常温核融合は、周囲温度と圧力の条件下で実行される核融合反応です。核融合は、太陽や原子爆弾の爆発（水爆の原理）のような極端な圧力と温度を得ることで、またはカダラッシュのトーレ・スープラ、インドのJETなどの施設でより制御された方法で達成できます。オックスフォードやカダラッシュの将来の ITER では、それぞれ原子核融合現象を引き起こすのに十分な高温と非常に高いプラズマ密度のプラズマを得ることが可能です。
常温核融合は、「低エネルギー核反応」研究の分野を指す一般的な用語です。これは、1989 年 3 月のフライシュマンとポンスの実験をめぐる論争の後、一般的になりました。その後、いくつかの研究チームが結果の再現を試みましたが、成功しませんでした。その後、米国エネルギー省が招集した委員会は、この研究から有用なエネルギー源が得られるという説得力のある証拠はないと結論付けた。 5 年後、ほとんどの政府や研究者はこの現象は幻想だと考えていました。
それ以来、数人の研究者が研究を続け、常温核融合に関する国際会議に参加しました。彼らは信頼できる科学雑誌に研究結果を発表し、異常なエネルギー生成やその他の核の影響を発表しました。熱量計の高度化は大きく進歩し、第 2 回米国エネルギー省委員会は 2004 年に結論を出し、異常なエネルギー生成の証拠は 1989 年よりも説得力のあるものになっています。しかし、その報告書によると、多くの実験は十分に文書化されておらず、この現象は増加しておらず、再現は困難であり、核起源は一般に除外されます。したがって、委員会は主要な研究プログラムへの資金提供に反対し、科学的論争を解決できる可能性のあるさまざまな研究分野を特定した。
プレビュー
熱量計に囲まれた容器内で水を電気分解すると、電気、熱力学、化学の理論を使用してエネルギー保存の法則を検証できます。つまり、入口の電気エネルギー、容器内に蓄積された熱、貯蔵された化学エネルギー、容器から逃げる熱が完璧にバランスします。陰極がパラジウムで作られ、水を重水に置き換えると、同じエネルギー伝達が期待されます。
フライシュマンとポンズが実験で観察したことは、驚いたことに、場合によっては熱量計で測定された熱が予想より高かったということだった。カソードの体積に基づいて出力密度を計算したところ、化学反応では説明できないほど大きな値が得られました。したがって、彼らは、実験的証拠はなかったものの、その影響は核によるものに違いないと結論付けました。
他の科学者はこれらの結果を再現しようと試みました。多くは失敗しましたが、いくつかは成功し、その結果を日本の応用物理ジャーナルや電気分析化学ジャーナルなどの科学雑誌に発表しました[ 1 ] 。研究者の中には、この現象の科学的妥当性を確立するのに十分な実験的証拠があると信じている人もいますが、この証拠を拒否する人もいます。2004 年、米国エネルギー省の検討委員会は、この問題に関して依然として意見が均等でした (これは、調査委員会の結論からの大きな変更です) 1989 年に同等の委員会）。
核融合生成物の探索では相反する結果が得られ、2004年の委員会の3分の2がこれらの実験における核反応の可能性を否定した。この仮説を拒否するもう 1 つの理由は、現在の物理理論では、これらの実験で核融合がどのように起こるのか、また、発生したエネルギーが (放射線やその他の核生成物ではなく) 熱にどのように変換されるのかを説明できないという事実です。しかし、2006年に米海軍の研究者モージャー・ボス氏とシュパック氏が核反応の明白な証拠を発表したが、これはまだ他の研究者によって独自に再現されていない。 [ 2 ]
米国特許庁は 2001 年に常温核融合に関する特許を付与しました。 [ 3 ]しかし、この現象に関する現在の知識は、証明されたとしても、近い将来の商業応用を検討するには不十分です。 2004 年の委員会は、科学的手法を使用して実施される研究のいくつかの分野、つまり進行中の研究を特定しました。
歴史的
1989 年 3 月 23 日、非常に深刻なフィナンシャル タイムズ紙の一面が衝撃を引き起こしました。ユタ大学の 2 人の電気化学者、スタンレー ポンズとマーティン フライシュマンが、比較的平凡な電気分解中に核融合反応を起こすことに成功したと発表しました。実験は、電池に接続された単純な一対の電極 (そのうちの 1 つはパラジウム) を用いて行われ、重水に浸されました。
この実験中に、彼らは過剰な熱の大幅な放出を測定し、これは制御された核融合現象の結果であると解釈しました。原子核が融合して非常に大量のエネルギーを生成するこのタイプの核反応は、星の機能の根源にあるメカニズムを制御しようと50年以上努力してきた物理学者にとって、ある意味聖杯です。熱核爆弾も。このほぼ無制限のエネルギー源を習得すれば、原子核の分裂原理に基づく「古典的な」原子力発電の場合と同様に、再生不可能なエネルギー資源の開発や危険な廃棄物の生成に関連する制約から人類が解放されることになる。
フィナンシャル・タイムズ紙の発表は非常に特殊な文脈で行われた。3年前、チェルノブイリは核分裂エネルギーが重大な危険をもたらす可能性があることを地球全体に思い出させ、1973年の第一次石油危機の余波で開始された電気核計画は、主要先進国の世論からの批判はますます高まっている。
制御された熱核融合の研究は、数十億ドルが投資されたにもかかわらず、依然として 50 年間停滞しており、1970 年代の石油危機の後、エネルギー消費は再び進行し始めました。最後に、たとえ東側諸国の崩壊を目撃していたとしても、主要産油国における宗教原理主義とナショナリズムの台頭により、地政学的な状況は不確実なままでした。
この文脈において、ポンスとフライシュマンによって開かれた、ほぼ無制限の量のエネルギーを水から生産するという見通しは素晴らしいように思えた。
当初から、この議論は科学出版物の枠を超えていました。その情報はすぐに世界中のほとんどの日刊新聞やテレビ局で取り上げられ、当然のことながら重大な科学的発見であると同時に、新たな発見の可能性があるものとして紹介されました。人類の時代。
しかし、この「常温核融合」の発見が発表されるや否や、多くの科学者は、二人の電気化学者が説明した熱放出の現実性についてはともかく、少なくとも熱核融合に関する結論については異議を唱えた。彼らは、ポンスとフライシュマンによって説明された電気分解などの「電気化学」手段によって、2つの原子核を互いに反発させる電気力を克服することは理論的に不可能であることを思い出した。
数十年間受け入れられてきた科学理論によれば、2 つの原子核は非常に多量のエネルギーを消費して初めて融合することができ、この反発力であるクーロン障壁を克服することが可能になります。現在、私たちは原子核を結びつけることができるこのエネルギーを提供する「高温」核融合しか想像していません。
しかし、常温核融合は単なるメディアの煽りに過ぎないと思われていたが、フィナンシャル・タイムズ紙の発行から3日後、我々は事態がねじれているのを目撃した。ブリガム・ヤング大学のスティーブン・ジョーンズは熱を観測しなかったが、核反応を示す可能性のある中性子の放出を観測したのだ。 、ポンスとフライシュマンの研究の正当性を間接的に確認しました。
すぐに、何人かのノーベル物理学賞受賞者を含む多くの科学者が、二人の電気化学者の実験を再現しようとした際に、説明不能な放出も確認したと宣言した。
そこで、米国エネルギー省のエネルギー研究諮問委員会は、常温核融合を調査するための科学委員会を招集している。これでは問題の常温核融合を再現できませんでした。
まだ説明されていないが綿密な研究の対象となるはずの現象の支持者と、最良のシナリオでは熱の放出は不適切な操作プロトコルに起因するという反対者の間で議論が激化した。最悪の仮説は、悪名と予算を求めて二流科学者によって画策された膨大なでっち上げである。
科学的正統性の擁護者にとって、「常温核融合」は、水、ホメオパシー、永久運動の記憶と同じように、苦労することなく「病理学」のカテゴリーに分類されるべきである。
ポンス氏とフライシュマン氏の主張の実験的検証の分野に自らを位置づけることなく、中傷者らは、ポンス氏とフライシュマン氏の発見が、重要な科学コミュニケーションにおける通常の手順である、まず最初に読書委員会を設けた科学雑誌で発表されず、一般大衆の報道機関を通じて発表されたことを批判した。 。
実際、科学的研究の結果を雑誌で発表するのが通例であり、最初に実験の説明、結果の分析、および結果として得られた結論が基準を満たしていることを検証する責任を負う 1 人または複数の科学専門家に論文を投稿します。科学的なアプローチ。
Natureなど、国際的な読者を持つ科学雑誌はこの慣行に従っており、自分の研究が国際的に認められることを望む科学者は、単位の取得と残りの専門的キャリアにとって非常に重要であるこの規則に従うことになります (c は有名な「 「出版するか消滅するか」という考えが、今日では運営資金の探索とともに研究者の日常生活の大部分を占めています。
ポンズとフライシュマンが、彼らの発見に関するスクープを主流報道機関に提供するという、いわば「本末転倒」をしたという事実を主張することによって、特定の批判者が、この発見の著者がそうであったとほのめかすことが可能であった。そうでない人は、認められた科学者の判断に直面したくなかったし、彼らの見栄が嘲笑される危険を冒したくなかった…ポンズとフライシュマンが実際に査読のある科学雑誌に論文を投稿していなかったら、この議論はある程度の意味を持っていただろう。彼らは発見を報告する論文をNatureに投稿しただけでなく、この権威ある出版物の読書委員会は、その伝達の科学的性質に対して何ら異議を唱えなかった。
事件から10年が経った今でも、二人の科学者が示した「メディアの性急さ」は、彼らの「明らかに真剣さの欠如」を証明する決定的な議論として引用されている。それにもかかわらず、ポンズとフライシュマンによって記述された実験には、彼らの結論の妥当性を疑問視する可能性があるいくつかの欠陥があったことは事実である。特に、熱核融合反応中に通常存在する中性子とヘリウム（これらは核融合反応の「灰」と呼ばれる）の生成を観察したかどうかについては明らかにされておらず、実験中の温度を測定する条件自体が、核融合反応を引き起こす可能性がある。一定数のエラー。
アメリカ、イタリア、日本のチームはこのテーマに10年以上取り組み続けており、そのような現象が存在することを確認する結果が得られたと信じている（ただし、それはもはや「常温核融合」とは呼ばれず、より控えめに「核反応」と呼ばれる） ）低温または化学的に支援された核反応）。これらのチームは、実際の熱放出（供給されるエネルギーより 25% ～ 70% 高い）を主張しています。ヘリウムの生成を証明したと主張する人もいます。いずれも現象の一時的で稀な性質を強調しています。 MIT (米国ケンブリッジ) の Peter Hagelstein のような物理学者も、理論を提案しています。
16 年間 (1989 年から 2005 年) にわたって、常温核融合自体、またはより一般的な新エネルギーに関するあちこちで開催された、あまり厳粛ではない会議を多数数えることを除いて、このテーマに関して 11 を下らない国際会議が開催されました。地元での報道力が弱かったため、科学マスコミは彼らを無視した。最初 (ICCF1) は 1990 年 3 月にソルトレイクシティで開催され、その後、1991 年 6 月から 7 月にコモ (イタリア)、1992 年 10 月に名古屋(日本)、ハワイ ( 1993年12月、モンテカルロ（モナコ）、1995年4月、札幌（日本）、1996年10月、バンクーバー（カナダ）、1998年4月、レリチ（イタリア）、2000年5月、北京（中国） 2002年5月、2003年8月にケンブリッジ（米国）、2004年11月にマルセイユ（フランス）、そして2005年11月末に横浜（日本）で。
フランスで
主に原子力に基づいたエネルギー政策に取り組んでいたフランスでは、この議論はすぐに決着した。ジャン・テヤックは当時原子力高等弁務官（CEA）であったため、フランスの軍産核複合体と強く結びついていた人物であり、これを拒否した。という疑問についての研究を始めること。
しかし、フランスでは CEA で常温核融合が禁止されていないことを証明すると同時に、この分野の研究が不十分であることを実証するために、ビュギー発電所で急速な実験プログラムが開始された。その直後、彼の首席補佐官であるミシェル・マルティノは、1993 年 6 月 9 日のフィガロ紙のコラムで、CEA の研究者が自宅で常温核融合の問題に取り組むことを妨げるものは何もないと説明した。週末には自分の経済力で。
マルセイユのジャン＝ポール・ビベリアンのような数人のフランス人科学者は、階層からのこの「励まし」を受けて、非常に慎重にこの道に乗り出した。他の人々は、人類にとって起こり得る重大な発見の発展に注意を払っている特定の石油会社からの資金提供から恩恵を受けることができました。
もし CEA が公式にこの問題に無関心であり、著名な人々が常温核融合は水の記憶と同じように「病理学的科学」の問題であると宣言することを躊躇しなかったとしても、したがってフランスは常温核融合競争から完全に外れているわけではない。
したがって、パリ国立芸術工芸院の核科学研究室のジャック・デュフール氏は、この主題に関する研究をシェルから資金提供を受けることに成功していたであろう。
「創設の父」ポンスとフライシュマンは、トヨタから、1999年にポンスがフランスで退職するまで、ソフィア・アンティポリスのミノル高等研究所（IMRA）内にある研究室でフランスで研究を続ける機会を提供された（フライシュマン氏は2年前にイングランドでこの資格を取得していた）。産業上の利害が大きいため、この研究所から漏れ出てくる情報はほとんどありません。しかし、1993 年、マウイ島の ICCF4 で、二人の研究者は年末にかけて最大 200 kW を発電できると発表しました。
2005 年 4 月に小さな進歩
New Scientist 誌は、2005 年 4 月 27 日のオンライン版で、 カリフォルニア大学のセス・パターマン、ブライアン・ナランホ、およびジェームス・ギムゼウスキーによって温核融合反応が得られたと発表しました。タンタル酸リチウム結晶と焦電効果 (局所的な電場を生成するには、これらの結晶を重水素ガスの浴中で数分間で -33°C から +7°C まで加熱する必要がある) を使用すれば、彼らは成功したでしょう。弱いながらも測定可能な中性子束を生成します。
著者らは、新しいエネルギー源を開発したわけではないと大々的に強調している。彼らの実験では毎秒数百個の中性子が生成されるが、商用原子炉では毎秒数千万個の中性子が生成される必要がある。
