COLD FUSION
凝縮集系核反応・常温核融合


凝縮集系核反応は「常温核融合(コールドフュージョン)」と呼ばれていた。

1989年3月に米ユタ大学で、二人の研究者がこの現象を発表し、世界的に脚光を浴びた。

だが、ユタ大学での報告を受け、各国で一斉に追試が行われた結果、米欧の主要研究機関が1989年末までに否定的な見解を発表、日本でも経済産業省が立ち上げた検証プロジェクトの報告書で、1993年に「過剰熱を実証できない」との見解を示した。

しかし、その可能性を信じる一部の研究者たちが地道に研究を続け、徐々にこの現象の再現性が高まってきた。

2010年頃から、米国やイタリア、イスラエルなどに、エネルギー利用を目的としたベンチャー企業が次々と生まれている。

日本では凝縮集系核反応、米国では「低エネルギー核反応」という呼び名で、再評価する動きが出てきた。

実は、東北大学に新設された凝縮系核反応共同研究部門は、クリーンエネルギー分野のベンチャーや研究室などに投資するクリーンプラネット(東京・港)が研究資金を出し、東北大学が施設や人材を提供するという形で2015年4月に発足した。

「核融合の際に発生する膨大なエネルギーを安定的に、安全かつ低コストで取り出せる道が見えてきたことで、欧米を中心に開発競争が活発化している。

日本の研究者は、これまでこの分野を主導してきた実績がある。

実用化に向け、国内に蓄積してきた英知を結集すべき」。

クリーンプラネットの吉野英樹社長はこう考え、東北大学に資金を投じた。

東北大学・凝縮系核反応研究部門の岩村特任教授と伊藤岳彦客員准教授は、ともに三菱重工業で凝縮集系核反応の研究に携わり、今回の部門新設を機に東北大学に移籍した。

三菱重工は、放射性廃棄物を無害化する技術として、「新元素変換」という名称で地道に研究に取り組み、選択的な元素変換に成功するなど、世界的な成果を挙げてきた。


わずか1年で「過剰熱」を観測

岩村特任教授は、東北大学への移籍を機に、研究のターゲットを放射性廃棄物の無害化から、「熱の発生」に切り替えた。

凝縮集系核反応の応用分野には、発生した熱をエネルギー源に活用する方向性と、核変換によって放射性廃棄物の無害化や希少元素の生成を目指す方向性がある。

現在、クリーンプラネットなど多くの企業、ベンチャーは、実用化した場合の市場規模が桁違いに大きい、エネルギー源の利用を優先して研究を進めている。


実は「熱の発生」に関しても、日本の研究者が世界的な研究成果を挙げてきた。


先駆者は北海道大学の研究者だった水野忠彦博士と大阪大学の荒田吉明名誉教授。

現在、国内では、この二人の研究者が見いだした熱発生の手法を軸に実用化研究が活発化している。

クリーンプラネットは、水野博士が設立した水素技術応用開発(札幌市)にも出資し、グループ企業にしている。

東北大学の岩村特任教授らは、まず、水野博士の考案した手法の再現実験に取り組み、順調に「過剰熱」を観測している。

出所:日経2016/9/9



コールド・フユージョン


本語にすると、低温核融合か、それとも常温核融合。

ユタの二人の電気化学者が、重水の電気分解中に核融合が起きたと発表した。

本当なら今世紀最大の発見になるんじゃないかな。

「重水の電気分解」重水って、重水素と酸素の化合物の?」

「重水は、海水や飲み水中にも数千分の一ほどふくまれている比較的ありふれたもの」

「確か水素原子には、普通の水素、重水素、三重水素の三つの同位体があって、原子核の中の陽子の数はどれも1個だけれど、中牲子の数がそれぞれ、0個、1個、2個と違う。

重水素原子は水素原予の2倍の質量をもっていて、水素原子と同じ安定同位元素」

重水を電気分解
重水にほんのちょっと電解液を入れて、2本の
電極を入れ、その間に電圧を数ボルトかける。
すると、重水の分子が電気分解されて、プラスの電極からは酸素が発生する。

マイナスの電極から、重水素が発生する。

かれらは、この電気分解で、マイナスの電極としてパラジウムという金属を使用した。

パラジウムは、水素を吸蔵する貴金属です。

あらゆる原子の中でもっとも小さい水素だけを中に吸収し、通過させて、それ以外のガスは中への侵入を阻止する。

パラジウムをマイナスの電極として使えば、電気分解で発生した重水素がどんどん電極の中に吸収される。

金属中の水素の挙動を研究している物理学者や化学者は、世の中にたくさんいて、電気分解で水素をパラジウム中に貯蔵しようというこころみは昔からあたりまえの方法である。

水素は石油とちがって、燃やしても二酸化炭素を出さない。もっともクリーンなエネルギー源と考えられている。

二人の電気化学者、フライシュマンとポンズは、そのあたりまえのことをやっているときに、猛烈な発熱を見た。ついには電極が溶けてしまった、と報告した。

そしてこの熱発生が重水素同士の核融合反応によるものではないかと主張したんだ。

核融合反応というのは、われわれが死ぬまでに、地球上では一度も体験しないであろう科学的事象だ。
水爆の爆発にまきこまれない限りは。

われわれの住むこの三次元宇宙は、150億年前におきたビッグバンで生まれた。それ以前には時間はもちろんのこと空間すらなかった。巨大なエネルギーをはらんだ時間・空間のみなもとだけがあった。

最初の一瞬で時間と空間が誕生し重力がひとりだちしたあと、混沌の中から素粒子のみなもと、クォークたちが創られた。そして一万分の一秒後、クォーク3つから、ほぼ同じ質量を持つ陽子や中性子が創られた。

陽子と中性子は核融合をおこし、重水素やヘリウムを創った。このようにして、核融合で、つぎつぎに重い元素が生まれていった。自然は、92番目にウランを創った。

そうして、これらの元素がおたがいの引力でより集まり、星たちを、地球をも創った。だから、この地球上のすべての物質は92種類の原子からできている。

おたがいの原子は、その原子核のまわりを回る電子を「のり」としてくっつきあい、分子や結晶やアモルファスやさらに生物をかたちづくっている。

そして、ものが燃えたり、生命が誕生したり、人がガンになったりするのは、すべて「のり」としての電子の"へめぐりかた"が変わることでおきる現象-化学反応-にすぎない。

たとえば、重水素が燃えて水になる化学反応する過程で、約6電子ボルト程度のエネルギーが発生する。

その熱エネルギーは、1リットルの重水素ガスでは、13キロジュール程度に相当する。100ワットの電球を二分ちょっと灯すことのできるエネルギーだ。もちろん、水素や重水素は天然には採れず、電気分解などで水からつくらねばならない。

この過程によって、水から水素をつくりだすのに投入したエネルギー以上の出力、すなわち過剰熱は、絶対に得られない。





アインシュタインの特殊相対性理論から得られる、質量(M)とエネルギー (E)との等価をあらわす式E=MCの2乗=Mx(931メガ電子ボルト/質量単位)を思い出すと、この質量の欠損は物質の一部が23.8メガ電子ポルトのエネルギーになって消えてしまったことを意味する。

もし、1リットルの重水素ガスがすべてこの過程で核融合をおこしたとすると1億キロジュール程度のエネルギーが生成される。

それは、化学反応のおよそ1000万倍にも達する。

地球をいだく太陽は、今も4個の水素の核融合でヘリウム-4を創りつづけている。

この核反応で、1秒間に4x10の23乗ジュールの熱エネルギーを生成する。
だから1秒聞に420万トンだけ軽くなりつづけている。そしてこのエネルギーで、地球の生物は生きながらえているのだ。

しかしわれわれは、もうひとつ別の、地上でもっともおぞましい核融合を知っている。
水素爆弾だ 。
核分裂とよばれる、エネルギー発生効率のわるい核反応を用いた爆弾-原子爆弾-を起爆剤として重水索と、猛毒の三重水素との核融合を一挙におこさせる。

原子核物理学の行きついたなれの果てが、こんな悲惨なものだとしたら、これ以上滑稽なことはない。

人々は、金属の器の中で核融合を静かにおこさせ発電に利用する方法-核融合炉の開発を模索しはじめた。
一方、、核融合反応というのは、それとはまったくちがう概念の現象だ。

原子がその殻に電子を雲のようにまとっているように、陽子や中性子などの核子たちは、その殻に中間子をまとっている。

電子がたがいの原子間の「のり」としてはたらいて化学反応をひきおこすように、中間子は核子間の「のり」としてはたらく。

そうしてそれらの原子の原子核が融合して、まったくちがう種の原子が生成される。これが核融合反応だ。

けれども、湯川秀樹によって発見されたこの中間子という「のり」は、電子とちがって二つの原子核が一兆分の一センチメートル以下に近づかないと働かない。

プラスの電荷をもつ二つの原子核をこんな距離まで近づけるには、最大300キロ電子ポルト(摂氏約30億度)近い高エネルギーが必要だ。

だから日常生活では核融合はけっして経験できない。

もし、二つの重水素同士を核融合させるとどうなるだろうか。

その結果、(1)ヘリウム-3ができて、余った中性子が放り出されるか、(2)三重水棄ができて、余った陽子(水素)が放り出されるか、あるいは(3)ヘリウム-4ができる。

 (3)の過程がおこる確率は、(1)や(2)の1000万分の1程度と、とても小さい。

錬金術師たちは、鉛や鉄から金を創ろうとした。そして失敗した。


そんな原子核の人工変換は、核融合反応によらない限り、不可能だからだ。

(3)の過程の反応前には、重水素原子が2ついる。その質量は、2つあわせて4.0282質量単位(1質量単位は、炭素-12-原子の質量の12分の1)だ。

核融合反応の結果、ヘリウム-4が一つ生成される。その質量は、4.0026質量単位。

核融合反応の結果、質量が0.0256質量単位減っている。

エネルギーになって消
えてしまったのだ。



現代の主要な燃料である石油や石炭などの化石燃料は、近いうちに枯渇する。

しかもこれら化石燃料は、燃やしたあと=酸化炭素を生成し、地球を温暖化させて、人類のみならず地上の全動物を死へと導いている。デスパレーの普遍化だ。

一見クリーンに見えるエネルギー源の「水力」は、実は、もっとも悪魔的なものだ。

村を消失させ、その文化を根絶やしにするばかりでなく、森林やそこにすむ小動物たちを殺しつくす。
そして、その周囲の一切の生態系を破壊してしまうのだ。

エジプトのアスワンハイダムはその典型だった。
それは、下流の人々に、疫病と飢餓をもたらした。

アメリ
カの石油企業の陰の努力が実って、もっとも市民が憎み反対するにいたった「原子力発電」という名の、ウランやプルトニウムの核分裂を利用する方法は、それ自身は、二酸化炭素を発生しない「人類に優しい」エネルギー源だ。


特に日本のように石油をほとんどもたない国では、国家の危機管理の命綱ということができる。

しかしそれでも、放射性廃棄物をいやおうなく生産し、その処理に対するきちんとした解決策がないこともまたまぎれもない事実だ。


しかも、その資源であるウランも近いうちは枯渇する運命を負っている。


人類を滅亡から救うには、いったいどうすればよいのか。

結局のところ、その解答をもたぬまま、われわれはエネルギーを消費しつづける。

化石燃料を使用して二酸化炭素をまきちらし、そのあげくに地球を温暖化してしまうことから人類を救う手だては、まったくない。

さらに、石油をあと数十年で食いつくし、核分裂のエネルギー源をそのあと10年で食いつくしたあと、
100億人を越すであろう人類を生存させるに足るエネルギー源もまた、まったくない。

21世紀は人類の滅びの世紀となる可能性がきわめて高いのだ。


太陽電池や風力や水力など太陽そのもののエネルギーだけをほそぼそと使いながら、わずかに.生き残った人類は、祖先のぜいたくの結果うまれた灼熱をのろいつつ、ほとんど無限の時間にわたって原子炉廃棄物の墓守をしながら暮らすことだろう。

かれらの教科書には、20世紀から21世紀の人間たちがいかに利己的であったかが記されるであろう。

いっぽう核融合炉ができれば、人類の生存のチャンスがあるかもしれない。

その資源は海水からほとんど無尽蔵にとれ、しかも放射性廃棄物をもたらさない。

もちろん生態系を乱すことも、二酸化炭素を発生させることもない。

核融合反応の結果、最終的にできるのは、安定なヘリウム元素だ。

各国は、膨大な金をつぎこんでその開発に取りくみはじめた。

原理は簡単だった。

太陽を金属容器の中につくるのだ。

気体原子は、あたためられると飛びかう速度をあげる。

もしそこに水素と酸素があれば、化学反応をおこし爆発して水を残すだろう。

これでは、ありきたりのエネルギーしか得られない。

しかし重水素だけしかはいっていなければ、化学反応がおきないので、それらはついにプラズマとなる。

原子核と電子がばらばらに運動しはじめるのだ。

温度はすでに10万度に達している。

しかしまだ核融合はおきない。

陽子がもつプラスの電荷のためにお互いに反発しあって、近づくことができないのだ。


核融合をひきおこすためには、もっともっとあたためて飛びかう速度をあげ、ついにはその衝突の際、お互いが原子の大きさの100分の1以下にまで近づかなくてはならない。

そこまで近づいてはじめて、中間子の「のり」が効きはじめるからだ。

そのためには、猛烈な高温が必要だ。
もちろん、そんな温度に耐えられる容器はない。


そこで核融合科学者たちは、このプラズマを磁場でとじこめる方法を考えついた。

ドーナツ状の容器の壁に電磁石コイルを巻きつけ、大電流を流す。

すると、電気をもつプラズマたちはローレンツ力でらせん運動をしながらドーナツの中をまわりつづけ、けっして壁に寄りつこうとしない


しかし、がっかりすることがわかった。

資源がほとんど無尽蔵で放射性物質ではない重水素同士の核融合をひきおこすには、3億5000万度が必要なのだ。

いっぼう、人類最大の恥ともいうべき水爆と同じ、三重水素と重水素の核融合ならば、4500万度で充分だ。

しかし、放射性物質である三重水素をつくるには、結局、原子炉かそれに似た中性子発生装置がなくてはならない。


理想は現実に阻まれた。

不本意ながらもかれらは、このタイプの核融合炉開発にとりかかった。

40年の歳月と数百人の日本最高の頭脳が費やされた。

日本原子力研究所のJT,60。九州大学のTRIAM。窟都大学のヘリオトロン。筑波大学のガンマ-10。

そしてその開発に深入りすればするほど、目標は遠ざかっていった。

すべてのエネルギー源が枯渇するまでには、核融合炉はとうていまにあわないのではあるまいか。

もしかしたら、この「高温核融合」は人類史上もっとも大きい無用の長物になるのではないか。

そう、研究者たちは思い悩みはじめていた。

しかしもう後戻りはできない。

毎年300億円を高温核融合炉開発にむけて費やしつづけているのだ。

そんな絶望と焦燥が、核融合科学者をおそっているさなかに、「常温核融合」のニュースが飛びこんできたのだった。


「高温核融合」は、不本意な三重水素核融合ですら、いまだに成功させていない。

理想的な重水素核融合などは夢のまた夢なのだ。

にもかかわらず、その夢が、試験管の中でおこせる? 

しかも3億5000万度必要なことが、たった摂氏100度以下(常温〉でおこせる? 

ほとんどの物理学者が、それをばかげたこととして一笑に付した。
「固体中での電子と重水素の量子力学を再考する必要がある」

そんな、フライシュマンとポンズ両教授の確言は、その潮笑に輪をかけた。

いっぼう、あらたなテーマを20年以上にわたって模索しつづけていた電気化学者たちは、こぞってその追試をはじめていった。


出所:試験管の中の太陽―常温核融合に挑む-山口栄一1993-04-20 講談社




Rossi Gets US Patent Possibly on Ecat

LENR & Cold Fusion News Published August 29, 2015 | By jennifer

Andrea Rossi’s Leonardo Corporation has received a United States Patent that could cover his Ecat low energy nuclear reaction (LENR). Interestingly enough the patent US 9,115,913 B1 dated August 25, 2015, does not mention LENR, cold fusion or the words Ecat or energy catalyzer.



Instead it is for a device called a Fluid Heater.

Andrea Rossi is listed as the inventor and his company Leonardo Corporation is listed as the assignee or owner. The Fluid Heater is described as:


“An apparatus for heating fluid includes a tank for holding fluid to be heated, and a fuel wafer in fluid communication with the fluid.

The fuel wafer includes a fuel mixture including reagents and a catalyst, and an electrical resistor or other heat source in thermal communication with the fuel mixture and the catalyst.”

Okay that sounds a great like LENR or cold fusion.

Drawings of the device included in the application look nothing like the ecat.

Rossi himself stated that the patent covered both his original ecat and the newer hot ecat design he has been working on in a short interview posted at ecat.com.

Mats Lewan the author of an Impossible Invention thinks the US patent only covers Rossi’s older low temperature ecat.

Cold Fusion News about Andrea Rossi and Sergio Focardi E-Cat (Energy Catalyzer)

Who has Patents on Cold Fusion Devices?

With cold fusion technology about to become a reality, I thought it would be a good idea to see exactly who holds patents on it.

So I’ve put together a brief rundown of known patent applicants and holders.

This list is far from complete because there are probably other patents and applications that we are unaware of.

What the world needs, Mr. Fusion from the movie classic Back to the Future.

Andrea Rossi received an Italian cold fusion patent on his e-cat Low Energy Nuclear Reaction device on April 6, 2011. As far as I know this is the only cold fusion patent Dr. Rossi holds, but he has apparently applied for patents in other countries. He has also signed at least two licensing agreements for his technology one of which he has already broken off.


Francesco Piantelli the University of Bologna Physicist whose research with Sergio Focardi led to Rossi’s e-cat has reportedly applied for three Italian patents of his own. Piantelli has formed his own company Nichenergy to commercialize a cold fusion process and is reportedly looking for investors. Piantelli reportedly tried to patent a cold fusion process as early as 1995.


Robert Godes of Brillouin Energy Corporation based in the United States was turned down for a patent on his cold fusion device. Like the e-cat, Brillouin’s device is a boiler that produces steam created by cold fusion. Godes applied for intellectual property rights but not a patent on his device as early as 1995.


Defkalion Green Technologies has apparently applied for a patent in Greece. Its’ Hyperion heating system and electric generator was supposed to be powered by Rossi’s e-cat. Rossi has cancelled his licensing agreement with Defkalion and is planning to sue the company. Defkalion is apparently planning to go ahead with Hyperion manufacturing. Its officials claim to have tested cold fusion technology in Greece. It is unclear if Defkalion is using cold fusion and if so what process they are using.


Cold Fusion Power for Everything: How Andrea Rossi's E-Cat Could Change the World (English Edition)



Cold fusion reactor independently verified, has 10,000 times the energy density of gas


Against all probability, a device that purports to use cold fusion to generate vast amounts of power has been verified by a panel of independent scientists.

The research paper, which hasn’t yet undergone peer review, seems to confirm both the existence of cold fusion, and its potency: The cold fusion device being tested has roughly 10,000 times the energy density and 1,000 times the power density of gasoline. 

Even allowing for a massively conservative margin of error, the scientists say that the cold fusion device they tested is 10 times more powerful than gasoline — which is currently the best fuel readily available to mankind.

The device being tested, which is called the Energy Catalyzer (E-Cat for short), was created by Andrea Rossi. Rossi has been claiming for the past two years that he had finally cracked cold fusion, but much to the chagrin of the scientific community he hasn’t allowed anyone to independently analyze the device — until now.

While it sounds like the scientists had a fairly free rein while testing the E-Cat, we should stress that they still don’t know exactly what’s going on inside the sealed steel cylinder reactor. Still, the seven scientists, all from good European universities, obviously felt confident enough with their findings to publish the research paper.



As for what’s happening inside the cold fusion reactor, Andrea Rossi and his colleague Sergio Focardi have previously said their device works by infusing hydrogen into nickel, transmuting the nickel into copper and releasing a large amount of heat.

While Rossi hasn’t provided much in the way of details — he’s a very secretive man, it seems — we can infer some knowledge from NASA’s own research into cold fusion.

Basically, hydrogen ions (single protons) are sucked into a nickel lattice (pictured right); the nickel’s electrons are forced into the hydrogen to produce neutrons; the nickel nuclei absorb these neutrons; the neutrons are stripped of their electrons to become protons; and thus the nickel goes up in atomic number from 28 to 29, becoming copper.

This process, like the “conventional” fusion of hydrogen atoms into helium, produces a lot of heat. (See: 500MW from half a gram of hydrogen: The hunt for fusion power heats up.)

The main difference, though, is that the cold fusion process (also known as LENR, or low energy nuclear reaction) produces very slow moving neutrons which don’t create ionizing radiation or radioactive waste.

Real fusion, on the other hand, produces fast neutrons that decimate everything in their path. In short, LENR is fairly safe — safe enough that NASA dreams of one day putting a cold fusion reactor in every home, car, and plane.

Nickel and hydrogen, incidentally, are much cheaper and cleaner fuels than gasoline.


As far as we can tell, the main barrier to cold fusion — as with normal fusion — is producing more energy than you put in.

In NASA’s tests, it takes a lot more energy to fuse the nickel and hydrogen than is produced by the reaction.

Rossi, it would seem, has discovered a secret sauce that significantly reduces the amount of energy required to start the reaction.

As for what the secret sauce is, no one knows — in the research paper, the independent scientists simply refer to it as “unknown additives.”

All told, the E-Cat seems to have a power density of 4.4×105 W/kg, and an energy density of 5.1×107 Wh/kg.


If Rossi and Focardi’s cold fusion technology turns out to be real — if the E-Cat really has 10,000 times the energy density and 1,000 times the power density of gasoline — then the world will change, very, very quickly. Stay tuned; we’ll let you know when — or if — the E-Cat passes peer review.


Now read: Nuclear power is our only hope, or, the greatest environmentalist hypocrisy of all time

Research paper: arXiv:1305.3913 – “Indication of anomalous heat energy production in a reactor device
” https://www.extremetech.com/extreme/156393




     



米国特許庁は2015年11月、凝縮集系核反応に関する米研究者からの特許申請を初めて受理し、特許として成立させた。

これまでは、現在の物理学では理論的に説明できない現象に関して、特許は認めていなかった。

特許が成立した技術名は、「重水素とナノサイズの金属の加圧による過剰エンタルピー」で、ここでもナノ構造の金属加工が技術上のポイントになっている。

日本とイタリアがリード
米国議会は2016年5月、凝縮集系核反応の現状を国家安全保障の観点から評価するよう、国防省に対して要請しており、9月には報告書が出る予定だ。

この要請に際し、米議会の委員会は、「仮に凝縮集系核反応が実用に移行した場合、革命的なエネルギー生産と蓄エネルギーの技術になる」とし、「現在、日本とイタリアが主導しており、ロシア、中国、イスラエル、インドが開発資源を投入しつつある」との認識を示している。

「常温核融合」から「凝縮集系核反応」に名前を変えても、依然としてこれらの研究分野を“似非科学”と見る研究者は多い。

そうした見方の根底には、現在の物理学で説明できないという弱みがある。

特に低温での核融合反応に際し、陽子間に働く反発力(クーロン斥力)をいかに克服しているのか、粒子や放射線を出さない核反応が可能なのか、という問いに応えられる新理論が構築できていないのが実態だ。

とはいえ、説明できる理論がまったく見えないわけではない。

2つの元素間の反応ではなく、複数の元素が同時に関与して起こる「多体反応」による現象であることは、多くの理論研究者の共通認識になっている。

金属内で電子や陽子が密集している中で、何らかの原理でクーロン斥力が遮蔽され、触媒的な効果を生んでいることなどが想像されている。

東北大学では、熱発生の再現実験と並行して、こうした理論解明も進める方針だ。

こうして、理論検討が進み、新しい物理理論が構築されれば、「革命的なエネルギー生産」の実用化はさらに早まりそうだ。

(出所:日経BPクリーンテック研究所 金子憲治)






     


SYNCHRONATURE