弗莱施曼-庞斯实验-弗莱施曼-庞斯实验的冷聚变实验

早在1924年,也就是早在人们知道聚变过程之前,柏林大学的freese Paneth和KurtPeters就强迫氢气通过钯阵列,试图产生氦。他们报告说,他们的实验获得了氦4(一种现在被认为表明聚变发生的副产品)。不久,邓一君·德·伯格(JohnTand?Berg)在1927中改进了两人的方法,让电流通过重水后再进入一个钯极,这似乎也显示了廉价生产氦的希望。不幸的是,彭莱塞、彼得斯和唐德·伯杰用来让他们开心的产品是一种幻觉,结果是实验室中的常见污染物。因此,他们的假设是站不住脚的。

在此期间,对裂变的研究一直集中在需要极高温度的方法上。1984左右,两位电工开始关注低温下的熔断这个课题。英国皇家学会会员、南安普顿大学电化学研究教授马丁·弗莱舍曼就是其中之一。另一位是犹他大学的化学教授斯坦利·庞斯。他们设想,如果把两个氘(氢的一种变体)原子核强行挤进一个容纳不下两个原子核的小空间,两个氘原子核可能会聚合。钯的分子结构提供了适合这一要求的小空间。

但是如何才能把氘挤入钯金属的晶格中呢?他们制作了一个简单的电解器。电解槽中的重水含有所需的氘原子,电解槽的阴极由钯制成。他们的假设是,电流从阳极到阴极的移动迫使氘原子核从重水移动到钯晶格中,在那里发生聚变。因为这种聚变会发生在接近室温的地方,所以与发生在极高温度下的聚变相比是“冷”的。弗莱施曼和庞斯显然没有意识到他们在重复皮尔斯、彼得斯和唐德·伯杰的工作。

使用这种方法,弗莱斯曼和庞斯仍然需要解决一个问题:我们如何知道一个电过程真的会产生核事件?找出这一点的主要线索是两个迹象:一个是聚变发生时应该产生的辐射,可以通过测量放射性粒子即中子的数量来确定;另一个是电解槽产生的能量应该肯定大于提供给电解槽的电能,这可以通过测量温度来确定。

1989年春天,马丁·弗莱舍曼和斯坦利·庞斯觉得他们的研究还不够成熟,原计划在发表成果前继续研究冷聚变问题一段时间。然而就在这个时候,他们得知杨百翰大学的几个物理学家也在进行类似的实验,虽然要解决的问题和他们的不一样。庞斯和弗莱舍曼感受到了压力,觉得他们必须尽快发表他们的研究成果。毫无疑问,

他们渴望成为第一个发现冷聚变的人。这时犹他大学的律师和管理层也向他们施压,认为只要庞斯和弗莱舍曼先公布他们的成果,犹他大学在冷聚变上的专利地位就会大大加强,而杨百翰大学的相应地位就会被削弱。正是在这种情况下,弗莱舍曼和庞斯在新闻发布会上宣布,他们在电解池中通过聚合钯晶格中的氘实现了冷聚变。他们解释说,在这个实验中,输出能量至少是输入能量的4倍。