Kalte fusion

hallo leute!

hab in einem artikel etwas über die kalte fusion gelesen.
(im zusammenhang mit vielleicht möglichen energieproblemlösungen)
leider ging der autor davon aus, das jeder weiß was das ist.
könnt ihr mir das mal leichtverdaulich beibringen?

dankend gernot

Hallo,

vor ein paar Jahren behaupteten 2 Forscher (Chemiker AFAIK), sie haetten in einem Becherglas eine Fusion zustande gebracht.
Die Theorie:

in die Fluessigkeit (Wasser + irgendwas zum leitfaehig machen) werden Elektroden aus einer Palladiumlegierung gehaengt. Palladium ist fuer Wasserstoff relativ durchlaessig. Der Wasserstoff aus der Loesung diffundiert also beim Anlegen einer Spannung in die Elektrode (es liegt immer ein Teil des Wassers in Form von H3O+ vor).
In der Elektrode wird die gegenseitige Abstossung der Wasserstoffionen (= Atomkerne) ueberwunden und sie kommen sich nahe genug, dass die Kernkraefte wirken koennen. Damit fusionieren sie.

Festgestellt wurde das dadurch, dass das Wasser sich etwas staerker erwaermte als es durch den Strom allein haette sein duerfen.
Es wurde aber offensichtlich uebersehen, dass die Forscher eigentlich tot sein muessten. Bei der Fusion, die zu einer entsprechenden Mehrerwaermung gefuehrt haette, waere derart viel Strahlung freigesetzt worden, dass sie das nicht ueberlebt haetten.
Eine zeitlang wurde noch in Japan daran weitergeforscht, bis die Experimente eingestellt wurden.

Das ist der Stand meines Wissens. Ob es in dieser Hinsicht etwas Neues gegeben hat, weiss ich nicht.

Gruss, Niels

Das ist der Stand meines Wissens. Ob es in dieser Hinsicht
etwas Neues gegeben hat, weiss ich nicht.

Derartige Experimente werden auch heute noch durchgeführt und wie damals liefern sie wiedersprüchliche Ergebnisse. In manchen Experimenten kommt es zu den beschriebenen Wärmeeffekten und sogar zur Bildung von Helium und schnellen Neutronen, wie sie für die Kernfusion typisch sind und in anderen Fällen passiert nichts. Sehr seltenen kommt es allerdings auch zu Explosionen, bei denen plötzlich so große Energiemengen freiwerden, daß die gesamte Versuchsanordnung zerstört wird.

Eine solche explosive Energiefreisetzung dürfte es gewesen sein, die Fleischmann seinerzeit bewog seine Entdeckung voreilig als Lösung des Energieproblems zu verkaufen. Was er nicht ahnte war, daß es extrem schwierig ist, diesen Effekt zu reproduzieren. Als also andere Experimentatoren versuchten seine Experimente zu wiederholen, passierte nichts, was unweigerlich dazu führte, daß der Effekt als nicht existent und Fleischmann als Schwindler hingestellt wurde.

Allerdings ist auch denjenigen, die Fleischmanns Hypothese als grundweg falsch deklarierten ein Irrtum unterlaufen. Bei den meisten von ihnen handelt es sich um Kernphysiker, die infolge ihrer Betriebsblindheit die Möglichkeit ausgeschlossen haben, daß der Effekt beispielsweise auch von chemischen Eigenschaften des verwendeten Palladiums beeinflußt werden könnte. Da in Atommeilern und Fusionsreaktoren derartige Parameter keine Rolle spielen wurde wie selbstverständlich vorausgesetzt, daß das auch in diesem Fall so sein müsse. Folglich hat man einfach das nächstbeste Stück Palladium in ein Wasserglas gehängt, Strom angelegt und nichts beobachtet. In Versuchen, bei denen die von Fleischmann beschriebenen Bedingungen bis hin zur aufwendigen chemischen Vorbehandlung des Palladiums peinlich genau eingehalten werden, zeigen sich aber immer wieder die von ihm beschriebenen Erscheinungen (manchmal aber leider auch nicht).

Momentan sieht es so aus, als ob der Effekt zwar existiert, aber (mit Ausnahme weniger nicht reproduzierbarer Einzelfälle) so wenig Energie liefert, daß er technisch nicht nutzbar ist. Es gibt sogar Hinweise darauf, daß die Fusion im Becherglas nur ein Beispiel für eine ganze Gruppe von Effekten ist, die man unter dem Begriff Chemical Assisted Nuclear Reactions zusammenfaßt und die durch Kernreaktionen gekennzeichnet sind, welche als Begleiterscheinungen chemischer Reaktionen auftreten und für die es mittlerweile auch theoretische Erklärungen gibt.

Ein besonders exotischer Fall ist die Entstehung von Gold bei der Zündung eines Gemisches vom Kalomel und Schwarzpulver. Auch wenn dabei offenbar nur wenige Quecksilberatome in Gold und Platin umgwandelt werden, sind vermutlich Heerschaaren von Alchimisten mit ihren Versuchen zur Goldherstellung erfolgreich gewesen, ohne es zu wissen.

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Ganz so geht’s nicht!
Hi,
eine Bemerkung vorne weg: die von Pons und Fleischmann beschrieben „kalte Fusion“ hat sich niemals ausserhalb ihres eigenen Labors reproduzieren lassen und ist ausgemachter Humbug. Trotzdem ein paar Worte zur Theorie:

Hallo,

vor ein paar Jahren behaupteten 2 Forscher (Chemiker AFAIK),
sie haetten in einem Becherglas eine Fusion zustande gebracht.
Die Theorie:

in die Fluessigkeit (Wasser + irgendwas zum leitfaehig machen)
werden Elektroden aus einer Palladiumlegierung gehaengt.
Palladium ist fuer Wasserstoff relativ durchlaessig. Der
Wasserstoff aus der Loesung diffundiert also beim Anlegen
einer Spannung in die Elektrode (es liegt immer ein Teil des
Wassers in Form von H3O+ vor).

Also ganz so läuft die Sache nicht ab. An den Elektroden findet zunächst einmal die Elektrolyse des Wassers statt (es handelt sich bei dem von Pons und Fleischmann beschriebenen Versuch übrigens um schweres Wasser, das statt „normalen“ Wasserstoffes Deuterium enthält. Deuterium enthält im Atomkern neben einem Proton ein Neutron. Für die Kernfusion ist dieses Neutron sehr wichtig, da sonst kein Helium, das eigentliche Produkt der Fusion, gebildet werden kann). Dabei werden die Wassermoleküle in Deuterium und in Sauerstoff zerlegt. Das Deuterium diffundiert in die Palladiumelektrode ein. Wichtig dabei ist, das keine Ionen, sondern Atome ins Metall diffundieren.

In der Elektrode wird die gegenseitige Abstossung der
Wasserstoffionen (= Atomkerne) ueberwunden und sie kommen sich
nahe genug, dass die Kernkraefte wirken koennen. Damit
fusionieren sie.

Palladium hat die Fähigkeit, sehr viel Wasserstoff bzw. Deuterium einlagern zu können (daher ist es auch als „Tank“ für wasserstoffgetriebene Fahrzeuge im Gespräch). Im Palladium sollen nun die Deuteriumatome „zusammengequetscht“ werden, und zwar so weit, daß die Abstoßung der Elektronenhülle und der Atomkerne überwunden wird und aus zwei Deuteriumatomen ein Heliumatom entsteht.

Festgestellt wurde das dadurch, dass das Wasser sich etwas
staerker erwaermte als es durch den Strom allein haette sein
duerfen.

Neben der Wärmeentwicklung wurden angeblich auch Neutronen nachgewiesen.

Es wurde aber offensichtlich uebersehen, dass die Forscher
eigentlich tot sein muessten. Bei der Fusion, die zu einer
entsprechenden Mehrerwaermung gefuehrt haette, waere derart
viel Strahlung freigesetzt worden, dass sie das nicht
ueberlebt haetten.
Eine zeitlang wurde noch in Japan daran weitergeforscht, bis
die Experimente eingestellt wurden.

Das ist der Stand meines Wissens. Ob es in dieser Hinsicht
etwas Neues gegeben hat, weiss ich nicht.

Gruss, Niels

Gruß, FLorian

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die von Pons und Fleischmann beschrieben „kalte Fusion“
hat sich niemals ausserhalb ihres eigenen Labors
reproduzieren lassen und ist ausgemachter Humbug.

Diese Einschätzung ist genauso übertrieben, wie die ursprünglichen Behauptungen von Pons und Fleischmann. Tatsächlich findet man allein bei Subito (http://www.subito-doc.de/subito/admin/login.htm) unter dem Suchbegriff „cold fusion“ 169 Veröffentlichungen aus den letzten zehn Jahren und viele davon bestätigen die Beobachtungen von Pons und Fleischmann.

Eine davon möchte ich hier stellvertretend zitieren (Übersetzung von mir):

_Andrei G. Lipson, Shigeru Miyashita, Ryoichi Shimada, Naoto Asami (Inst. Applied Energy, New Hydrogen Energy Lab., Sapporo, Japan), Tadahiko Mizuno, Tadashi Akimoto (Hokkaido Univ., Dept. Nucl. Engr., Sapporo, Japan), Boris F. Lyakhov (Inst. Physical Chem., The Russian Acad. Sci., Moscow, Russia), „Nuclear Emissions in Au/Pd/PdO:smiley:(x) System Induced by Exothermic Deuterium Desorption,“

Es wurde bereits früher gezeigt, daß exotherme Deuterium-Desorptionen aus Au/Pd/PdO:smiley: von Neutronen-, Gamma-, Protonen- und Alpha-Emissionen begleitet sind. Die Emissionen wurden unter Luft während der D-Desorption im Anschluß an eine elektrochemische Beladungs dünner Heterostrukturen in 1m NaOD-Lösung gemessen. […] Die Spektren der Protonen- und Alpha-Strahlung bestehen aus zwei Peaks im Bereich von 1,5 MeV und zwischen 4 und 6 MeV. Der Peak zwischen 1 uns 2 MeV kann Protonen einer dd-Reaktion zugeordnet werden, wobei ein Energieverlust beim Verlassen der Heterostruktur berücksichtigt wurde. Der Peak im hohen Energiebereich stellt möglicherweise die Signatur einer Vielkörper-dd-Reaktion dar. Die Peaks des neutronen-Spektrums liegen bei 2,5 MeV und zwischen 4 und 5 MeV._

Die „kalte Fusion“ konnte also durchaus von anderen Arbeitsgruppen in anderen Forschungseinrichtungen reproduziert werden.

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Allerdings ist auch denjenigen, die Fleischmanns Hypothese als
grundweg falsch deklarierten ein Irrtum unterlaufen. Bei den
meisten von ihnen handelt es sich um Kernphysiker, die infolge
ihrer Betriebsblindheit die Möglichkeit ausgeschlossen haben,
daß der Effekt beispielsweise auch von chemischen
Eigenschaften des verwendeten Palladiums beeinflußt werden
könnte.

Hallo

Ohne Kernphysiker zu sein würde ich auch prinzipielle Skepsis anmelden wollen.

Chemische Effekte spielen sich im Energiebereich eV ab. Kernphysikalische Effekte im Bereich KeV bzw in Deinem Zitat ist von MeV die Rede. Wir haben hier also einen Grössenordnungsunterschied von 1000 bis 1000000. Dieser muß zunächst einmal erklärt werden.

Die einzige Erklärung, die ich mir vorstellen könnte ist ein Effekt dessen Energieinhalt statistisch verteilt ist mit einem Peak im besagten eV Bereich und einer (i.A exponentiell) abfallenden Kurve. Dann wären vereinzelte Vorkommen von hochenergetischen Ereignissen denkbar - aber ebenso wäre dann klar, daß der Effekt niemals einen praktischen Nutzen hätte.

Gruß
Thomas

danke! o.T.

Die einzige Erklärung, die ich mir vorstellen könnte ist ein
Effekt dessen Energieinhalt statistisch verteilt ist mit einem
Peak im besagten eV Bereich und einer (i.A exponentiell)
abfallenden Kurve.Dann wären vereinzelte Vorkommen von
hochenergetischen Ereignissen denkbar

Das ist eine der üblichen Erklärungen und bei der großen Zahl von Atomen im Reaktionsgemisch dürften tatsächlich ein paar davon die nötige Ergie erreichen.
Es gibt aber mittlerweile auch Hypothesen, nach denen durch bestimmte Wechselwirkungen zwischen den Atomen, Löcher in der Potentialbarriere entstehen, wodurch die notwendige Aktivierungsenergie für eine Kernreaktion um Größenordnungen gesenkt wird. Da das beim Kernzerfall keine Rolle spielt und in Fusionsreaktoren die Plasmadichte für derartige Wechselwirkungen zu gering ist, lassen sich die Konsequenzen dieser Hypothesen leider nicht an gewöhnlichen Kernreraktoren, sondern nur in Versuchsanordnungen, wie der Fleischmann-Zelle überprüfen, die bis heute alles andere als reproduzierbar arbeiten.

aber ebenso wäre dann klar,
daß der Effekt niemals einen praktischen Nutzen hätte

Deshalb wurden alle Institute, die eigens zur Untersuchung der „kalten Fusion“ gegründet wurden, mittlerweile wieder dicht gemacht. Alles was zur Zeit auf diesem Gebiet läuft ist Grundlagenforschung ohne absehbaren wirtschaftlichen Nutzen.

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