冷核聚变与E-CAT.docxVIP

冷核聚变背景与E-CAT 冷核聚变（Cold Fusion）是指在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生的核聚变反应。核聚变反应中，多个轻原子核被强行聚合形成一个重原子核，并伴随能量释放。它的专业名称是“低能核反应”。Andrea Rossi于2011年11月8号在美国物理学家组织网上发表一篇报告，宣称他们制造出名为“E-CAT”的镍氢冷核聚变装置，已经成功实现冷核聚变，不久即将批量生产并投入实际使用。与传统的核聚变不同，传统核聚变主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（氦），并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。这个过程需要克服原子之间的库伦静电力排斥作用，因此需要极在高温度下，原子运动达到极致才有可能实现氢原子的碰撞融合，同时还要将原子束缚在反应腔内保证其不外溢，通常用到的手段是强磁场约束和惯性约束，前者耗资巨大，实验室条件下虽已接近成功，但要达到工业应用还差的很远，后者首先在氢弹中实现不可靠核聚变，当时采用原子弹引爆，但现有激光束或粒子束所能达到的功率有限，加上其他种种技术上的问题，使受控惯性约束核聚变仍然是可望而不可及。 大约在1984年，有两位电化学家开始关注起在低温下产生聚变的课题。一位是马丁·弗莱西曼，英国皇家学会的成员和南安普敦大学的电化学研究教授；另一位是斯坦利·庞斯，美国犹他大学的化学教授。他们设想，如果强行把两个氘（氢元素的一个变种）原子核挤进一个容不下两个原子核的小空间，这两个氘原子核就有可能发生聚合。金属钯的分子结构便提供了适合这种要求的小空间。 1989年3月23日，弗莱西曼和庞斯突然举行新闻发布会，宣称在实验室的小型装置上，用钯作阴极电解重水，实现了常温常压下的“冷核聚变”。消息传出，整个科学界似乎都乱了套,但是，始终没有人成功地重复出弗莱西曼和庞斯的实验结果，他们俩的故事也就成了科学界几乎人人皆知的反面教材。 1989年11月,美国能源部组织成立的一个由22人组成的专家小组,在经过6个月的调查后,对冷核聚变给出了否定性的结论。美国能源部的这一报告，其影响当然超出了美国国内，对全世界这一领域的研究都带来了巨大的否定性影响。时至今日，国际权威学术刊物仍拒绝发表支持冷核聚变的实验结果。对于冷核聚变的许多进展很多人不以为然，抱着全然否定的态度。 虽然主流科学界对冷核聚变持否定态度，但是也有许多科学家并未就此罢休，22年来，不断有人坚持探索“冷核聚变”的可能性。1989年后的十年里，美国海军实验室进行了超过200次实验，研究核反应产生的能量是否多于消耗的能量。美国麻省理工学院的彼得·哈格斯坦教授一直在进行“冷核聚变”研究；波特兰州立大学的约翰·达西教授不仅自己相信“冷核聚变”存在，还培养了一群弟子继续这项研究；意大利的奥古斯都－蒙梯大学在重复“冷核聚变”实验中还取得了不小进展；德国、日本、以色列等国的科学家也在继续这项实验，他们甚至联合起来，成立了一个“国际冷核聚变科学协会（ICCF）”，每隔一年半组织一次学术研讨会。 2013年4月16号美国专利局授予美国海军秘书长一项名为“生成粒子的系统和方法”的专利，这是时隔24年后美国官方首次承认冷聚变技术，也是Focardi和Rossi理论的第一个官方依据。 与传统核反应堆不同，“E-CAT”装置不用放射性铀、鈈为燃料，而是利用普通的非放射性镍和氢为原料。将极微小的镍粉颗粒放在一个容积为一升的小容器中，与一些未公开的（知识产权的原因）非放射性催化剂混合，和氢气一起加温加压，温度升到450—500摄氏度左右，即开始发生核聚变反应，同时产生大量的热能。镍和氢价格便宜，储量丰富，储存运输成本低。而“E-CAT”装置用料又非常的节省。100克镍粉至少可供10千瓦级镍氢冷核聚变装置使用半年，10千克镍粉可供兆瓦级镍氢冷核聚变装置使用半年。以煤耗357克/千瓦时计算，燃10千克镍粉即相当燃1500吨煤，二者相差15万倍。另据罗西计算，一克镍粉释放的能量相当于500桶石油。现在一磅镍价值不到20美元。因此，罗西的镍氢冷核聚变装置运行所耗燃料的价值是微不足道的。 Rossi的首个原型装置于2011年下半年出现，通过将多个催化模块连接到一块可以产生更多的能量。其中一个反应器已经连续运行超过两年，为一个工厂提供全部的能源，意大利Bologna大学对该装置的研究超过一年，2011年在美国演示了1MW的系统，随后在希腊建造了1MW的发电厂。而现在（2013年5月7日），Rossi 1MW的E-CAT军用发电厂已经交付给美国佛罗里达州。通过对2011年10月份的设备进行改进，Rossi最近想美国客户提供了升级版本，并于2013年4月30号到5月1号完成了历时24小时的测试，如今设备已经运抵美国，安装调试完成后发电厂就可以并网发