Po více než tři desetiletí přenášela fráze „studená fúze“ a Whiff of Promise a také skandál. V roce 1989 chemici Martin Fleischmann a Stanley Pons oznámili, že se zdálo, že jednoduché experimenty s palladiovými elektrodami v těžké vodě produkují více tepla, než by mohla chemie vysvětlit. Pokud je to pravda, znamenalo to, že jaderná fúze, energetický proces, který je normálně náročný teploty teplejší než na slunci, by mohl být vystaven ze sklenice vody. Myšlenka slíbila levnou a neomezenou čistou energii.
Pokusy o replikaci však rychle selhaly. Americký panel energetiky později v tomto roce zamítl nároky a případ chladné fúze zchladl.
Přesto vědecká lákadlo úplně nezmizelo. Jako Curtis Berlinguette, chemik z University of British Columbia, a jeho spolupracovníci tvrdili v a 2019 článek v Příroda„Pokračující skepticismus chladné fúze je oprávněný, ale tvrdíme, že před tím, než bude tento jev vyžadován další zkoumání příslušných podmínek.“
Tato skupina provedla multiinstituční program, aby prozkoumal vysoce hydrádované kovy, kalorimetrii v extrémních podmínkách a nízkoenergetické jaderné reakce. Nezjistili žádné důkazy o neobvyklé produkci tepla – ale odhalili nové poznatky o tom, jak kovy jako palladium absorbují vodík a deuterium.
Výkon hustoty
Rychlý posun vpřed do srpna 2025, když se Berlinguette znovu objevil jako vyšší autor na a Nová studie v Příroda. Tentokrát tým oznámil, že staví „reaktor fúzního fúze“, který používal iontovou implantaci i elektrochemické zatížení k řízení jaderných reakcí v Palladiu. Studie se zastavila dobře při generování energie. Místo toho systém produkoval neutrony ekvivalentní asi miliardu watt fúzní síly při konzumaci 15 W vstupní elektřiny. Je důležité, že prokazuje, že elektrochemický proces v energetické stupnici elektronového (EV) by mohl měřit jaderné reakce v měřítku milionů elektronů (MEV).
Toto spojení mezi chemií a jadernou fyzikou je zásadní. Standardní přístupy k jaderné fúzi-používání tokamakových reaktorů, jako jsou zařízení ITER ve Francii nebo vysoce výkonné laserové zařízení, jako je v Národním zapalovacím zařízení v USA-se spoléhají na vytápění plazmy na více než 100 milionů stupňů C a omezují je magnetickými polími nebo setrvačností. Tyto experimenty dosáhly energie potřebné pro fúzi, ale za obrovské technické náklady (několik miliard dolarů). Naproti tomu kovy jako palladium přirozeně absorbují izotopy vodíku při extrémně vysokých hustotách.
Jak řekl článek 2025, „hustota paliva deuteria 1028 m-3 lze snadno dosáhnout v pevné kovové mřížce. “
Tato hustota leží mezi tím, čeho dosáhne magnetického a inerciálního uvěznění, ale s mnohem jednoduššími prostředky.
Tým byl také motivován historií. Fleischmann a pons přiřadili své nadbytečné teplo deuteriovým jádrům spojujícím se uvnitř palladia. Jejich důkazy byly slabé: nehlásili žádné jasné jaderné podpisy, jako jsou neutrony nebo tritium, na hladinách v souladu s fúzí. Na druhé straně se nový tým zeptal: Co kdyby elektrochemie mohla změnit pravděpodobnost jaderných událostí, nikoli teplem, ale zvýšením místní hustoty paliva a změnou podmínek uvnitř kovové mřížky?
Načítání palladia
Nové zařízení vyvinuté týmem bylo jmenováno „Thunderbird Reactor“. Nejedná se o elektrárnu, ale testovací lože určené ke kontrole, zda může chemie skutečně řídit jadernou fyziku. Tým se výslovně vyhnul měření tepla a místo toho se zaměřil na jednoznačné jaderné signály.
Reaktor Thunderbird je kompaktní akcelerátor částic, který se hodí na laboratorní lavici. V testech kombinoval tři prvky: plazmatický thruster, který generoval deuterium ionty (D+), vakuová komora, kde byly tyto ionty urychleny směrem k cíli a elektrochemická buňka připojena k zadní části tohoto cíle.
Cílem byl 300-mikrometrový disk Palladium. Na jedné straně plazmový plášť poháněný ionty napětí 30 kV do palladia, který jim implantuje zlomek hlubokého mikrometru. Na druhé straně, palladium sloužilo jako katoda v elektrolýze těžké vody a absorbovala další atomy deuteria z těžké vody (D (D2Ó). Tato kombinace sil zajistila, že extrémně vysoká koncentrace deuteria vstoupila do kovové mříže Palladium kolem 1028m-3.
K detekci fúze použili členové týmu mimo komoru detektor scintilace citlivého na neutrony. Sofistikovaná technika tvarování pulsů jim umožnila oddělit neutrony od gama paprsků s více než 99,9999% důvěrou.
Telltale Signs
Schematická ilustrace ukazující pracovní princip reaktoru Thunderbird. Vstup plynu deuteria je na dně a elektrochemická buňka je nahoře. Palladium pláště je viditelné uprostřed. | Foto kredit: Nature Vol. 644, strany 640–645 (2025)
Tým tak uvedl dva hlavní výsledky.
Za prvé, jednoduše bombardování cíle Palladium deuterium ionty produkovalo emise neutronů v souladu s fúzí DD. Po 30 minutách provozu se výroba neutronů stabilizovala asi 130-140 za sekundu, což je daleko nad pozadí 0,21 počtů za sekundu. Počítačové simulace potvrdily, že energetické spektrum neutronů odpovídá fúzi DD.
Zadruhé, když byla elektrochemická buňka zapnutá, aby se načítala extra deuterium do cíle, produkce neutronů se dále zvýšila. Tento účinek byl reprodukovatelný na více cílech a cyklech.
Celkový výkon však byl nepatrný. Jak autoři uznali ve svém příspěvku, „Reaktor Thunderbird produkuje výnos neutronů ekvivalentní pouze 10-9W s 15 W vstupního výkonu. “
Kulturní důsledky
Okamžitá implikace je spíše vědecká než praktická: experiment prokázal, že chemický proces (elektrolýza těžké vody) by mohl měřit míru jaderné reakce. Kontrola toho, jak deuterium zatíží do kovové mřížky, tedy může být způsob, jak studovat jaderné procesy při energiích daleko pod těmi ve hvězdách nebo reaktorech.
Pro širší fúzní komunitu je výsledkem přístup, který doplňuje tokamaky a lasery. Příspěvek zdůraznil, že „je zapotřebí mnoho dalších pokroků, aby reaktor Thunderbird dosáhl čistého energetického zisku“. Mezi návrhy autorů patří použití kovů, jako je niobium nebo titan, které mohou hostit vyšší koncentrace deuteria, a pomocí zdrojů plazmy, které dodávají více iontů. Existuje dokonce spekulace o využití kvantových koherence nebo sekundárních reakcí zahrnujících tritium a helium-3.
Stejně důležité je však kulturní důsledek. Otevřeným uznáním selhání minulosti, ale pečlivě definoval novou cestu, nový tým konverzoval. V příspěvku z roku 2019, Berlinguette & Co. Poznamenal: „Nalezení průlomů vyžaduje riskování a my tvrdíme, že revize studené fúze je riziko, které stojí za to podstoupit.“ Studie 2025 zase si nežádala o zázrak, ale ukázala, že pečlivá věda v kontroverzní oblasti může stále přinést nové znalosti.
Ve skutečnosti v roce 2018 samotné některé indické skupiny začaly učinit předběžné nové kroky ke studiu jaderných reakcí s nízkou energií. Bývalý hlavní kontrolor a obranná výzkumná a vývojová organizace (DRDO) Významný vědec Prahlada Ramarao to řekl Hindu Pak: „Pokud to nepřijmeme a ostatní uspějí, budeme muset zaplatit za jejich duševní vlastnictví. Pokud všichni z nás selžou, je to dost fér.“
Existují také materiální důsledky. Schopnost Palladia absorbovat izotopy vodíku je velmi zajímavá pro skladování a katalýzu energie. Zde vyvinuté metody elektrochemického vložení by mohly napomoci palivových článků a chemii hydrogenace. Jak uvedla perspektiva z roku 2019: „Absorpce vodíku do palladia je aktivní oblastí pro zkoumání toho, jak interakce s kovovým rozpočtem ovlivňují vlastnosti relevantní pro ukládání energie, katalýzu a snímání.“
Skepticismus také zůstává nezbytný. Epizoda z roku 1989 ukázala nebezpečí nadměrného nároku; Současná práce se tomuto úskalí vyhýbala hlášením skromných výsledků. Zda lze tento účinek zvětšit nebo využít, je třeba vidět. Studie však však může znovu otevřít dveře pro financování a výzkum, které byly předtím uzavřeny.
mukunth.v@thehindu.co.in
Publikováno – 5. září 2025 06:00
