La Séptima Conferencia Internacional sobre la fusión fría. 1998. Vancouver, Canadá :, ENECO, Inc., de Salt Lake
City, UT. : P. 38.
MÉTODOS DE GENERACIÓN DE CALOR CON EXCESO DE LA PONS Y
FLEISCHMANN EFECTO: RIGUROSO Y RENTABLE
CALORIMETRÍA, PRODUCTOS NUCLEARES ANÁLISIS DE LA
CATHODE Y ANÁLISIS helio.
Ben Bush y JJ Lagowski Universidad de Texas, Departamento de Chem.,
Austin, TX 78712 - A5300, EE.UU.
Resumen:
Los resultados de un número creciente de laboratorios sugieren que el Pons y
Efecto Fleischmann (la producción de "exceso de calor" durante la electrólisis de D2O
en los electrodos de paladio) es real. Más sobre los datos de estos laboratorios indican que
eventos de calor en exceso se acompañan de
4
Él producción. El exceso de generación de calor
parece depender de un número de factores: la calidad - la naturaleza - del cátodo,
especies químicas presentes en el D2O / LiOD electrolito, las condiciones del entorno
el proceso de electrólisis - densidad de corriente, potencial, el tiempo y la anterior
historia del cátodo. Se describen métodos para obtener cátodos útiles.
Problemas calorimétricas han dominado las mediciones de calor en exceso. Hay
poca estandarización de los métodos empleados por los diferentes laboratorios y la
características de funcionamiento de los diferentes métodos son oscuros. Hemos establecido
al alto rendimiento Calvet calorimetría como rentable, pero muy fiable
método para medir el exceso de calor. Un dispositivo de 9 cm 3 X 3 X ofrece una dinámica
variar de milivatios a cientos de vatios (dependiendo de la capacidad baño de agua).
Conceptualmente, el calorímetro Calvet alto rendimiento es una caja con cada uno de los
seis paredes de ser un transductor de flujo térmico. Por lo tanto, la tensión de suma serie de la
transductores de flujo térmico representa todo el flujo de calor que se produce durante una
experimento. Homogeneidad térmica (el supuesto isoperibólico) no es importante como
siempre y cuando la temperatura del baño de agua es estable. Con datos de la computadora multiplexado
adquisición de alto rendimiento calorimetría Calvet (AKA SeebeckxM; Thermonetics,
San Diego) es muy eficiente el trabajo. Los dispositivos Calvet se pueden hacer en cualquier tamaño o
dan forma, y combinan el tiempo de respuesta más rápida y mayor rango dinámico con
el método más fundamental de calorimetría conocido.
Entramos en el campo con el calor concurrente versus análisis de helio. Posterior
análisis cuantitativos de helio mostraron que el exceso de calor parecía estar generada
por el D + D →
4
He + 23.82MeV (calor) y la vía de reacción. El helio era
encontrado en la electrólisis de gas de escape que indica una reacción superficial. Como la electrólisis
procede una película no conductora de oxihidróxidos se acumula en el cátodo
superficie. Esta película actúa como una actividad sensible a la temperatura intensificar transformador; en
el tipo de Pons y Fleischmann isoperibólico calorímetro exceso de calor hace que la célula
la temperatura a la subida que disminuye el grado de hidratación (por lo tanto disminuye
movilidad deuterón) por lo menos deuterones llevan la corriente y aumenta su actividad
lo que aumenta el exceso de calor ... en un ciclo que va a la térmica fugitivo y hervir
hacia abajo. En cátodos de alta actividad se debe esperar la reacción nuclear múltiple
vías, por lo tanto el análisis de productos nucleares del cátodo arrojarán luz sobre la
mecanismo de reacción. Espectro de masas de iones secundarios, es un método no ideal debido al ion
fraccionamiento de los isótopos ligeros, y la sensibilidad depende de la ionizability de
los elementos. Análisis de activación de neutrones es sensible a unos pocos elementos, pero
hace que la muestra radiactiva. Análisis de activación de gamma Prompt utilizando una
haz de neutrones criogénico es ideal debido a la sensibilidad razonable, analiza la
toda la muestra y no la hace excesivamente radiactivo.
Introducción:
Muchos laboratorios han informado de generar exceso de calor durante el deuterio
electrólisis de óxido en cátodos de paladio, muchos de estos informes son muy
________________________________________
Página 2
convincente. La principal dificultad con el tema de la generación excesiva de calor no es
reproducibilidad, sino más bien control. La capacidad de controlar las circunstancias de la
electrólisis de modo que el exceso de calor puede ser "activada, y se volvió hacia arriba o abajo" tiene
nos eludido hasta ahora. En general, la generación de exceso de calor sigue siendo impredecible.
Discusión, preparación del cátodo:
Tal vez 50% de nuestros experimentos generar exceso de calor, dependiendo de la calidad
el metal de paladio. Comience con paladio como una barra de 3 mm de diámetro o más grande
(Que comúnmente utilizamos una X 3mm cátodo 2cm). Cortar la varilla con un común
cortador de tubos fontaneros ', de modo que la hoja de laminación overworks el metal en tanto
extremos del cátodo. Chuck el cátodo en una moto-herramienta Dremel y vueltas ambos
extremos del cátodo a una configuración hemisférica usando papel de lija grueso, y
arena del cuerpo cilíndrico para eliminar quizás 0,001 pulgadas de la superficie. Pulir la
cátodo con movimientos longitudinales (con la Dremel no gira) antes
cambiar a la siguiente grano más fino de papel de lija, como esta los niveles de la superficie del cátodo.
Por pulido con sémola sucesivamente más finos de papel de lija (de 240 to 400 a 600
a 1200 sémola) se quita la capa superficial de untado amorfo) paladio (
que resulta de las operaciones de estampación y de dibujo utilizados para fabricar la varilla.
Tenemos el cuidado de usar guantes de goma durante la operación de pulido para evitar
la contaminación de la superficie con aceite de la piel. El último paso es pulir el cátodo
con óxido cérico (esmalte de lente) en un papel para lentes mojado, hasta que un acabado de espejo es
logrado. El propósito de los granos sucesivamente más finas es para diluir la untado
capa de la superficie de metal sin la adición de más a su profundidad.
El propósito de exceso de trabajo deliberadamente los extremos semiesféricos del cátodo
con el cortador de tubos es hacer que la capa de daños tan gruesa en los extremos del cátodo,
que uno no va a pulir a través de él. El propósito de eliminar la capa de daños
los lados cilíndricos del cátodo es para mejorar su capacidad para absorber deuterio. Por
dañar deliberadamente la superficie de los extremos semiesféricos del cátodo uno
espera para evitar la salida de deuterio donde la densidad de corriente de electrólisis es
más bajo; Además, mediante la reducción de los extremos en la configuración semiesférica en lugar de
dejando los extremos planos, se aumenta la densidad de corriente en el medio de la
extremo semiesférico a 90% de la de la parte cilíndrica, en lugar de the50 actual%
densidad por medio de un extremo plano (también se evita una burbuja que se aferra en la parte inferior
final del cátodo cortando el extremo semiesférico, cling burbuja va a reducir el
densidad de corriente a 0% en virtud de la burbuja).
Una vez que el cátodo se pule una ventaja es cuidadosamente soldada por puntos a un extremo. Usamos
1/32 "de acero inoxidable de la soldadura de varilla como el plomo, porque es barato, la corrosión
resistente, y disponible. Una vez que el plomo se spotwelded al cátodo, que recocer la
cátodo bajo argón a 850 ° C durante 3 horas. Si el paladio sale especular
(Como un espejo) hay una muy buena oportunidad de conseguir el exceso de calor. Damos nuestra
alambre de medición de tensión lo más cerca posible el sobre calorimétrico de lo posible el uso de
96% Sn 4% de soldadura Ag con fundente ácido (lavar el flujo con bicarbonato de sodio
en H
2
O después de la soldadura).
La variable no controlada en la preparación del cátodo es la calidad del metal
sí mismo. A menos que uno tiene los recursos para fabricar el paladio de la esponja a un
palanquilla que el cátodo; fuera de la plataforma varillas deben ser suficiente. Simplemente estar preparado para tratar
varios proveedores diferentes hasta que encuentre un material viable. Después de la
electrólisis, el paladio se puede pulir con cuidado por un lado y el metal
examinado bajo un microscopio. Si una profusión de los poros se encuentran en el pulido
superficie, el metal no es tan buena como podría ser debido a la presencia de disuelto
óxido de paladio.
Debido a que el paladio se deforma y enfatizó sobre la carga con el deuterio
durante la electrólisis, el control de la corriente de electrólisis es importante. Cargando en
alrededor de 1 mA / cm
2
densidad de corriente es suficientemente suave que el cátodo no debería
romper, después de un día más o menos a 1 mA / cm
2
la corriente se puede aumentar a 10 mA / cm
2
,
y de allí a densidades de corriente más altas. Será comúnmente se observa exceso de calor
en el 10-30 mA / cm
2
gama, después de la exotermia inicial causada por la formación de
________________________________________
Page 3
pallide deuterio. La solución de electrolito utilizado es típicamente 0,3 M con LiOD
200 ppm valor de aluminio disuelto deliberadamente en ella (junto con el
silicatos y boratos adventicias lixiviados fuera del cristal que el D2O viene en
contactar con).
La mayoría de los métodos de calorimetría utilizados hasta la fecha no son adecuadas para observar el exceso
calentar cuando las densidades de corriente son tan pequeñas. Es la necesidad de contrapesar el calorímetro
(Por lo general, un calorímetro isoperibólico) introduciendo gran calentamiento de electrólisis que
resultados en el mito de que las densidades de corriente más de 100 mA / cm
2
son necesarias para inducir
el exceso de calor. La razón por la que somos capaces de obtener un alto porcentaje de éxito tales
experimentos exceso de generación de calor (50%) se debe a nuestra calorimetría nos permite
para operar en el rango de baja corriente.
Calorimetría:
Un remedio a las limitaciones impuestas por calorimetría isoperibólico se efectuó
mediante el desarrollo de Calvet calorimetría de alto rendimiento. El principal atributo de alta
calorimetría Calvet rendimiento es que mide esencialmente todo el flujo de calor en
de tal manera que la homogeneidad de temperatura es irrelevante, por lo tanto uno escapa a la
isoperibólico requisito de homogeneidad térmica. El dispositivo es. en efecto una caja
en el que cada una de las seis paredes de la caja son transductores de flujo térmico. Por lo tanto, el calor
flujos fuera de la caja de la celda de electrólisis para el baño de agua termostático por
pasa a través de un sobre contigua de transductores de flujo térmico. Si, por alguna
significa, todo el calor fluyó a través del transductor de flujo térmico inferior la respuesta
del dispositivo sería el mismo que si una fracción igual de la misma cantidad de calor
fluido a través de cada uno de los seis transductores de flujo térmico; debido a que la eléctrica
la respuesta de los transductores de flujo térmico son lineales. (Nota: la recombinación de D
2
y
O
2
a fromD
2
O isroutinely comprobado bymeasuring tasa de desprendimiento de gas; recombinación es
no la fuente de exceso de calor.)
Figura 1: Esquema de Calvet calorímetro de alto rendimiento. El dispositivo
consiste en un sobre transductor flujo térmico contigua. El flujo térmico
transductores detectan flujo térmico como la suma de los voltajes estableció a través
termopares modo diferencial, como se muestra. Los termopares se colocan
a través de una capa térmicamente aislante para que el calor fluye a través de la térmica
transductor de flujo crea una diferencia en de la fem (voltaje) de la parte interior y
termopares exteriores de cada par diferencial. Hay más de cien
pares de termopares diferenciales por pulgada cuadrada de la Seebeck ™ térmica
transductores de flujo, de modo que la serie de tensión suma de todo el modo diferencial
termopares en el sobre transductor de flujo térmico contigua dan una
muy buena representación lineal de todo el flujo térmico; como un solo voltaje.
Alto rendimiento efectos calorimetría Calvet un flujo térmico integración
calorímetro envolvente transductor, su "ventaja fundamental sobre isoperibólico
________________________________________
Página 4
calorimetría es que no hay necesidad de preocuparse con la medición de temperatura
exactitud porque el método Calvet mide la suma total del flujo térmico como una
tensión única. Esto hace que el método particularmente susceptibles de datos de la computadora
adquisición. Calorímetros Calvet alto rendimiento se comercializan con el comercio
nombrar "Seebeck" por Thermonetics Corp., (accesible al (619) 453 a 5.483), Caja
9112, San Diego, CA 92169. Una dificultad importante en la calorimetría que debe
operar durante miles de horas a la vez es la corrosión, particularmente con respecto a la
ambiente asociado con una celda electrolítica. Pruebas recientes han demostrado que nuestro
tecnología anti-corrosión es eficaz. El robusto Thermonetics Seebeck
calorímetro es muy fiable. Alta Calvet calorimetría rendimiento es el método de
el futuro; es extremadamente adaptable, ya que se pueden hacer en cualquier razonable
tamaño o forma, tiene un enorme rango dinámico; y porque mide esencialmente
todo el flujo térmico todo el tiempo que es el método más fundamental y riguroso
conocido. Además, la velocidad de respuesta de calorímetros Seebeck es muy rápido porque
ellos no están muy aisladas como calorímetros isoperibólico. Las versiones de este
la tecnología están disponibles que operará en más de 800 ° C (brillante al rojo vivo en un
horno) Advertencia:!. calorímetros de flujo térmico basado en dispositivos Peltier
(Por ejemplo refrigichips Melcor) fallarán en la forma más insidiosa posible,
varios años el hombre se han desperdiciado en dispositivos Peltier entre la Armada y
nosotros mismos.
Nosotros preferimos para operar con los calorímetros sumergidas en un baño de agua, porque
esto proporciona confiable estabilidad de la temperatura a largo plazo. Además, debido a que son
preocupado con el helio producido por la reacción de exceso de generación de calor, encontramos
particularmente útil para sumergir los calorímetros en el agua, porque el helio es menos
Soluble en agua que en el aire y podemos burbujeo de la helio fuera del agua por
burbujeo de gas de evaporación de nitrógeno líquido a través del agua encerrada continuamente para
mantener a la contaminación atmosférica a cabo. Circulador / controladores proporcionando + 0,01 ° C
estabilidad de la temperatura están disponibles por alrededor de $ 1.000, y proporcionar años de
problemas confiable servicio gratuito. Inmersión en el baño de agua en gran parte elude
la necesidad de estabilización de la temperatura ambiente (temperatura estabilizada costos de las habitaciones
alrededor de $ 250K para instalar), todo lo que es necesario es que la temperatura ambiente fluctuar
poco a poco, para no "molesta" el circulador / controlador.
Análisis de Helio:
Entramos en este campo mediante la realización de análisis de helio como un productos nucleares
análisis.
l
Nuestro primer esfuerzo fue cualitativa: 8 veces durante la generación de exceso
calor, helio era detectable en la electrólisis off-gas; 6 veces en que hay exceso de calor
estaba siendo generado, no helio era detectable en la electrólisis off-gas. Este
hallazgo cualitativo mostró que el efecto Pons y Fleischmann es un proceso nuclear
que ocurre en la superficie del cátodo.
Helio cuantitativa posterior frente análisis energético realizado por nosotros mismos,
2
y el Dr. MH Miles trabajando independientemente indicado que el exceso de calor y
helio se produce a través de la D + D →
4
He + 23,82 MeV (calor) y la vía de reacción.
El factor de conversión: 1 Watt = 6.24 X 10
12
MeV / s fue utilizado y los datos se
normalizado para 2 trazado dimensional mediante la eliminación de la influencia de volumen de la muestra
y la corriente de electrólisis. Los datos con barras de error son nuestros datos, tomados de una rigurosa
helio fuga del sistema apretada; los datos sin barras de error son los datos Dr. Miles.
3
Observe cómo
los puntos de datos se congregan alrededor del 24MeV teórico /
4
-Él Línea en la figura 2; este
indica que el exceso de calor es generado por el D + D →
4
He + 23.82MeV (calor)
ruta de reacción:
2
________________________________________
Página 5
Figura 2: Heat frente a los datos de helio trazada en volumen de muestra constante
y la corriente de electrólisis para render la parcela 2-dimensional. 1 Watt = 6,24
X 10
12
MeV / s.
Análisis de helio contemporáneas se han centrado en el helio y el neón isótopo
relaciones para identificar la contaminación atmosférica, en caso de que se produzca. Análisis de helio
Materiales de cátodo Pd suministrados por Pons y Fleischmann no mostraron helio-4
en comparación con el control virgen "G": G = 1.295 X 10
9 4
Él / mg, A = 1.22 X 10
9 4
El / mg,
B = 1.44 X 10
9 4
Él / mg, D = 1.19X 10
9 4
El / mg. El hallazgo de ninguna helio en el
Se espera que material de cátodo;
4
porque el efecto Pons y Fleischmann se induce
en la superficie del cátodo, el helio deja con la electrólisis off-gas.
1
La
única razón por la gente persiste en el análisis de los cátodos para el helio es que el muestreo es
trivial, uno simplemente corta un pedazo de metal y se derrite en la espectrometría de masas, análisis
sistema.
La parte más difícil del análisis de helio está eliminando completamente D2 de la
electrólisis off-gas. Esto se consigue convenientemente, por oxidación del D2 a
D2O usando óxido de cobre calentado a 450ºC, la D
2
O está atrapado en nitrógeno líquido
Temperatura:
Una vez que el D2 es eliminado prácticamente no hay gas que queda en el sistema, por lo que la
3
Él:
4
He: Ne análisis procede fácilmente. Todos los frascos de muestreo de metal y de envío son
utilizado con accesorios VCR Cajon para impedir la difusión como un vector de atmosférica
contaminación. Los frascos de muestra se cuecen a cabo a 100 ° C bajo vacío (10μ)
y enrojecida repetidamente con gas de evaporación del nitrógeno líquido para evitar la contaminación
por helio adsorbido en la superficie del metal (es decir, se impide la fuga virtual).
El aire contiene 5,22 ppm (partes por millón)
4
Él; nuestros antecedentes sistema es rutinaria
por debajo de 100 ppm (partes por billón)
4
Él.
Teóricamente: supongamos que la reacción en exceso de generación de calor de la Pons y
Efecto Fleischmann es predominantemente D + D →
4
He + 23,82 MeV (calor); uno haría
esperar que el H + D →
3
He + 5,395 MeV (calor) debido a la reacción de protones 0,5%
impureza en el D
2
O. Por lo tanto debido a que las reacciones nucleares se deben a
interacción electromagnética (comunicación personal Prof. Peter Hagelstein / MIT)
la reacción nuclear elementos de la matriz se cancelan a un coeficiente de 5, [el coeficiente
sería 4.7 si las reacciones nucleares se deben a la interacción débil vigor],
(Comunicación personal el Dr. Tom Ward, / DoE). En la superficie del cátodo, la
reactivos (D + D y D + H) se ven obligados a reaccionar a través de la corriente de electrólisis y
entregan su energía en el cátodo a través de efectos de coherencia (por ejemplo, ver Smirnov,
et. al.
5
). Por cualquier mecanismo, los reactivos ascienden la barrera de activación y
reaccionan para formar productos, o revertir a los reactivos de reforma (vía principal de
reversibilidad microscópica). Las tasas relativas de las reacciones nucleares por lo tanto depende
sobre cómo exotérmica que son, porque la una reacción más exotérmica es el más rápido
reaccionará. Por lo tanto, debemos ser capaces de calcular la
3
Él:
4
El isótopo relación esperado
de la teoría, sabiendo la impureza de protones aproximada (0,5% = 0,005, o menos), la
liberación exotérmica (5,395 MeV y 23,82 MeV) y el hecho de que las reacciones son
interacciones electromagnéticas de manera que ambos de sus coeficientes de reacción son 5.
Cálculo según lo sugerido por el Dr. Tom Ward,:
________________________________________
Page 6
3
El /
4
He = 0,005 X (5,395 MeV) 5 / (23,82 MeV)
5
= 2,98 X 10
-6
(1)
Resultados experimentales ganado duro para
3
Él:
4
El análisis de exceso de calor de una
NHE paladio cátodo muestra que la
3
Él no escala como lo haría para el tritio
la decadencia; la
22
Ne:
4
El isótopo relación indica que el helio no es de la atmosférica
origen. Los datos preliminares sigue:
Muestra
Electrólisis mA
4
El /
22
Nebraska
(Aire = 3,26)
4
Él / 30 ml
(átomos)
3
Él:
4
Él (2.98E-6
predicha (1))
04/12/97, l: 20AM
29.3
16.754 5.9E11
2.14e-6
16/12/97, l: 30 am
9.8
6.056 2.0E12
2.41E-6
12/23/97, ll: 35am
10.2
7.397 4.1E10
3.17E-6
Por lo tanto, los datos es de nuevo consistente con el D + D →
4
He + 23,82
MeV (calor) de reacción como el origen del exceso generada por
el efecto Pons y Fleischmann.
Agradecimientos:
MH Miles, Leigh Evans, John Lupton, Robert Porada, Andy Hunt, David
Nagel, y los nombrados en el texto. Agradecemos el apoyo de la
Electric Power Research Institute para algunos de estos trabajos.
1) BF Bush, JJ Lagowski, MH Miles, GS Ostrom; J. Electroanal.
Chem., (1991) 304, 271.
2) BF Bush, JJ Lagowski, MH Miles, Actas: 6Fe Internacional
Conferencia sobre la fusión fría, Hokkaido, Japón, 13 a 18 oct, 1996, vol. 2.
p. 622.
3) MH Miles, BF Bush, Actas: 6
º
Conferencia Internacional sobre el Cold
Fusión, Lahaina, Maui, Hawaii, 6 a 9 diciembre 1993, vol. 2, 6-1.
4) JR Morrey, et. al., Fusión Technol., (1990) 18, p. 659.
5) GV Smirnov, et. al. Phys. Rev. Lett. (1996), vol. 77, no. 15, p. 3232.
City, UT. : P. 38.
MÉTODOS DE GENERACIÓN DE CALOR CON EXCESO DE LA PONS Y
FLEISCHMANN EFECTO: RIGUROSO Y RENTABLE
CALORIMETRÍA, PRODUCTOS NUCLEARES ANÁLISIS DE LA
CATHODE Y ANÁLISIS helio.
Ben Bush y JJ Lagowski Universidad de Texas, Departamento de Chem.,
Austin, TX 78712 - A5300, EE.UU.
Resumen:
Los resultados de un número creciente de laboratorios sugieren que el Pons y
Efecto Fleischmann (la producción de "exceso de calor" durante la electrólisis de D2O
en los electrodos de paladio) es real. Más sobre los datos de estos laboratorios indican que
eventos de calor en exceso se acompañan de
4
Él producción. El exceso de generación de calor
parece depender de un número de factores: la calidad - la naturaleza - del cátodo,
especies químicas presentes en el D2O / LiOD electrolito, las condiciones del entorno
el proceso de electrólisis - densidad de corriente, potencial, el tiempo y la anterior
historia del cátodo. Se describen métodos para obtener cátodos útiles.
Problemas calorimétricas han dominado las mediciones de calor en exceso. Hay
poca estandarización de los métodos empleados por los diferentes laboratorios y la
características de funcionamiento de los diferentes métodos son oscuros. Hemos establecido
al alto rendimiento Calvet calorimetría como rentable, pero muy fiable
método para medir el exceso de calor. Un dispositivo de 9 cm 3 X 3 X ofrece una dinámica
variar de milivatios a cientos de vatios (dependiendo de la capacidad baño de agua).
Conceptualmente, el calorímetro Calvet alto rendimiento es una caja con cada uno de los
seis paredes de ser un transductor de flujo térmico. Por lo tanto, la tensión de suma serie de la
transductores de flujo térmico representa todo el flujo de calor que se produce durante una
experimento. Homogeneidad térmica (el supuesto isoperibólico) no es importante como
siempre y cuando la temperatura del baño de agua es estable. Con datos de la computadora multiplexado
adquisición de alto rendimiento calorimetría Calvet (AKA SeebeckxM; Thermonetics,
San Diego) es muy eficiente el trabajo. Los dispositivos Calvet se pueden hacer en cualquier tamaño o
dan forma, y combinan el tiempo de respuesta más rápida y mayor rango dinámico con
el método más fundamental de calorimetría conocido.
Entramos en el campo con el calor concurrente versus análisis de helio. Posterior
análisis cuantitativos de helio mostraron que el exceso de calor parecía estar generada
por el D + D →
4
He + 23.82MeV (calor) y la vía de reacción. El helio era
encontrado en la electrólisis de gas de escape que indica una reacción superficial. Como la electrólisis
procede una película no conductora de oxihidróxidos se acumula en el cátodo
superficie. Esta película actúa como una actividad sensible a la temperatura intensificar transformador; en
el tipo de Pons y Fleischmann isoperibólico calorímetro exceso de calor hace que la célula
la temperatura a la subida que disminuye el grado de hidratación (por lo tanto disminuye
movilidad deuterón) por lo menos deuterones llevan la corriente y aumenta su actividad
lo que aumenta el exceso de calor ... en un ciclo que va a la térmica fugitivo y hervir
hacia abajo. En cátodos de alta actividad se debe esperar la reacción nuclear múltiple
vías, por lo tanto el análisis de productos nucleares del cátodo arrojarán luz sobre la
mecanismo de reacción. Espectro de masas de iones secundarios, es un método no ideal debido al ion
fraccionamiento de los isótopos ligeros, y la sensibilidad depende de la ionizability de
los elementos. Análisis de activación de neutrones es sensible a unos pocos elementos, pero
hace que la muestra radiactiva. Análisis de activación de gamma Prompt utilizando una
haz de neutrones criogénico es ideal debido a la sensibilidad razonable, analiza la
toda la muestra y no la hace excesivamente radiactivo.
Introducción:
Muchos laboratorios han informado de generar exceso de calor durante el deuterio
electrólisis de óxido en cátodos de paladio, muchos de estos informes son muy
________________________________________
Página 2
convincente. La principal dificultad con el tema de la generación excesiva de calor no es
reproducibilidad, sino más bien control. La capacidad de controlar las circunstancias de la
electrólisis de modo que el exceso de calor puede ser "activada, y se volvió hacia arriba o abajo" tiene
nos eludido hasta ahora. En general, la generación de exceso de calor sigue siendo impredecible.
Discusión, preparación del cátodo:
Tal vez 50% de nuestros experimentos generar exceso de calor, dependiendo de la calidad
el metal de paladio. Comience con paladio como una barra de 3 mm de diámetro o más grande
(Que comúnmente utilizamos una X 3mm cátodo 2cm). Cortar la varilla con un común
cortador de tubos fontaneros ', de modo que la hoja de laminación overworks el metal en tanto
extremos del cátodo. Chuck el cátodo en una moto-herramienta Dremel y vueltas ambos
extremos del cátodo a una configuración hemisférica usando papel de lija grueso, y
arena del cuerpo cilíndrico para eliminar quizás 0,001 pulgadas de la superficie. Pulir la
cátodo con movimientos longitudinales (con la Dremel no gira) antes
cambiar a la siguiente grano más fino de papel de lija, como esta los niveles de la superficie del cátodo.
Por pulido con sémola sucesivamente más finos de papel de lija (de 240 to 400 a 600
a 1200 sémola) se quita la capa superficial de untado amorfo) paladio (
que resulta de las operaciones de estampación y de dibujo utilizados para fabricar la varilla.
Tenemos el cuidado de usar guantes de goma durante la operación de pulido para evitar
la contaminación de la superficie con aceite de la piel. El último paso es pulir el cátodo
con óxido cérico (esmalte de lente) en un papel para lentes mojado, hasta que un acabado de espejo es
logrado. El propósito de los granos sucesivamente más finas es para diluir la untado
capa de la superficie de metal sin la adición de más a su profundidad.
El propósito de exceso de trabajo deliberadamente los extremos semiesféricos del cátodo
con el cortador de tubos es hacer que la capa de daños tan gruesa en los extremos del cátodo,
que uno no va a pulir a través de él. El propósito de eliminar la capa de daños
los lados cilíndricos del cátodo es para mejorar su capacidad para absorber deuterio. Por
dañar deliberadamente la superficie de los extremos semiesféricos del cátodo uno
espera para evitar la salida de deuterio donde la densidad de corriente de electrólisis es
más bajo; Además, mediante la reducción de los extremos en la configuración semiesférica en lugar de
dejando los extremos planos, se aumenta la densidad de corriente en el medio de la
extremo semiesférico a 90% de la de la parte cilíndrica, en lugar de the50 actual%
densidad por medio de un extremo plano (también se evita una burbuja que se aferra en la parte inferior
final del cátodo cortando el extremo semiesférico, cling burbuja va a reducir el
densidad de corriente a 0% en virtud de la burbuja).
Una vez que el cátodo se pule una ventaja es cuidadosamente soldada por puntos a un extremo. Usamos
1/32 "de acero inoxidable de la soldadura de varilla como el plomo, porque es barato, la corrosión
resistente, y disponible. Una vez que el plomo se spotwelded al cátodo, que recocer la
cátodo bajo argón a 850 ° C durante 3 horas. Si el paladio sale especular
(Como un espejo) hay una muy buena oportunidad de conseguir el exceso de calor. Damos nuestra
alambre de medición de tensión lo más cerca posible el sobre calorimétrico de lo posible el uso de
96% Sn 4% de soldadura Ag con fundente ácido (lavar el flujo con bicarbonato de sodio
en H
2
O después de la soldadura).
La variable no controlada en la preparación del cátodo es la calidad del metal
sí mismo. A menos que uno tiene los recursos para fabricar el paladio de la esponja a un
palanquilla que el cátodo; fuera de la plataforma varillas deben ser suficiente. Simplemente estar preparado para tratar
varios proveedores diferentes hasta que encuentre un material viable. Después de la
electrólisis, el paladio se puede pulir con cuidado por un lado y el metal
examinado bajo un microscopio. Si una profusión de los poros se encuentran en el pulido
superficie, el metal no es tan buena como podría ser debido a la presencia de disuelto
óxido de paladio.
Debido a que el paladio se deforma y enfatizó sobre la carga con el deuterio
durante la electrólisis, el control de la corriente de electrólisis es importante. Cargando en
alrededor de 1 mA / cm
2
densidad de corriente es suficientemente suave que el cátodo no debería
romper, después de un día más o menos a 1 mA / cm
2
la corriente se puede aumentar a 10 mA / cm
2
,
y de allí a densidades de corriente más altas. Será comúnmente se observa exceso de calor
en el 10-30 mA / cm
2
gama, después de la exotermia inicial causada por la formación de
________________________________________
Page 3
pallide deuterio. La solución de electrolito utilizado es típicamente 0,3 M con LiOD
200 ppm valor de aluminio disuelto deliberadamente en ella (junto con el
silicatos y boratos adventicias lixiviados fuera del cristal que el D2O viene en
contactar con).
La mayoría de los métodos de calorimetría utilizados hasta la fecha no son adecuadas para observar el exceso
calentar cuando las densidades de corriente son tan pequeñas. Es la necesidad de contrapesar el calorímetro
(Por lo general, un calorímetro isoperibólico) introduciendo gran calentamiento de electrólisis que
resultados en el mito de que las densidades de corriente más de 100 mA / cm
2
son necesarias para inducir
el exceso de calor. La razón por la que somos capaces de obtener un alto porcentaje de éxito tales
experimentos exceso de generación de calor (50%) se debe a nuestra calorimetría nos permite
para operar en el rango de baja corriente.
Calorimetría:
Un remedio a las limitaciones impuestas por calorimetría isoperibólico se efectuó
mediante el desarrollo de Calvet calorimetría de alto rendimiento. El principal atributo de alta
calorimetría Calvet rendimiento es que mide esencialmente todo el flujo de calor en
de tal manera que la homogeneidad de temperatura es irrelevante, por lo tanto uno escapa a la
isoperibólico requisito de homogeneidad térmica. El dispositivo es. en efecto una caja
en el que cada una de las seis paredes de la caja son transductores de flujo térmico. Por lo tanto, el calor
flujos fuera de la caja de la celda de electrólisis para el baño de agua termostático por
pasa a través de un sobre contigua de transductores de flujo térmico. Si, por alguna
significa, todo el calor fluyó a través del transductor de flujo térmico inferior la respuesta
del dispositivo sería el mismo que si una fracción igual de la misma cantidad de calor
fluido a través de cada uno de los seis transductores de flujo térmico; debido a que la eléctrica
la respuesta de los transductores de flujo térmico son lineales. (Nota: la recombinación de D
2
y
O
2
a fromD
2
O isroutinely comprobado bymeasuring tasa de desprendimiento de gas; recombinación es
no la fuente de exceso de calor.)
Figura 1: Esquema de Calvet calorímetro de alto rendimiento. El dispositivo
consiste en un sobre transductor flujo térmico contigua. El flujo térmico
transductores detectan flujo térmico como la suma de los voltajes estableció a través
termopares modo diferencial, como se muestra. Los termopares se colocan
a través de una capa térmicamente aislante para que el calor fluye a través de la térmica
transductor de flujo crea una diferencia en de la fem (voltaje) de la parte interior y
termopares exteriores de cada par diferencial. Hay más de cien
pares de termopares diferenciales por pulgada cuadrada de la Seebeck ™ térmica
transductores de flujo, de modo que la serie de tensión suma de todo el modo diferencial
termopares en el sobre transductor de flujo térmico contigua dan una
muy buena representación lineal de todo el flujo térmico; como un solo voltaje.
Alto rendimiento efectos calorimetría Calvet un flujo térmico integración
calorímetro envolvente transductor, su "ventaja fundamental sobre isoperibólico
________________________________________
Página 4
calorimetría es que no hay necesidad de preocuparse con la medición de temperatura
exactitud porque el método Calvet mide la suma total del flujo térmico como una
tensión única. Esto hace que el método particularmente susceptibles de datos de la computadora
adquisición. Calorímetros Calvet alto rendimiento se comercializan con el comercio
nombrar "Seebeck" por Thermonetics Corp., (accesible al (619) 453 a 5.483), Caja
9112, San Diego, CA 92169. Una dificultad importante en la calorimetría que debe
operar durante miles de horas a la vez es la corrosión, particularmente con respecto a la
ambiente asociado con una celda electrolítica. Pruebas recientes han demostrado que nuestro
tecnología anti-corrosión es eficaz. El robusto Thermonetics Seebeck
calorímetro es muy fiable. Alta Calvet calorimetría rendimiento es el método de
el futuro; es extremadamente adaptable, ya que se pueden hacer en cualquier razonable
tamaño o forma, tiene un enorme rango dinámico; y porque mide esencialmente
todo el flujo térmico todo el tiempo que es el método más fundamental y riguroso
conocido. Además, la velocidad de respuesta de calorímetros Seebeck es muy rápido porque
ellos no están muy aisladas como calorímetros isoperibólico. Las versiones de este
la tecnología están disponibles que operará en más de 800 ° C (brillante al rojo vivo en un
horno) Advertencia:!. calorímetros de flujo térmico basado en dispositivos Peltier
(Por ejemplo refrigichips Melcor) fallarán en la forma más insidiosa posible,
varios años el hombre se han desperdiciado en dispositivos Peltier entre la Armada y
nosotros mismos.
Nosotros preferimos para operar con los calorímetros sumergidas en un baño de agua, porque
esto proporciona confiable estabilidad de la temperatura a largo plazo. Además, debido a que son
preocupado con el helio producido por la reacción de exceso de generación de calor, encontramos
particularmente útil para sumergir los calorímetros en el agua, porque el helio es menos
Soluble en agua que en el aire y podemos burbujeo de la helio fuera del agua por
burbujeo de gas de evaporación de nitrógeno líquido a través del agua encerrada continuamente para
mantener a la contaminación atmosférica a cabo. Circulador / controladores proporcionando + 0,01 ° C
estabilidad de la temperatura están disponibles por alrededor de $ 1.000, y proporcionar años de
problemas confiable servicio gratuito. Inmersión en el baño de agua en gran parte elude
la necesidad de estabilización de la temperatura ambiente (temperatura estabilizada costos de las habitaciones
alrededor de $ 250K para instalar), todo lo que es necesario es que la temperatura ambiente fluctuar
poco a poco, para no "molesta" el circulador / controlador.
Análisis de Helio:
Entramos en este campo mediante la realización de análisis de helio como un productos nucleares
análisis.
l
Nuestro primer esfuerzo fue cualitativa: 8 veces durante la generación de exceso
calor, helio era detectable en la electrólisis off-gas; 6 veces en que hay exceso de calor
estaba siendo generado, no helio era detectable en la electrólisis off-gas. Este
hallazgo cualitativo mostró que el efecto Pons y Fleischmann es un proceso nuclear
que ocurre en la superficie del cátodo.
Helio cuantitativa posterior frente análisis energético realizado por nosotros mismos,
2
y el Dr. MH Miles trabajando independientemente indicado que el exceso de calor y
helio se produce a través de la D + D →
4
He + 23,82 MeV (calor) y la vía de reacción.
El factor de conversión: 1 Watt = 6.24 X 10
12
MeV / s fue utilizado y los datos se
normalizado para 2 trazado dimensional mediante la eliminación de la influencia de volumen de la muestra
y la corriente de electrólisis. Los datos con barras de error son nuestros datos, tomados de una rigurosa
helio fuga del sistema apretada; los datos sin barras de error son los datos Dr. Miles.
3
Observe cómo
los puntos de datos se congregan alrededor del 24MeV teórico /
4
-Él Línea en la figura 2; este
indica que el exceso de calor es generado por el D + D →
4
He + 23.82MeV (calor)
ruta de reacción:
2
________________________________________
Página 5
Figura 2: Heat frente a los datos de helio trazada en volumen de muestra constante
y la corriente de electrólisis para render la parcela 2-dimensional. 1 Watt = 6,24
X 10
12
MeV / s.
Análisis de helio contemporáneas se han centrado en el helio y el neón isótopo
relaciones para identificar la contaminación atmosférica, en caso de que se produzca. Análisis de helio
Materiales de cátodo Pd suministrados por Pons y Fleischmann no mostraron helio-4
en comparación con el control virgen "G": G = 1.295 X 10
9 4
Él / mg, A = 1.22 X 10
9 4
El / mg,
B = 1.44 X 10
9 4
Él / mg, D = 1.19X 10
9 4
El / mg. El hallazgo de ninguna helio en el
Se espera que material de cátodo;
4
porque el efecto Pons y Fleischmann se induce
en la superficie del cátodo, el helio deja con la electrólisis off-gas.
1
La
única razón por la gente persiste en el análisis de los cátodos para el helio es que el muestreo es
trivial, uno simplemente corta un pedazo de metal y se derrite en la espectrometría de masas, análisis
sistema.
La parte más difícil del análisis de helio está eliminando completamente D2 de la
electrólisis off-gas. Esto se consigue convenientemente, por oxidación del D2 a
D2O usando óxido de cobre calentado a 450ºC, la D
2
O está atrapado en nitrógeno líquido
Temperatura:
Una vez que el D2 es eliminado prácticamente no hay gas que queda en el sistema, por lo que la
3
Él:
4
He: Ne análisis procede fácilmente. Todos los frascos de muestreo de metal y de envío son
utilizado con accesorios VCR Cajon para impedir la difusión como un vector de atmosférica
contaminación. Los frascos de muestra se cuecen a cabo a 100 ° C bajo vacío (10μ)
y enrojecida repetidamente con gas de evaporación del nitrógeno líquido para evitar la contaminación
por helio adsorbido en la superficie del metal (es decir, se impide la fuga virtual).
El aire contiene 5,22 ppm (partes por millón)
4
Él; nuestros antecedentes sistema es rutinaria
por debajo de 100 ppm (partes por billón)
4
Él.
Teóricamente: supongamos que la reacción en exceso de generación de calor de la Pons y
Efecto Fleischmann es predominantemente D + D →
4
He + 23,82 MeV (calor); uno haría
esperar que el H + D →
3
He + 5,395 MeV (calor) debido a la reacción de protones 0,5%
impureza en el D
2
O. Por lo tanto debido a que las reacciones nucleares se deben a
interacción electromagnética (comunicación personal Prof. Peter Hagelstein / MIT)
la reacción nuclear elementos de la matriz se cancelan a un coeficiente de 5, [el coeficiente
sería 4.7 si las reacciones nucleares se deben a la interacción débil vigor],
(Comunicación personal el Dr. Tom Ward, / DoE). En la superficie del cátodo, la
reactivos (D + D y D + H) se ven obligados a reaccionar a través de la corriente de electrólisis y
entregan su energía en el cátodo a través de efectos de coherencia (por ejemplo, ver Smirnov,
et. al.
5
). Por cualquier mecanismo, los reactivos ascienden la barrera de activación y
reaccionan para formar productos, o revertir a los reactivos de reforma (vía principal de
reversibilidad microscópica). Las tasas relativas de las reacciones nucleares por lo tanto depende
sobre cómo exotérmica que son, porque la una reacción más exotérmica es el más rápido
reaccionará. Por lo tanto, debemos ser capaces de calcular la
3
Él:
4
El isótopo relación esperado
de la teoría, sabiendo la impureza de protones aproximada (0,5% = 0,005, o menos), la
liberación exotérmica (5,395 MeV y 23,82 MeV) y el hecho de que las reacciones son
interacciones electromagnéticas de manera que ambos de sus coeficientes de reacción son 5.
Cálculo según lo sugerido por el Dr. Tom Ward,:
________________________________________
Page 6
3
El /
4
He = 0,005 X (5,395 MeV) 5 / (23,82 MeV)
5
= 2,98 X 10
-6
(1)
Resultados experimentales ganado duro para
3
Él:
4
El análisis de exceso de calor de una
NHE paladio cátodo muestra que la
3
Él no escala como lo haría para el tritio
la decadencia; la
22
Ne:
4
El isótopo relación indica que el helio no es de la atmosférica
origen. Los datos preliminares sigue:
Muestra
Electrólisis mA
4
El /
22
Nebraska
(Aire = 3,26)
4
Él / 30 ml
(átomos)
3
Él:
4
Él (2.98E-6
predicha (1))
04/12/97, l: 20AM
29.3
16.754 5.9E11
2.14e-6
16/12/97, l: 30 am
9.8
6.056 2.0E12
2.41E-6
12/23/97, ll: 35am
10.2
7.397 4.1E10
3.17E-6
Por lo tanto, los datos es de nuevo consistente con el D + D →
4
He + 23,82
MeV (calor) de reacción como el origen del exceso generada por
el efecto Pons y Fleischmann.
Agradecimientos:
MH Miles, Leigh Evans, John Lupton, Robert Porada, Andy Hunt, David
Nagel, y los nombrados en el texto. Agradecemos el apoyo de la
Electric Power Research Institute para algunos de estos trabajos.
1) BF Bush, JJ Lagowski, MH Miles, GS Ostrom; J. Electroanal.
Chem., (1991) 304, 271.
2) BF Bush, JJ Lagowski, MH Miles, Actas: 6Fe Internacional
Conferencia sobre la fusión fría, Hokkaido, Japón, 13 a 18 oct, 1996, vol. 2.
p. 622.
3) MH Miles, BF Bush, Actas: 6
º
Conferencia Internacional sobre el Cold
Fusión, Lahaina, Maui, Hawaii, 6 a 9 diciembre 1993, vol. 2, 6-1.
4) JR Morrey, et. al., Fusión Technol., (1990) 18, p. 659.
5) GV Smirnov, et. al. Phys. Rev. Lett. (1996), vol. 77, no. 15, p. 3232.