langsamste dieser Kanäle ist, da die Kopplung der schwingenden Momente der angeregten Kerne an das elektromagnetische Fernfeld relativ schwach ist.

Dies lässt Raum für Spallationsprozesse, wie sie beispielsweise hier auftreten können:

(34)[math]^{1}\!H + ^{7}\!\!Li \to \!\,^{8}\!Be^* \, (17,25 \, MeV) \to 2 \times \,\! ^{4}He + 17,35 \, MeV[/math]

(35)[math]^{2}\!H + ^{6}\!\!Li \to \!\,^{8}\!Be^* \, (22,28 \, MeV) \to 2 \times \,\! ^{4}He + 22,37 \, MeV[/math]

(36)[math]^{1}\!H + ^{11}\!\!B \to \!\,^{12}\,\!C^* \, (15,96 \, MeV) \to 3 \times \,\! ^{4}He + 8,68 \, MeV[/math]

(37)[math]^{1}\!H + ^{15}\!\!N \to \!\,^{16}\,\!O^* \, (12,13 \, MeV) \to \;\! ^{4}He + \!^{12}C + 4,97 \, MeV[/math]

(38)[math]^{1}\!H + ^{17}\!\!O \to \!\,^{18}\,\!F^* \, (5,61 \, MeV) \to \;\! ^{4}He + \!^{14}N + 1,22 \, MeV[/math]

(39)[math]^{1}\!H + ^{19}\!\!F \to \!\,^{20}\,\!Ne^* \, (12,84 \, MeV) \to \;\! ^{4}He + \!^{16}O + 8,11 \, MeV[/math]

(40)[math]2 \times \! ^{7}Li \to \!\,^{14}\,\!C^* \, (26,79 \, MeV) \to \;\! n + ^{13}\!C + 18,61 \, MeV[/math]

(41)[math]2 \times \! ^{6}Li \to \!\,^{12}\,\!C^* \, (28,17 \, MeV) \to \;\! 3 \times ^{4}\!He + 20,90 \, MeV[/math]

(42)[math]2 \times \! ^{9}Be \to \!\,^{18}\,\!O^* \, (23,48 \, MeV) \to \;\! n + ^{17}\!O + 15,43 \, MeV[/math]

(43)[math]2 \times \! ^{11}\!B \to \!\,^{22}\,\!Ne^* \, (25,36 \, MeV) \to \;\! ^{4}He + ^{18}\!O + 15,69 \, MeV[/math]

(44)[math]2 \times \! ^{11}\!B \to \!\,^{22}\,\!Ne^* \, (25,36 \, MeV) \to \;\! n + \,\! ^{21}\!Ne + 15,00 \, MeV[/math]

(45)[math]2 \times \! ^{12}C \to \!\,^{24}Mg^* \, (13,93 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{20}Ne + 4,61 \, MeV[/math]

(46)[math]2 \times \! ^{14}N \to \!\,^{28}Si^* \, (15,53 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{24}Mg + 5,55 \, MeV[/math]

(47)[math]2 \times \! ^{16}O \to \!\,^{32}S^* \, (16,54 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{28}Si + 9,59 \, MeV[/math]

(48)[math]^1H + \, ^{27}\!Al \to \!\,^{28}Si^* \, (11,58 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{24}Mg + 1,61 \, MeV[/math]

(49)[math]^1H + \, ^{31}P \to \!\,^{32}S^* \, (8,86 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{28}Si + 1,91 \, MeV[/math]

(50)[math]^1H + \, ^{39}K \to \!\,^{40}Ca^* \, (8,33 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{36}\!Ar + 2,60 \, MeV[/math]

(51)[math]^1H + \, ^{55}Mn \to \!\,^{56}Fe^* \, (10,18 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{52}Cr + 2,57 \, MeV[/math]

(52)[math]^1H + \, ^{59}Co \to \!\,^{60}Ni^* \, (9,53 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{56}Fe + 3,24 \, MeV[/math]

(53)[math]^1H + \, ^{65}Cu \to \!\,^{66}Zn^* \, (8,92 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{62}Ni + 4,34 \, MeV[/math]

(54)[math]^1H + \, ^{69}Ga \to \!\,^{70}Ge^* \, (8,52 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{66}Zn + 4,43 \, MeV[/math]

(55)[math]^2H + \, ^{105}Pd \to \!\,^{107}\!Ag^* \, (13,12 \, MeV) \to \;\! ^4He + \,\! ^{103}Rh + 10,32 \, MeV[/math]

(56)[math]^2H + \, ^{105}Pd \to \!\,^{107}\!Ag^* \, (13,12 \, MeV) \to \;\! ^1H + \,\! ^{106}Pd + 7,34 \, MeV[/math]

(57)[math]^7Li + \, ^{58}Ni \to \!\,^{65}Ga^* \, (17,34 \, MeV) \to \;\! ^{28}Si + \,\! ^{37}Cl + 7,93 \, MeV[/math]

(58)[math]^6Li + \,\! ^{104}Pd \to \!\,^{110}In^* \, (11,17 \, MeV) \to \;\! n + ^{54}\!Cr + \,\! ^{55}Mn + 31,27 \, MeV[/math]

(59)[math]^2H + \,\! ^{104}Pd \to \!\,^{106}\!Ag^* \, (10,68 \, MeV) \to \;\! n + ^{51}\!V + \,\! ^{54}Cr + 24,81 \, MeV[/math]

(60)[math]^2H + \,\! ^{104}Pd \to \!\,^{106}\!Ag^* \, (10,68 \, MeV) \to \;\! ^{48}Ca + \,\! ^{58}Fe + 30,10 \, MeV[/math]

(61)[math]^{27}\!Al + \,\! ^{27}\!Al \to \!\,^{54}\!Fe^* \, (21,86 \, MeV) \to \;\! 2 \times \,\! ^1\,\!H + \,\! ^{52}Cr + 6,45 \, MeV[/math]

(62)[math]^{12}C + \,\! ^{48}Ti \to \!\,^{60}Ni^* \, (15,98 \, MeV) \to \, ^4H + \,\! ^{56}Fe + 9,69 \, MeV[/math]

(63)[math]^{16}O + \,\! ^{48}Ti \to \!\,^{64}Zn^* \, (12,78 \, MeV) \to \, ^1H + \,\! ^{63}Cu + 5,07 \, MeV[/math]

(64)[math]^{16}O + \,\! ^{48}Ti \to \!\,^{64}Zn^* \, (12,78 \, MeV) \to \, ^4He + \,\! ^{60}Ni + 8,82 \, MeV[/math]

In den Gleichungen (34) bis (64) enthält der Term in der Mitte den angeregten Kern sowie dahinter in Klammern dessen Anregungsenergie. Die Anregungsenergie führt dann zur Spaltung des angeregten Kerns in die auf der rechten Seite dargestellten Spaltprodukte.

Die Spallationshypothese trägt dazu bei zu erklären, warum im Zusammenhang mit LENR-Experimenten keine harte Gammastrahlung zu beobachten ist: Die Anregungsenergie wird hauptsächlich in kinetische Energie und nicht in Gammastrahlung umgewandelt.

In den Anfängen der LENR-Forschung wurden große Anstrengungen unternommen, um die Produktion von ⁴He im Verhältnis zur gemessenen Überschusswärme zu erfassen. Diese Berechnungen waren speziell auf die D-D-Fusionshypothese von Martin Fleischmann und Stanley Pons ausgerichtet. In Wirklichkeit existieren weitaus mehr Wege zur Erzeugung von ⁴He aus Deuterium (und aus Protium), wie viele der oben aufgeführten Gleichungen aufzeigen. Diese Reaktionen erzeugen pro MeV und pro Deuteron wesentlich mehr Helium als der klassische Reaktionskandidat in Gleichung (3). Es lässt sich nicht mit Sicherheit feststellen, wie wahrscheinlich die verschiedenen Wege sind, es liegen jedoch schlüssige experimentelle Beweise dafür vor, dass es sich bei ⁴He nicht um das einzige Reaktionsprodukt der Fleischmann-Pons-Reaktion handelt.

Bei der Spallation kommt es für gewöhnlich zur Emission von Protonen, Neutronen und Alphateilchen sowie von einigen schwereren Spaltprodukten. Die Spallationshypothese könnte daher eine Erklärung für die Spuren von Protonen und Alphateilchen liefern, welche in einigen Experimenten mit CR-39-Spurendetektoren beobachtet wurden. Die spärliche Emission von Neutronen könnte auf die in Kapitel 1.12 beschriebenen Effekte zurückzuführen sein. Im Falle der Fusion mit Protium wird das Ausbleiben der Neutronenemission auch durch einen Protonenüberschuss im Kern des Fusionsproduktes verursacht.

Die Spallationshypothese liefert eine überzeugende Erklärung für die beobachtete relative Häufigkeit von Isotopen der Fusionsprodukte wie ¹²C, ²⁴Mg, ²⁷Al, ²⁸Si, ³⁹K, ⁵²Cr, ⁵⁶Fe, ⁶²Ni und ⁶⁶Zn, die zumindest zum Teil auf die Reaktionen (37) sowie (46) bis (54) zurückzuführen ist. Insbesondere die Spallationsschleife in (53) würde dazu führen, dass es sich bei ⁶²Ni um das hauptsächliche „überlebende“ Nickelisotop im Falle einer fortgesetzten Protiumfusion handelt, wie im Lugano-Bericht nachgewiesen wurde.

Vergleicht man die Reaktionen (37) sowie (48) bis (54), so lässt sich ein Trend erkennen: Die Spallation in ⁴He (nach der Fusion mit Protium) erfordert umso weniger Energie, je schwerer der abgespaltene Kern ist. Das liegt daran, dass die elektrische Abstoßung des Heliumkerns mit der Kernladung zunimmt. Aus dem großen Vorkommen von ⁵⁶Fe in der LENR-„Asche“ lässt sich schließen, dass Isotope, die leichter als ⁵⁶Fe sind, dazu neigen, sich bei der anschließenden Fusion mit Protium zu schwereren Isotopen zu entwickeln, während Isotope, die schwerer als ⁵⁶Fe sind, dazu neigen, sich zu leichteren Isotopen zurückzuentwickeln. Dies würde auch erklären, warum mit LENR nur selten Kerne erzeugt werden, die schwerer sind als Gallium.

Reaktion (56) „wandelt“ ein Deuteron in ein Proton um, so wie in Reaktion (30). Allerdings wird nur durch Reaktion (56) Energie in Form von kinetischer Energie der Spallationsfragmente freigesetzt.

Die Gleichungen (57), (58), (59) und (60) beschreiben Fusions-Spaltungs-Reaktionen mit zwei großen Tochterkernen. Die Reaktionen, an denen Palladium (oder andere schwere Elemente) beteiligt sind, neigen dazu, neutronenreiche Isotope zu erzeugen und in einigen Fällen kann es zur Emission freier Neutronen kommen. Es ist durchaus möglich, dass die Reaktionen (58), (59) und (60) sich in der Realität so nicht ereignen, denn die Anregungsenergie ist so hoch, dass es zur Bildung weiterer Fragmente (z. B. Neutronen und Alphateilchen) kommt.

Die Reaktionen (63) und (64) könnten eine Erklärung dafür abgeben, wie es bei einer elektrischen Explosion von Titanfolien unter Wasser zur Bildung von Kupfer und Nickel aus ⁴⁸Ti kommen kann, wie dies von Lochak und Urutskoev nachgewiesen wurde.

1.11 Die Hypothese der Nahfeld-Elektronen-Kern-Wechselwirkung

Zwei der verblüffendsten Merkmale von LENR bestehen in

• der nahezu vollständigen Abwesenheit von harter Gammastrahlung, einschließlich dem Fehlen einer Positron-Elektron-Annihilationsstrahlung aus dem Beta-Plus-Zerfall,

• und dem nahezu vollständigen Fehlen von radioaktiven Isotopen in der Reaktions-„Asche“.

Die Spallationshypothese allein kann dieses Merkmal nicht vollständig erklären, da sich die Spallationsfragmente manchmal noch in einem angeregten Zustand befinden können – selbst wenn die Anregungsenergie viel niedriger ausfällt als ohne Spallation. Außerdem handelt es sich bei einigen Reaktionen wahrscheinlich um reine Fusionsereignisse ohne Spallation. Auf welche Weise erfolgt also dann die „Abkühlung“ der verbleibenden Anregungsenergie, wenn keine Gammaquanten emittiert werden?

Eine Hypothese besagt, dass die Antwort in der Nahfeldwechselwirkung zwischen schnellen und dichten Elektronen einerseits und den oszillierenden elektrischen und magnetischen Momenten der angeregten Kerne andererseits zu suchen ist:

Nach einer Kernfusion weisen die Nukleonenwellenfunktionen der angeregten Kerne eine Zeitabhängigkeit auf, was zu oszillierenden elektrischen und magnetischen Momenten der Kerne führt.

Ein Elektron erfährt eine gewisse Beschleunigung, wenn es einen angeregten Kern mit hoher Geschwindigkeit in einem Abstand passiert, der kleiner ist als die elektromagnetische Wellenlänge der Schwingung. Dabei handelt es sich um einen nichtresonanten Energietransfer, denn das Elektron „verhält“ sich zu der Frequenz des Kerns wie ein freies Elektron. Es erfolgt kein Austausch von elektromagnetischen Quanten. Stattdessen erhöht die Energie des Kerns die Geschwindigkeit der Elektronen um einen geringen Betrag. Mit anderen Worten: Das enorme Energiequantum des angeregten Kerns verwandelt sich in Millionen kleiner Energiemengen, die von den Elektronen bei ihrer Passage des oszillierenden Kerns aufgenommen werden.

Man könnte sich fragen, warum die Elektronen durch die Nahfeldwechselwirkung beschleunigt, aber nicht abgebremst werden. Dies liegt daran, dass eine Abbremsung in den CPs durch das Paulische Ausschließungsprinzip weitgehend verhindert wird. Die langsameren Orbitale in einem CP sind meist schon besetzt, so dass die Beschleunigung als einzige Möglichkeit verbleibt.

Die Beschleunigung der Elektronen durch die Energie der Kerne erhöht mit der Zeit den magnetischen Fluss. Dies bildet die Grundlage für die Hypothese vom selbsttragenden Wachstum – siehe dazu Kapitel 1.13.

Beispielsweise weist ein Gammaquant mit einer Energie von [math]E = 3 \, MeV[/math] eine Wellenlänge von [math]\lambda = hc / E = 0,41 \, pm[/math] auf.

Ein Kreis um den angeregten Kern mit dem Radius [math]\lambda[/math] hat eine Fläche von [math]S = \pi \lambda^2 = 0,54 \, pm^2[/math] . Die durch diese Kreisfläche fließenden Elektronen können mit dem Nahfeld der Oszillationen des angeregten Kerns wechselwirken.

Wenn die mittlere Stromdichte in einem CP [math]2,5 \, A/pm^2[/math] beträgt, beläuft sich der durch die Oberfläche [math]S[/math] fließende „Kühlstrom“ auf [math]I = \overline {J}_{\!z} \, S = 1,3 \, A[/math] . Diese Stromstärke entspricht einem Fluss von 8,4 Millionen Elektronen pro Pikosekunde, welche das Nahfeld des angeregten Kerns durchlaufen.

Wenn jedes der passierenden Elektronen von der Anregungsenergie durchschnittlich 100 eV abführt, würde der Kern seinen Grundzustand in 3,6 Femtosekunden erreichen. Die angeregten Kerne würden also derart schnell „abkühlen“, dass die Emission eines Gammaquants sehr unwahrscheinlich ist, denn diese benötigt etwa eine Pikosekunde.

Natürlich erfordert dieses „Wenn“ eine sorgfältige quantitative Analyse, die den Rahmen dieser Arbeit jedoch sprengen würde.

1.12 Die Hypothese einer abgewandelten schwachen Wechselwirkung

In der Kernphysik gilt als gesicherte Erkenntnis, dass die Elektroneneinfangrate radioaktiver Kerne, deren Zerfall tendenziell über den Elektroneneinfang oder den Beta-Plus-Zerfall vonstatten geht, durch die Elektronendichte in der Umgebung des Kerns beeinflusst werden kann.

Für die extremen Elektronendichten in CPs könnte dies als Hypothese dafür stehen, dass der Beta-Plus-Zerfall immer zugunsten des Elektroneneinfangs unterdrückt wird. Die Reaktion (7) ist ein Beispiel hierfür. Diese Hypothese würde eine elegante Erklärung dafür liefern, warum in LENR-Experimenten so selten eine 511-keV-Positron-Elektron-Annihilationsstrahlung zu beobachten ist.

Die hohe Elektronendichte in den CPs könnte doppelt so hohe Elektroneneinfangreaktionen ermöglichen, die unter normalen Bedingungen unmöglich wären, wie zum Beispiel:

(65)[math]^{58}Ni + 2 \!\times\! e^- \to \, ^{58}Fe + 2 \!\times\! \nu_e + 1,93 \, MeV[/math]

(66)[math]^{64}Zn + 2 \!\times\! e^- \to \, ^{64}Ni + 2 \!\times\! \nu_e + 1,10 \, MeV[/math]

Ähnliche Reaktionen sind bei ³⁶Ar, ⁴⁰Ca, ⁵⁰Cr, ⁵⁴Fe, ⁷⁴Se, ⁸⁴Sr, ⁹²Mo, ⁹⁶Ru, ¹⁰²Pd, ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd, ¹²⁰Te, ¹¹²Sn, ¹²⁶Xe, ¹³²Ba, ¹³⁶Ce, ¹³⁸Ce, ¹⁴⁴Sm und einigen schwereren Isotopen zu erwarten.

Interessanterweise wird bei den Reaktionen (65) und (66) Kernenergie freigesetzt, ohne dass dem eine Kernfusion oder eine Kernspaltung vorausgeht und ohne dass eine Coulombbarriere überwunden wird. Bei beiden Reaktionen wird lediglich ein einziges Isotop als „Asche“ gebildet, da keine anderen Reaktionswege möglich sind.

Die Reaktionen (65) und (66) wären, falls sie sich tatsächlich so ereignen sollten, ein hervorragender Beweis für die Theorie von den CPs. Bei einem solchen Verifizierungsexperiment könnten über einen längeren Zeitraum kurz gepulste Hochstrom-Vakuumlichtbögen zwischen Elektroden aus reinem Nickel oder Zink erzeugt werden. Sollte eine anschließende chemische Analyse die Transmutation von Nickel zu Eisen oder von Zink zu Nickel nachweisen, gäbe es hierfür wohl kaum eine andere Erklärung als den Effekt der hohen Elektronendichte der CPs.

In spekulativer Weise könnte man meinen, dass die hohe Elektronendichte und Stromdichte in den CPs auch den Beta-Minus-Zerfall bewirken bzw. beschleunigen. Der Mechanismus einer solchen Reaktion ist jedoch noch nicht geklärt. Der CP-beschleunigte Beta-Minus-Zerfall könnte dabei helfen zu erklären, weshalb es bei LENR zu so wenigen radioaktiven Isotopen und Neutronen kommt.

Der beschleunigte Beta-Minus-Zerfall kann, falls er tatsächlich stattfindet, verifiziert werden, indem Indium über einen längeren Zeitraum CPs ausgesetzt wird und die Reaktionsprodukte analysiert werden, falls es zu solchen kommt:

(67)[math]^{115}In \to \, ^{115}Sn + e^- + \overline\nu_e + 499 \, keV[/math]

Alternativ könnte man versuchen, einen doppelten Beta-Minus-Zerfall auszulösen, indem man den CPs nachweislich stabile Isotope aussetzt:

(68)[math]^{104}Ru \to \,\! ^{104}Pd + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 1,30 \, MeV[/math]

(69)[math]^{110}Pd \to \,\! ^{110}Cd + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 2,00 \, MeV[/math]

(70)[math]^{114}Cd \to \,\! ^{114}Sn + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 540 \, keV[/math]

(71)[math]^{116}Cd \to \,\! ^{116}Sn + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 2,81 \, MeV[/math]

(72)[math]^{128}Te \to \,\! ^{128}Xe + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 868 \, keV[/math]

(73)[math]^{130}Te \to \,\! ^{130}Xe + 2 \!\times\! e^- + 2 \!\times\! \overline\nu_e + 2,53 \, MeV[/math]

Ähnliche Reaktionen könnten auch mit anderen neutronenreichen Isotopen möglich sein, wie etwa mit ⁴⁶Ca, ⁷⁰Zn, ⁸⁰Se, ⁸⁶Kr, ⁹⁴Zr, ⁹⁸Mo, ¹²²Sn, ¹²⁴Sn, ¹³⁴Xe und einigen schwereren Isotopen.

Natürlich muss die Hypothese einer abgewandelten schwachen Wechselwirkung durch eine gründliche quantitative Analyse untermauert werden, was jedoch den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde.

1.13 Die Hypothese des CP-angeregte Alphazerfalls

Im Experiment von Irion & Wendt wurde auf dem Wege der elektrischen Zersetzung eines Wolframdrahtes Helium erzeugt. Das Experiment wurde von anderen Forschern erfolgreich reproduziert. Dabei wurde die Emission von schnellen Neutronen nachgewiesen. Die Ergebnisse deuten auf einen CP-stimulierten Alphazerfall von Wolfram hin:

(74)[math]^{182}W \to \,\! ^{178}H\!f^* + \,\! ^4He + 1,77 \, MeV \to 2 \!\times\! \,\! ^{88}Kr + \,\! ^4He + 2 \!\times\! n + 92,57 MeV[/math] ,

 [math]^{88}Kr \to \,\! ^{88}Rb + e^- + \bar\nu_e + 2,92 \, MeV[/math] ,

 [math]^{88}Rb \to \,\! ^{88}Sr + e^- + \bar\nu_e + 5,31 \, MeV[/math]

(75)[math]^{183}W \to \,\! ^{179}H\!f + \,\! ^4He + 1,68 \, MeV[/math]

(76)[math]^{184}W \to \,\! ^{180}H\!f + \,\! ^4He + 1,66 \, MeV[/math]

(77)[math]^{186}W \to \,\! ^{182}H\!f + \,\! ^4He + 1,12 \, MeV[/math]

Der CP-angeregte Alphazerfall (wenn er sich überhaupt ereignet) wäre aus energetischer Sicht bei allen natürlichen Isotopen von Osmium, Wolfram, Hafnium, Ytterbium, Erbium und bei den leichteren Isotopen von Dysprosium möglich. Dies bedeutet, dass nicht nur Wolfram (oder Osmium) durch diese Reaktionsart Helium erzeugen kann, sondern auch die Reaktionsprodukte seines Alphazerfalls.

Die Gleichung (74) enthält ein Beispiel, bei dem die Anregungsenergie des Alphazerfalls zu einer nachfolgenden Spaltung von Hafnium unter Freisetzung von zwei Neutronen führt. Letzteres könnte erklären, wieso in den Experimenten des Irion-Wendt-Typs schnelle Neutronen beobachtet wurden. Vom praktischen Standpunkt aus betrachtet könnte die Neutronenfreisetzung (und die damit verbundene Radioaktivität) unerwünscht sein, was bedeutet, dass bei der Konstruktion von LENR-Reaktoren die Verwendung spaltbarer Elemente vermieden werden sollte.

Die hier vorgestellte Hypothese ist rein spekulativ. Der Mechanismus des CP-angeregten Alphazerfalls ist noch nicht gut verstanden. Er könnte auf die hohe axiale kinetische Energie der Elektronen zurückzuführen sein, die in einem CP bis zu 100 keV betragen kann.

1.14 Die Hypothese der kernenergetischen Rückkopplung

Es liegen experimentelle Belege aus mehreren Quellen darüber vor, dass LENR-Geräte in einen selbsttragenden Modus übergehen können, in welchem sie fortlaufend Wärme, Strahlung und sogar Elektrizität erzeugen, ohne dass ihnen externe Energie zugeführt wird.

Die Hypothese besteht nun darin, dass die in einem CP erzeugte Kernenergie einen Mechanismus liefert, der eine kontinuierliche Beschleunigung der Elektronen und ein selbsttragendes Wachstum des CPs bewirkt. Zu den Details:

Es wird davon ausgegangen, dass die Energie der angeregten Atomkerne in der Lage ist, die Geschwindigkeit der Elektronen im CP zu erhöhen. Dieser Prozess führt zu einer allmählichen Erhöhung des Magnetflusses und des intrinsischen Stromes im CP. Dabei werden auch einige Elektronenorbitale frei, die niedrigen axialen Geschwindigkeiten entsprechen.

Diese frei gewordenen Orbitale können dann wieder durch Elektronen aus der Umgebung besetzt werden. Das kann jedoch nur dann funktionieren, wenn externe Elektronen zur Verfügung stehen, die über einen gewissen Impuls in der passenden axialen Richtung verfügen, da diese Elektronen andernfalls durch das CP abgestoßen werden würden.

Dieser Impuls durch externe Elektronen kann aus verschiedenen Quellen stammen:

• Die Glimmentladung erzeugt schnelle Elektronen, welche sich in alle Richtungen fortbewegen.

• Die elektromagnetische Strahlung des CPs kann über die Ionisierung schnelle Elektronen erzeugen.

• Wenn durch die CPs Kernreaktionen katalysiert werden, wird ein Teil der Energie in Form der kinetischen Energie von Spaltprodukten, wie etwa Alphateilchen und Protonen, freigesetzt. Über die Ionisierung der umgebenden Materie erzeugen diese Teilchen auch schnelle Elektronen.

• Ein kernaktives CP emittiert schnelle Elektronen in radialer Richtung. Ein Teil dieser Elektronen kann an der umgebenden Materie streuen, so dass diese ihren Impuls in eine axiale Richtung ändern. Dann kann das emittierte Elektron vom CP reabsorbiert werden.

Wenn also schnelle Elektronen vom CP angezogen wurden, sinkt schließlich sein elektrisches Potenzial. Dies führt dazu, dass Kationen aus der Umgebung angezogen werden, um in das CP einzudringen. Eine hohe Arbeitstemperatur oder eine Glimmentladung können dazu beitragen, dass sich die Kationen in den Wachstumsprozess des CPs einbringen. Dies würde erklären, warum in LENR-Geräten die Produktion von Überschusswärme mit steigender Temperatur oder bei Vorhandensein einer Glimmentladung oft drastisch anwächst.

Insgesamt kann die durch Kernreaktionen freigesetzte Energie die Stromdichte und die Größe der CPs erhöhen, was auf eine selbsterhaltende Existenz (oder ein selbsttragendes Wachstum) der CPs hinausläuft. Dies würde erklären, auf welche Weise die PDFL-Technik von B. Yu. Bogdanovich in der Lage ist, Plasmoide zu erzeugen, die ohne externe Energiezufuhr über zwei Tage lang kontinuierlich leuchten können.

Eine weitere Konsequenz besteht darin, dass der Widerstand eines Funkens während seiner Beschleunigungsphase einen negativen Wert annehmen kann, was wiederum zur Folge hat, dass der Funke elektrische Energie zu erzeugen vermag, die den angeschlossenen Elektroden zugeführt wird. Dies würde erklären, wie der PAGD-Apparat der Correas sowie der Energoniva-Reaktor von Anatoly Vachaev in der Lage sind, aus LENR auf direktem Wege elektrische Energie zu erzeugen (ohne jegliche beweglichen Teile und ohne den Einsatz eines thermoelektrischen Generators).

Es sind noch viele praktische und theoretische Untersuchungen erforderlich, um den Rückkopplungsmechanismus der nuklearen Energie vollständig zu verstehen und zu quantifizieren.

Mit einem durchdacht konzipierten LENR-Reaktor würde man wahrscheinlich den Versuch unternehmen, die selbsterhaltende Existenz (oder das selbsttragende Wachstum) der CPs zu begünstigen, denn die Erzeugung von neuen CPs würde zusätzliche unerwünschte Röntgenstrahlung hervorbringen und den Energieaufwand vergrößern. Um einen LENR-Reaktor zu stoppen, muss die Erzeugung neuer CPs gestoppt und die Voraussetzungen für das selbsttragende Wachstum beseitigt werden. Es könnte sogar der Versuch unternommen werden, die elektrische Energie direkt aus LENR zu erzeugen, was einige der mit der Umwandlung von Wärme in Elektrizität verbundenen Komplexitäten und Kosten eliminieren würde.

Die in einigen Experimenten beobachtete Langlebigkeit von CPs (z. B. Wärmeentwicklung über den Todeszeitpunkt hinaus) muss möglicherweise in erster Linie als ein Hinweis auf die selbsterhaltende Existenz von CPs gewertet werden, die auf einer Rückkopplung der nuklearen Energie beruht, nicht aber auf einer inhärenten Stabilität der CPs. Für eine dauerhafte Existenz müssen die CPs daher fortwährend mit Energie und Materie versorgt werden, da der Verlust von Materie sie ansonsten schrumpfen lassen würde und sie schließlich ihre Existenz beenden würden.

Eine unmittelbare Folge des selbsttragenden CP-Wachstums besteht darin, dass bei LENR unkontrollierte und plötzliche Freisetzungen großer Mengen an Kernenergie zu einem außer Kontrolle geratenen Zustand führen können. Derartige Vorgänge haben in der Vergangenheit in seltenen Fällen zu Unfällen geführt, bei denen Elektrolyseexperimente explodierten oder pulverbasierte LENR-Reaktoren sich selbst durch eine Kernschmelze zerstört haben.

Um sichere LENR-Reaktoren zu bauen, muss sichergestellt werden, dass die Reaktionsrate unter allen denkbaren Bedingungen einer Brennstoffbegrenzung unterliegt. So lässt sich beispielsweise eine Niederdruck-Glimmentladung brennstoffbegrenzt gestalten (das Gas ist hierbei der Brennstoff), während sich die Elektrolyse in der Regel nicht brennstoffbegrenzen lässt (der Elektrolyt ist der Brennstoff). Für weitere Einzelheiten dazu siehe Kapitel 7.3.

Die beobachteten Unfälle lassen sich jedoch auch durch einen anderen Mechanismus als das selbsttragende Wachstum der CPs erklären: Wenn der negative Widerstand der CPs in den angeschlossenen Elektroden zu Hochspannungsschwingungen geführt hat, dann könnte die plötzliche Energiefreisetzung auf nachfolgende Entladungen aus diesen selbsterhaltenden Schwingungen zurückzuführen sein. Ein Indiz für diese Möglichkeit findet sich darin, dass der Energoniva-Reaktor von Anatoly Vachaev als auch die PAGD-Apparatur der Correas in der Lage sind, dauerhaft unter solchen Bedingungen zu arbeiten. Ein denkbarer Schutz vor unerwünschten elektrischen Schwingungen und vor einer übermäßigen Energiefreisetzung könnte mittels einer angemessenen Widerstandsdämpfung der Elektrodenschaltung erreicht werden.

1.15 Zeit für einen Paradigmenwechsel?

Als Experimentalphysiker muss man bezüglich des untersuchten Gegenstandes immer über eine Arbeitshypothese zu den ihm zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhängen verfügen, da ansonsten keine Möglichkeit besteht, die Experimente zu interpretieren und sie zu verbessern. Immer, wenn viele Wissenschaftler an demselben Thema arbeiten und versuchen, ihre Experimente wechselseitig nachzuvollziehen (wie es bei LENR der Fall war), kommt es zwangsläufig zu einem gewissen Austausch von Arbeitshypothesen.

Nach und nach verfestigen sich die Arbeitshypothesen zu einem Paradigma. Ein solches Paradigma kann zeitweise durchaus nützlich sein, um Fortschritte in einer bestimmten Forschungsrichtung zu erzielen. Mit der Zeit behindert ein etabliertes Paradigma jedoch neue Gedanken und Ansätze. Dies ist auch in der LENR-Forschung so geschehen. Erst wenn sich zu viele klaffende Widersprüche zwischen dem bestehenden Paradigma und den experimentellen Ergebnissen auftun, besteht die Chance, das Paradigma durch ein neues Denken zu ersetzen.

Man kann wohl mit Fug und Recht behaupten, dass nach etwa 30 Jahren Forschung immer noch kein Konsens zu den physikalischen Grundlagen von LENR erzielt worden ist. Es bestehen jedoch weithin akzeptierte Paradigmen, die die Experimente in bestimmte Richtungen lenken. Der Punkt, der hier angesprochen werden soll, besteht darin, dass die eingeschlagene Richtung, welche durch die weithin akzeptierten LENR-Paradigmen vorgegeben wird, einer erfolgreichen Kommerzialisierung von LENR möglicherweise nicht gerecht wird.

Im Einzelnen hat die LENR-Forschung in der Vergangenheit folgende unterschiedliche Phasen und Paradigmen durchlaufen:

1.) Die paradigmenfreie Ära

Die „goldene Ära“ der Physik (1900 bis 1930) war gekennzeichnet durch eine große geistige Offenheit für neue Dinge und kannte noch nicht die starre Orthodoxie der modernen institutionellen Physik. Joseph John („J. J.“) Thomson beispielsweise, der Entdecker des Elektrons und Erfinder der Massenspektrometrie, war (aufgrund seiner Experimente) davon überzeugt, dass elektrische Ströme in Plasmen zur Transmutation von Elementen führen können. Im Jahr 1912 gelang es Thomson und Ramsay, mittels einer Glimmentladung die bis dahin unbekannten Gase He-3 und Tritium zu erzeugen, welche sie aufgrund ihrer Atommasse „X3“ nannten.

Im Jahre 1922 erweiterten Gerald L. Wendt und Clarence E. Irion die Arbeiten von Thompson durch den Einsatz von hohen Stromstärken. In ihrer Veröffentlichung beschrieben sie, dass es bei der Zersetzung von Wolfram mittels Hochstromentladungen zur Bildung von Helium gekommen war.

In den 1960er- und den 1970er-Jahren beobachtete George Ohsawa die Transmutation von Kohlenstoff und Sauerstoff in Silizium und Eisen im Zuge der Lichtbogenentladung von Kohlenstoff in Luft.

Im Jahre 1986 entwickelten Paulo und Alexandra Correa ein Gerät, das mittels gepulster abnormaler Glimmentladungen (PAGD) bei niedrigem Druck in der Luft zwischen Aluminiumelektroden Strom erzeugt. Die Ausgangsimpulse erreichten mehr als 30 kW, bei einer mittleren Leistungsaufnahme von 50 bis 100 W und einer mittleren Ausgangsleistung von 200 bis 600 W.

Die Experimente von Irion&Wendt, Ohsawa und den Correas lassen sich leicht nachbauen. Sie können wertvolle Einblicke in LENR-Reaktionen geben, bei denen kein Wasserstoff und keine Übergangsmetalle (außer beim Experiment von Irion&Wendt) beteiligt sind.

Zu dieser Zeit herrschte noch kein etabliertes Paradigma darüber, auf welche Weise es zu den beobachteten Transmutationen oder zu der Überschussenergie gekommen sein könnte. Allerdings lassen sich aus den LENR-Experimenten aus der Zeit vor Fleischmann viele Lehren ziehen – gerade weil kein etabliertes Paradigma bestand, das der Interpretation im Laufe der Experimente Grenzen gesetzt hätte.

Für eine ausführlichere Geschichte der LENR-Entdeckungen siehe .

2.) Das Fleischmann-Paradigma

Martin Fleischmann und Stanley Pons waren nicht die ersten Forscher, die mithilfe der Elektrolyse von schwerem Wasser über Palladiumelektroden eine Kernfusion erzielt hatten. Vor ihnen gelang dies bereits im Jahre 1927 John Tandberg. Im Jahre 1957 gelang dies Iwan Stepanowitsch Filimonenko mit Hilfe der Hochtemperaturelektrolyse.

Aber erst nach der Veröffentlichung durch Fleischmann und Pons fand dies weltweite Aufmerksamkeit. Die Replikationsversuche vieler Laboratorien und die bedeutende Persönlichkeit von Martin Fleischmann begründeten das „Fleischmann-Paradigma“, das sich in der Überzeugung zusammenfassen lässt, dass die Deuteriumkerne, mit denen das Palladiummetall beladen ist, miteinander fusionieren und es im Palladiumgitter zur Bildung von Helium-4 kommt.

Dieses Paradigma wurde später um das Credo erweitert, wonach der Beladungsfaktor (d. h. die Anzahl der Deuteriumatome pro Palladiumatom) nahe bei eins oder darüber liegen muss. Auch die Stromdichte während der Elektrolyse müsse sehr hoch sein.

Experimentell liegen bislang keine Beweise dafür vor, dass Wasserstoff im Gitter eines Metallkristalls fusioniert. Im Gegenteil, die LENR-Reaktion vom Piantelli-Typ erzielt Überschusswärme auf der Basis von Protium (das nicht mit sich selbst zur Fusion gelangen kann) und Nickel (das nur sehr unbedeutende Mengen an Wasserstoff in sein Metallgitter einlagern kann).

Das Fleischmann-Paradigma hält sich bis zum heutigen Tag so hartnäckig, dass einige Forscher schlichtweg die Tatsache ignorieren oder leugnen, dass weder Deuterium noch Übergangsmetalle oder ein Metallgitter für die Erzeugung von LENR erforderlich sind.

3.) Das Nanopartikel-Paradigma

Mit der Zeit hat sich ein neues Paradigma herausgebildet. Dieses „Nanopartikel“-Paradigma besagt, dass Massivmetalle in Sachen LENR keine Wirkung erzielen. Inspiriert von Edmund Storms Konzept der kernaktiven Umgebung und von den Experimenten des verstorbenen Yoshiaki Arata mit Pd/ZrO₂-Nanopulver, geht man davon aus, dass der LENR-Effekt von bestimmten Orten an der Oberfläche ausgeht. Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, um die Oberfläche durch die Verwendung von feinem Metallpulver oder mit Hilfe von Palladium-Nanopartikeln, die in Keramikpulver dispergiert wurden, bis zum Äußersten zu vergrößern.

Die Kommerzialisierungsversuche sowohl der Brillouin Energy Corporation als auch der Leonardo Corporation sind weitgehend von diesem Paradigma beeinflusst. Ein neueres Experiment von Tadahiko Mizuno konzentriert sich ebenfalls auf die Pd-Nanopartikel.

Allerdings ist noch nicht bewiesen, dass Nanopartikel oder Metallpulver eine stärkere LENR-Wirkung haben als massive Bleche oder Stäbe aus diesem Material. In allen Fällen bleibt die verfügbare Oberfläche weitgehend inaktiv, mit Ausnahme einiger winziger Punkte an der Oberfläche.

Wenn man beispielsweise Palladiumschwarz (ein schwammiges Pulver mit einer großen spezifischen Oberfläche) unter hohem Druck mit Deuterium belädt, entstehen keine nennenswerten Mengen an Überschusswärme. Andererseits haben LENR-Geräte mit einem sehr hohen COP, wie das von Klimov und Kollegen, überhaupt kein Pulver oder gasförmigen Wasserstoff verwendet.

Nichtsdestotrotz hält sich das Nanopulver-Paradigma hartnäckig und führt bei der weiteren Verbesserung der LENR-Geräte wahrscheinlich auf die falsche Spur.

4.) Die Entstehung des Plasmoid-Paradigmas

Am Horizont zeichnet sich nun etwas Neues ab, das sich in der LENR-Forschung zum nächsten Paradigma entwickeln kann. Immer mehr Forscher verstehen, dass für die Erzeugung von Wärme durch LENR Plasmoide mit hohen Stromstärken erforderlich sind. So verwendet Brillouin beispielsweise Funken, um sein Nickelpulver in situ aufzubereiten, Hochstrom-Glimmentladungen sind für ihre starke LENR-Wirkung bekannt, die Mizuno-Plasmaelektrolyse erzeugt große Mengen an Überschusswärme, und die vielen von Randal Mills (Brilliant Light Power Inc.) entwickelten LENR-Geräte basieren größtenteils auf Plasmoiden (Mills bestreitet jedoch, dass es sich dabei um LENR handelt). Es könnten hier noch viele weitere erfolgreiche LENR-Geräte aufgelistet werden, die alle mit Plasmoiden arbeiten (manchmal ohne Kenntnis des Forschers, wie im Falle des ursprünglichen Fleischmann-Pons-Experiments).

In Anbetracht der Theorie der CPs macht dieses Thema sehr viel Sinn. Der Autor vertritt die Ansicht, dass die Zeit gekommen sein könnte, dieses Thema als neues Paradigma zu etablieren, um einen großen COP und eine hohe Zuverlässigkeit auf dem Weg zur kommerziellen Nutzung zu erreichen.

1.16 Die Neuinterpretation des Fleischmann-Pons-Elektrolyseexperimentes

Wenn also für das Funktionieren von LENR Hochstromplasmen erforderlich sind, wie war dann das Fleischmann-Pons-Elektrolyseexperiment überhaupt in der Lage, Überschusswärme zu liefern? Gab es da überhaupt ein Plasma? Die Antwort lautet „Ja“ – auch wenn viele Beobachter dies vielleicht übersehen haben:

Bei der Fleischmann-Pons-Elektrolyse von schwerem Wasser befindet sich um die Palladiumkathode herum ein dünner Elektrolytmantel, dessen Ionen durch das elektrische Feld abgereichert werden. Die Kationen werden zur Kathode hingezogen und durch deren Elektronen neutralisiert. Die Anionen werden von der Kathode weggestoßen. Infolgedessen kommt es zwischen der Kathode und der Anode zu einem „Kathodenfall“, bei dem die Spannung in der dünnen Wasserhülle, von der die Kathode umgeben ist, erheblich abfällt.

Ist die Elektrolysespannung hoch genug (vermutlich um die erforderliche Stromdichte zu erreichen), kommt es zu häufigen elektrischen Entladungen („Mikrofunken“) von der Kathode durch den Verarmungsmantel hindurch hinein in den Elektrolyten. Diese Entladungen führen mit ihren sehr hohen Stromimpulsen zur Bildung kleiner Plasmoide, da der Verarmungsmantel als das Dielektrikum eines Superkondensators fungiert, welcher aus der Kathode und dem Elektrolyten besteht. Die Mikrofunkenentladungen erzeugen ein starkes hochfrequentes Rauschen sowie ein akustisches Rauschen, und bei der Beobachtung mit einer Infrarotkamera treten sie deutlich als zahlreiche kleine Wärmeblitze in Erscheinung (die auch sichtbares Licht emittieren). Vieles davon kannte man von Takaaki Matsumoto schon seit 1995. Sein Artikel ist sehr aufschlussreich und wird zur Lektüre empfohlen.

Die Plasmoide kondensieren dann zu geschlossenen CPs und fallen zurück auf die Kathodenoberfläche. Dort erzeugen die CPs Wärme und verursachen auf der Kathodenoberfläche Ionisierungskrater, wie im Folgenden zu sehen ist:

Abbildung 3. Vulkanartige Strukturen auf der Oberfläche der Palladiumkathode nach der Elektrolyse von schwerem Wasser, W.-S. Zhang und J. Dash

Man beachte, dass die Krater von rekristallisiertem Palladium umgeben sind. Dabei handelt es sich um jenes Material, das durch die CPs aus der Palladiummasse herausgelöst wurde. Die Krater sind für die Erzeugung der Überschusswärme von Bedeutung, denn sie stabilisieren die CPs und beherbergen diese für einen längeren Zeitraum.

Nimmt die Stärke des elektrischen Feldes wieder zu, brechen die ruhenden CPs oftmals in eine Konfiguration mit offenem Ende auf und leiten die nächste Entladung über die Verarmungshülle ein. Dies verleiht ihnen einen „nächsten Anstoß“ für ein fortgesetztes Wachstum. Wenn man sich diesen komplizierten Prozess vor Augen führt, wird klar, weshalb

• es normalerweise zunächst zu einer langen „Inkubationszeit“ kommt, bevor die Kathode damit beginnt, Überschusswärme zu produzieren;

• es zu einem „Nachglühen“ kommt – die Kathode also, nachdem sie aus dem Wasser gehoben wurde, manchmal noch bis zu einer Stunde lang Wärme produziert. In dieser Zeit des „Nachglühens“ verursachen die CPs in ihren Kathodenkratern noch so lange Kernreaktionen, bis sie schließlich zerfallen.

• eine Kathode, die in einer vorangegangenen Versuchsreihe große Mengen an Wärme produziert hat, in einer nächsten Versuchsreihe viel schneller wieder in Betrieb genommen werden kann als eine neu gefertigte Kathode (selbst noch nach mehreren Tagen). Dabei bleiben zumindest die Krater zwischen den Versuchsdurchläufen erhalten, wenn auch nicht die CPs in ihrem Inneren.

• die Überschusswärme und die nukleare „Asche“ an der Oberfläche der Kathode erzeugt werden, und nicht in ihrem Inneren.

Ohne hier ins Detail zu gehen, lässt sich sagen, dass es noch viele weitere LENR-Experimente gibt, bei denen die Forscher die Existenz von Plasmoiden entweder übersehen haben oder sie die Wirkung der Plasmoide lediglich auf die „Reinigung der Oberfläche“ beschränkt sahen. Häufig wurden auf die aktive Oberfläche des Reaktors per Plasmasputterung dünne Filme aufgebracht. In all diesen Fällen sollte die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, dass die Plasmoide langlebige CPs hervorgebracht haben, welche wiederum die beobachtete Überschusswärme produziert haben.

LENR erzeugt eine Menge „Schmutz“, genauer gesagt transmutierte Elemente und Erosionsrückstände. Welchen Sinn macht es dann noch, die Oberfläche in einem LENR-Reaktor zu reinigen?

1.17 Diskrepanzen und die Frage der supraleitenden CPs

Die Berechnungsergebnisse des aktuellen Modells von den CPs stimmen nicht in allen Fällen mit den experimentellen Ergebnissen überein. Einige Beispiele:

• Um die CPs in Gang zu setzen, verwendete Ken Shoulders für seinen „Pico-Pulser“ in Reihenschaltung mit der Kathode einen 1 kΩ-Widerstand. Die für die CPs berechneten intrinsischen Ströme liegen jedoch weit über dem, was durch einen solchen Widerstand fließen könnte.

• Die berechneten Bildungsenergien liegen 10 bis 90 keV über dem, was für die Längenstabilität Kondensierter Plasmoide erforderlich wäre.

• Das Erscheinen von CPs in LENR-Experimenten, bei denen keine starken Stromimpulse zum Einsatz kamen, würde auf viel geringere Bildungsenergien hindeuten.

• Die Elektron-Phonon-Kopplung könnte für das beobachtete Fehlen von Widerstandsverlusten in CPs zu hoch liegen, wofür bislang jedoch noch keine Berechnungen angestellt wurden.

Eine (ferne) Möglichkeit zur Beseitigung der beschriebenen Diskrepanzen bestünde in der Annahme, dass die CPs supraleitend sind oder zumindest eine supraleitende Phase des Elektronengases aufweisen. Eine detaillierte Analyse dazu liegt noch nicht vor.

Um supraleitenden CPs eine gewisse Plausibilität zu verleihen, müsste die Stärke der Elektron-Phonon-Kopplung für die CPs berechnet werden (was auf jeden Fall von Nutzen wäre). Auf der Grundlage dieses Ergebnisses müsste die Bindungsenergie eines Cooper-Paares berechnet werden. Um eine Bose-Einstein-Kondensation bei 1500 Grad Celsius oder mehr zu ermöglichen, muss die Bindungsenergie hoch genug ausfallen. Ist dies gegeben, muss die maximale Stärke des Magnetfeldes ermittelt werden, der das Kondensat standhalten kann. Nur wenn all diese Voraussetzungen durch die CPs erfüllt sind, lohnt es sich, ein detailliertes Modell zur supraleitenden CPs zu entwickeln.

Unter der Annahme, dass supraleitende CPs tatsächlich existieren, ergaben sich einige interessante Schlussfolgerungen:

• Viele Elektronen könnten denselben quantenmechanischen Zustand im Bose-Einstein-Kondensat teilen, wodurch die mittlere kinetische Energie der Elektronen um vielleicht 10 bis 100 keV gesenkt würde.

• Das Magnetfeld, der Axialstrom und die mittlere axiale Geschwindigkeit der Elektronen wären viel geringer.

• Die Dichte der CPs könnte dennoch gleich bleiben, da sowohl der Entartungsdruck des Elektronengases als auch der magnetische Druck des z‑Pinches gemeinsam verringert werden.

Beide Aspekte bedürfen weiterer Forschung, um die aufgeführten Diskrepanzen anzugehen und die Möglichkeit von supraleitenden CPs zu erforschen (sofern letzteres ernsthaft in Erwägung gezogen wird).

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Hamiltonian, wie er zur Berechnung der aktuellen Ergebnisse zur Anwendung gekommen ist, um einen Term für die Anziehungsenergie zu erweitern, dessen Ursprung bislang unbekannt ist. Um die aufgeführten Diskrepanzen zu beseitigen, müsste dieser Term die Bildungsenergie mit zunehmender Dichte verringern.

1.18 Sind die CPs in der Umwelt allgegenwärtig?

Keith A. Fredericks hat auf fotografischen Filmen und auf Kernemulsionen, die weder LENR-Experimenten noch elektrischen Entladungen ausgesetzt waren, mysteriöse „Spuren“ untersucht. Er fand und dokumentierte dieselbe Art von Mustern, die auch auf den Röntgenfilmen und den Nuklearemulsionen zu sehen waren, welche zur Dokumentation dieser „merkwürdigen Strahlung“ im Rahmen von LENR-Experimenten verwendet wurden. Dies ist schon ziemlich verblüffend: Muster, von denen man bisher annahm, dass sie typisch für LENR-Umgebungen sind, wurden nun auch in einer Umgebung ohne LENR festgestellt.

Für die Interpretation der Ergebnisse von Fredericks gibt es mehrere Möglichkeiten:

• Eine unbeabsichtigte elektrostatische Entladung in Verbindung mit der Handhabung der Filme hat zu CPs geführt, denen die Filme dann ausgesetzt waren. Würde dies zutreffen, wären für die Entstehung von CPs viel geringere Ströme erforderlich als jene durch die Strommodellierung berechneten intrinsischen CP-Ströme.

• Die CPs könnten in der natürlichen Umgebung allgegenwärtig sein und eine lange Lebensdauer aufweisen. Wäre dies der Fall, müsste man die Beobachtungen dieser „merkwürdigen Strahlung“ durch Urutskoev und andere Autoren einer kritischen Betrachtung unterziehen. So könnten einige der beobachteten Muster auf den natürlichen Hintergrund und nicht auf ein LENR-Experiment zurückzuführen sein. Außerdem müssten die Quellen für diesen natürlichen CP-Hintergrund identifiziert werden.

Noch stehen nicht genügend Daten zur Verfügung, um über diese Alternativen zu urteilen. Nichtsdestotrotz werden die von Fredericks dokumentierten Muster im Kapitel 2 als Abdrücke von CPs behandelt.