CN1080765A

CN1080765A - 从量子能阶的相互作用，到控制机率所引起的能量产生

Info

Publication number: CN1080765A
Application number: CN92111508A
Authority: CN
Inventors: 纳尔逊·应; 查尔斯·W·舒尔蒂斯
Original assignee: QUANTUM NUCLEONICS Corp
Current assignee: QUANTUM NUCLEONICS Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 1994-01-12
Also published as: CA2099203A1; KR940006153A; JPH06317685A; EP0576293A1; AU4145993A

Abstract

在一个电化学槽内，冷聚变反应已被证实可随意引发，此槽内含重水，其中的铂与钯电极之间发生电解，此钯电极收集氘离子，经过伽玛射线与α—粒子的放射照射，氘离子可聚变而产生氦。

Description

本发明是一种利用量子能阶间的相互作用来控制“不可控制的量子力学效应”机率的方法，及控制量子力学的变换机率，特别是用于冷聚变反应的形成。

在古典物理学中，当我们谈到“确定”力学事件，例如，“t＝0，如果我们知道一质点的位置、速度及所受的力，则此质点在将来任何时间的位置及速度均可被确定”。

自从量子力学开始发展以来，各种概念，如海森堡的测不准原理及质点一波动的二元论，使我们相信在微观量子世界里，

△X·△P≥1

海森堡的测不准原理是量子力学中根深蒂固的一部分。由于观测者通过观测，而干扰了他要观测的系统，所以对某些互补对，如x，p及t，E低于某种程度的准确性是无法达到的，因为观测者本身不可避免的成为被观测的系统的一部分。

由于这一测不准原理，量子力学的计算结果是用振幅及机率来表示，在散射实验中，通常的经验及观念认为散射的粒点通过原子核所需的时间远比复合原子核（散射质点加上原来的原子核）的衰退时间为短，此复合原子核的衰退与造成此复合原子核的散射无关，同时，这一散射不能影响此复合原子核的衰退，只有机率决定衰退。

我们知道，当复合原子核衰退时，必须存在一个管道，也就是必须遵守质能不减原理及对称定律，同时必须存在有足够的能量去引发此项反应，或是有一个管道能取走多余的能量，以在反应时间内完成能量转换的过程。

然而在量子力学领域中，只要“虚事件”发生在测不准原理所包含的领域中，“虚事件”即使违反物理中的不灭定律但仍可发生。所以波色子-波色子的相互作用/产生，导致冷聚变成为可能。

1927年，弗雷茨·帕尼斯及K·彼得观测到在钯（Pd）金属内的氢原子置于玻璃试管中所产生微量的氦（He）。1940年，F·C·弗兰克及安德雷·萨哈罗夫假设如果用负μ介子代替电子，氘子-氘子的聚变是可能的，到1956年，路易斯·W·阿尔瓦雷兹利用负μ介子注入氘气中，观测到上述现象，但是一般结论认为此项过程太慢而无法产生有意义的能量。从1982年起，美国能源部门开始支持μ介子形成的聚变研究。

在1989年3月23日，B·斯坦利·彭斯及马丁·弗雷什曼召开了一个记者招待会，会上宣布他们在电化学槽内从冷聚变中得到了正能量增益，在他们的电化学槽中，一个铂正极及钯阴极用于重水及锂氢氧化合物的电解液中。除了多余的热能以外，他们也发现有超过背景的中子，最后，他们宣布在他们的伽玛射线能谱中发现了2.2百万伏特的能峰。

斯蒂芬·E·琼斯在1989年4月27日自然杂志的一篇论文中披露他也发现了冷核聚变，但是他所产生的功率远比彭斯及弗雷什曼的为小。

从1989年3月23日以来，世界上很多实验室开始去重复彭斯及弗雷什曼的实验，德州农工大学、莫斯科大学及匈牙利的科苏斯大学均得到了肯定的结果，而麻省理工学院则没有得到肯定的结果。

美国能源部的研究指导董事会召集了一个研究小组，由约翰·R·惠森格及诺尔曼·F·莱姆希担任主席负责研究这一现象，在他们的报告中显示（纽约时报7/13/1989报导）：1.多余热能的产生无法解释，仍需继续研究;2.（在访问了犹他大学、杨百翰大学、加州理工学院、德州农工大学、斯坦福大学及其斯坦福研究院后）这个研究小组尚未看到一个实验结果是没有缺点的，但是;3.多余的热能不是用精确度或是校准误差可以解决的，所以目前这个问题仍无法解释。

彼得·L·哈格尔斯坦、K·H·约翰逊等人及K·B·瓦利提出了他们的理论解释，但是他们发现他们计算的反应速率远低于彭斯及弗雷什曼的实验结果。

用以下的一些已知事实，来得到一些结论，以解释到目前为止似乎仍无法解释的现象：

1.钯金属可以吸收高达自己体积900倍的氘子，在这个吸收过程中，钯金属膨胀同时变得更脆，在氘钯化合物中，氘离子及钯原子存在于电子海中。当温度增加或压力减少时，氘分子可由吸收它的钯金属中放出。

2.在氘分子中，氘子-氘子的距离是0.74 ，在此距离下，聚变速率是每对氘子每秒10^-74，当μ介子替代了电子，或是用钻石高压设备来增加压力时，此聚变速率可增加到每对氘子每秒10^-12。

3.在氘子物质中，不在非平衡状态下，聚变是不会产生的。

4.在四面晶体中，如果不干扰到四面体形状的排列，则小的间隙单位应小于大晶体半径的22.5%;在八面体堆集中的YX，间隙的X的半径应小于Y的半径的41.4%，这样才不会干扰到八面体形状的排列。

5.钯金属的立方紧堆集的原子半径是1.37 。

6.声子协助的穿透，提供了在700

以下运动的主要机理。

7.相同的粒子波色子现象增加了另一波色子进入已被一波色子占据的同一能位的机率。

8.当琼斯的钯阴极表面开始被覆盖时，热能的产生立即停止。

9.聚变热能的产生到底需要多少时间，目前尚未确定。

本发明的一般目的是要证明从古典到现代到超科学的下一步及证明它的第一个应用。

在古典物理中，我们有“即定”机理，而在现代物理中，我们有变换机率。下一步，我们要学习去影响这个机率以达到一个宏观的目标，目前所做到的是创造一个实验环境，使得某些反应的通道存在，由开始条件及边界条件，以及物理中不灭原理的束缚中（就象在激光中利用光子来激发系以产生更多的同相位光子。目前所没有做到而在此考虑的是，利用适合的粒子来影响整个一大类的单一（或复合）粒子而间接影响单一（或更多）的粒子产生，加上其它非注入粒子。

本发明应用于冷聚变的产生以做为一个示范，在此我们将考虑利用α及γ粒子去刺激聚变管道，以大幅度地增加聚变的机率，这样，我们利用α及γ粒子来产生聚变及能量，其中一个通道可能是：D+D→2He⁴+23.8MeV

其中一个完整的次类：是利用波色子去刺激同类入射的波色子的产生（或互补波色子的产生），换句话说，波色子产生更多的波色子以达到相关互补的结果。

第二种次类可从一连串的事件发现，在其中波色子产生更多波色子，它们的相关产物可以再刺激其最后所需要的产品，这一连串的事件可无限延长。

我们可把冷聚变想像为一个氘子，其电子在正常原子轨道上在室温条件下有极微小的机率去与另一氘子聚合，即使以μ介子代替电子，或是氘子推挤到一起利用其他机理，例如用钻石高压设备或是像目前彭斯及弗雷什曼的冷聚变实验等，虽然可增加这极微小的机率，但其效果仍是微小的。

然而，如果不从一个氘子刚好在另一个氘子的核作用力的范围内的几率来考虑，比如说，我们可认为在一段很短的时间内，一个氘子是在另一个氘子的核作用力的范围之内。如果在这段很短的时间内，这个“虚复合原子核”的衰退可以受激，则此“虚态”变成了实际的“能态”，可由实际的结果得到证明，此转换机率可受激而加强，进而导致“虚复合原子核”的衰退。利用α及γ粒子，可产生α、γ及γ′（不同能量的γ粒子）粒子，而从过去低聚合机率的“虚态”造成“受激”的聚合反应。

在钯金属吸收氘分子（D₂）时，它的膨胀表明内部压力的增加，这个压力可经由电解液所提供的氘分子而保持，当电解停止时，温度增加，或是压力减少而导致氘分子从钯金属中渗出。

在电解或其它非平衡状态停止前，氘分子将被挤压，这可从立方堆集于四面或八面体结构中看出，当氘分子受挤时，将导致“钻石高压”状态而没有实际的压力。

声子协助的穿透作用提供了氘子在金属中700度绝对温度以下量子运输运动能力的主要机理，波色子堆集在曾被占据的能态或位置，是一个纯波色子相同粒子的现象。

由于堆集的开始，聚变速率的机率不断增加，一直达到一种自发的聚变，或是如哈格尔斯坦所建议的，一个外来的高能粒子碰撞到一个氘子而开始聚变的连锁反应。不论是自发的聚变或是等待一外来粒子，都依靠机率，这个事件的发生是无法预测的，我们相信这就是为什么彭斯及弗雷什曼等在开始他们的反应时有困难的原因。

一旦反应开始，我们相信有许多管道，这些管道包括

D+D→2He⁴+γ（23.8MeV）

虽然此一管道并不平常，但的确曾经发生过，而且不断传播，因为伽玛射线能激发更多的伽玛射线，导致更多的聚变，而聚变又导致更多的伽玛射线。

伽玛射线可导致更多的伽玛射线而继续一连串反应，或是能经由康普顿散射而进入钯的晶格中，发散热能，这就是我们所谓的“相干”聚变。

为了保持这“相干性”及继续反应，任何伽玛射线没有用来产生晶格热能的必须保留下来以再使用。当然，电解是必须继续以维持非平衡状态及提供更多的氘分子。钯金属的表面也必须保持正常状态以继续吸收氘分子。

为了找到此过程的实际应用，本发明提供了一个方法可随意的开始此连锁反应，在一个图解的形式中，本发明提供了一个连续聚变的方法及在冷聚变的过程中保持热能产生在一个“应槽”（Ying Cell）中，同时提供了一个可随意开始聚变连锁反应的方法。一个聚变槽包含有重水，其中电解反应由电流通过一对在槽内的电极而引发。其中一个电极由钯金属形成，另一电极亦是。由电解而产生的氘离子被钯电极吸收，伽玛射线及α-粒子的放射源置于电解槽附近而使伽玛射线及α-粒子都对准钯电极，这些粒子引发了冷聚变反应，其中氘离子在钯金属内聚变而形成氦离子。

如果将加在二电极上的电压颠倒，反应停止，同时氦离子也开始从电极中被清除。聚变反应可以重新开始，一旦氦离子清除完毕，同时我们把加于两电极的电压转回原始状态。

图1是一个“弗雷什曼”槽的简图。

图2是一个根据本发明的冷聚变系统图。

图3-5是几个不相同的聚变槽的实例，用于图2的系统。

图6-8是几个不同的热能曲线，显示了图3-5的电解槽的热输出。

图9是一个热能曲线图，显示了图5的电解槽在电极再生后的热输出。

图1是一个彭斯及弗雷什曼所提到的过去的旧系统的简图，其中电流由电池（10）被送到含有氘子的电解液（12），同时氧及氘被分离，氘离子到阴极（14）而氧离子到阳极（16）。氘离子被钯阴极吸收，经过一段时间（几天、几周或更长），比原来投入的更多的热能便能被检测到，再经过一段不定期间，热能的释放停止。过去的科学家们无法随意得到这些多余的热能，并且他们也无法延长热能的产生时间。

图2显示了一个利用本发明的冷聚变槽的具体化装置。一个15伏特电池（20）把100微安的电流通过清除装置（22）。此清除装置（一个电极转变开关）能改变电流的极性，它可以人工或自动操作，电流通过清除装置（22）到法拉第屏蔽的内部（24）而进入聚变槽（26），造成电解过程而产生氘离子。聚变槽（26）显示于图3，4和5，它可容20克的D_2O。一个α-粒子放射源（28）及一个伽玛射线源（30）在屏蔽（24）之内串联操作，把它们的放射线对准聚变槽（26）。继续电解过程以提供非平衡状态及氘离子。氘离子继续进入钯阴极，这一点与图1所示的现有系统的过程相类似。

发明人发现这个聚变过程需要一个引发源。他们的研究发现，分别将伽玛射线源（Co⁶⁰）（30）及α-粒子源（Po²¹⁰）（28）串联在一起会运行的很好。申请人发现1微居量的伽玛及α-粒子放射线足够引发聚合反应。另外，由于阴极条件十分重要，清除装置（22）是用来清除及再生钯阴极。一个法拉第罩是用来防止放射线的漏失，热电偶（不在图上）用来测温度，热电偶置于罩内（24）聚变槽（26）上。成功的实验包含有三种不同形状的聚变槽（图3，4及5），在每一个情况下，我们都有一个聚变槽（26）。槽盖（42），二个电接头（44），槽（26）内的重水（D_2O），一个铂阳极（48）及一个不同形状的钯阴极（50）。

在三个不同的聚变槽内，产生了0.37，0.44及0.3瓦特的功率，从电解中的输入功率大约是10-15毫瓦特，这表明功率的增加大约是100到10，000倍。在图6-9，Y轴表示温度的增加，每格代表0.5℃，而X轴表示时间，每格代表275秒，四个曲线显示，置于槽内不同位置的四个热电偶。

我们发现经过1925秒，825秒及530秒后，这三个聚变槽的热产生停止了，我们同时发现在这三个槽停止产生热能时电压是介于0.9至1.2伏特之间，我们决定将每个槽上的电压反转10秒，经过这样的清除，我们发现再生的槽，其电压为0.34伏特。

当我们立即再用此再生的聚变槽时，其结果显示于图9，该聚变槽产生0.5瓦特功率，相当于功率增加1000倍。

总之，本发明比过去的自发性冷聚变方法及装置有下列二点不同且较佳之处：

1.它提供了一个可以随意引发聚变过程连锁反应的方法，而不需要等自发生的聚变或是外来的无序的高能粒子。

2.它提供了一个方法来再生钯电极，使氘离子的吸收能够继续，而造成连续性的操作。

Claims

1、一种利用入射波色子来改变量子过程的最后机率结果的方法，其特征在于包括以下步骤：

引导波色子粒子到一可能的反应点，以受激发射而产生相似的波色子或其它粒子；和

收集受激粒子以用于进一步的反应过程。

2、一种刺激冷聚变反应的方法，其特征在于包括以下步骤：

在盛氘氧化合物的容器内，引发电解反应;

容器内的钯电极吸收了氘离子;和

引导类似波色子的粒子到钯电极而引发氘离子聚变，形成氦离子。

3、由权利要求2的方法，其特征在于，其中的步骤包括引导α-粒子及伽玛粒子流到电极上的步骤。

4、一种引发冷聚变反应的方法，其特征在于包括以下步骤：

从一个放射源连续地引导波色子粒子到一个可能的反应点;并且利用受激发射不断地产生相似波色子或其它粒子。