2.日本已获得室温核聚变的突破性进展

日本大阪大学工学部的高桥亮人教授 1994 年 1 月 27 日在名古屋举行的“在磁场中的非线性现场应用问题国际会议”上发表了他的实验结果。实验使用的电解装置是以 1 毫米厚的高纯金属钯做阴极,阳极是白金线圈。电极

全部浸在重水里电解。电极间通过的电流每 6 小时以 0.25 安培和 4.2 安培交替变动。

从 1993 年 12 月 20 日开始实验出现发热反应。0.25 安培低电流时发生50~70 瓦的热,4.2 安培电流时发生 200~250 瓦的热。电解时使用的电力, 在低电流时为 1.25 瓦,在高电流时为 90~110 瓦,所以放出的热量是以低电电解时使用电力的几十倍。

将放出热量减去消耗电量,平均盈余约 150 瓦,这部分功率产生余热。

从实验开始,放出的热能合计为 200 兆焦耳。

以核反应堆核燃料棒每 1 立方厘米产生的热量与这次实验相比,后者的

单位比功率大 10 倍。

用精度最高的液体闪烁器测到了中子(中子被认为是发生核聚变反应的证据),因而确认了中子的发生。据测量,发热多则中子数减少,这两者关系也是首次查明的。另外,在实验过程中交换电极后,同样的发热反应继续不断,所以人们认为实验结果是能够再现的。

核聚变研究所教授池上英雄说,中子和发热的关系这样鲜明地显示出来,这还是首次。关于理论,虽然是大胆的设想,但很有趣。至于热功率达消耗的电力的几十倍,这是令人非常惊讶的。但是,要断定这是由于核聚变引起的,还需要继续研究。

日本电信电话公司(NTT)公布,利用简单装置得到大量能量的室温核聚变试验成功,核聚变时发生的 4He 和热量均经证实。迄今一直作为机理不明的发热反应,将使核聚变的可能性取得飞跃发展。

室温核聚变是在 1989 年由美国犹他大学和南安普敦大学的两位教授利用简单装置产生大量热后而发表的,并引起了一场大争论。但由于未观测到核聚变反应证据的 4He 或中子,被认为反应现象不清。而 NTT 则利用自身创制的实验手段测出了核聚变产物 4He,且再现性好,从而解决了这一问题。

实验使用面积 3 厘米×3 厘米、厚度为 1 毫米的钯板,一面涂以氧化膜, 并使之吸收重氢至饱和程度后放于真空容器中,在吸收重氢的一面镀金以防止重氢的逸出。对钯板通电加热后,便可观测到 4He,同时钯极亦温升 100

℃以上,从 4He 的发生量可计算出每秒核聚变的反应次数达千兆次以上。对此,NTT 推论,封闭于钯极中的重氢离子化后带有从高温向低温转移

的特性,从而离子密度升高的局部,重氢离子互相碰撞而结合,从而引起产生 4He 的核聚变反应。

过去的室温核聚变常采取将水电解后并将重氢封闭于电极中的办法进行。由于无法和自然界存在的 4He 和中子区别,故难以证实。而这次 NTT 的试验可算出多少热量是由核聚变产生的,并有很好的再现性,故认为是成功的。如室温核聚变得以实用化后,则核聚变试验装置将可大大简化,这将对世界能源政策带来巨大的影响。

日本文部省核聚变科学研究所池上英雄教授最近向报刊记者系统地发表了他对常温核聚变的观点。他主张“能否产生过剩热的争论阶段已经结束,

下一步应转向材料研究开发和弄清反应机理”。

对氢的吸收率是关键:从实验方面的结果看,只要选用合适的材料作电极,肯定会产生过剩热。如以钯为电极时,当氢的吸收率>0.9%时肯定会产生过剩热,但难度是如何使氢吸收率>0.9%。目前企业对此很关心,参加通产省组织的氢能研究组的共有 15 家(新日铁、日立、东芝、三菱重工、日本电话电讯、三菱原料、日本钢管、富士电机、东京电力、关西电力、中部电力、九州电力、北海道电力,东京煤气和大阪煤气等),其中有关能源的厂家更多关心其动向外,制造厂则在拼命探索。为顺应各厂要求,已委托能源综合工学研究所牵头研究并到国外进行了考察。

距实用还有相当长距离:目前可以完全再现的试验,产热量仅为输入的

  1. 倍,亦有达到 2~5 倍甚至 10 倍的,但很难再现。且往往在未预期时发生,或发生的热量难以控制,所以说产生热量和核聚变的关系尚不明。但从科学上看,产热量达 1.1 倍亦是很大的成就,而从实用看则很不足。

关键是机理不明:常温核聚变这一叫法欠妥,因为能量是否为核聚变所产生的目前证据尚不足。从实验中我们测到了氦、中子和氚,证明是起了核反应,但并非重氢核聚变的 D-D 反应;另产出过剩热已经证实,但尚不能说明两者的关系。

国际研究动态:尽管在一些国家还有人坚决反对常温核聚变的可能,但拥护的人在增多。美能源部一位局长最近就改变了看法,但他已经离开了能源部。马萨诸塞工科大学已请俄国有造诣专家克狄洛夫来做试验。