콜드퓨전

차가운 핵융합은 가정된 유형의 핵반응으로 상온 또는 그 근처에서 발생합니다.그것은 엄청난 압력과 수백만도의 온도에서 별 안에서 자연적으로 그리고 수소 폭탄과 원형 핵융합로에서 인공적으로 일어나는 것으로 알려진 "뜨거운" 핵융합과 극명한 대조를 이룰 것입니다.현재 차가운 핵융합이 일어나는 것을 허용하는 이론적 모델은 없습니다.

1989년, 두 전기화학자 마틴 플라이슈만과 스탠리 폰스는 그들의 장치가 비정상적인 열("과잉열")을 만들어 냈다고 보고했는데, 핵과정을 제외하고는 설명할 수 없을 것이라고 주장했습니다.^[1]그들은 또한 중성자와 삼중수소를 포함한 소량의 핵반응 부산물을 측정했다고 보고했습니다.^[2]소형 테이블 상판 실험은 팔라듐(Pd) 전극 표면에서 중수를 전기 분해하는 것을 포함했습니다.^[3]보고된 결과는 언론의 광범위한 관심을^[3] 받았고 값싸고 풍부한 에너지 자원에 대한 희망을 높였습니다.^[4]

많은 과학자들은 이용 가능한 몇 가지 세부 사항을 가지고 이 실험을 복제하려고 노력했습니다.많은 수의 부정적인 복제, 많은 보고된 긍정적인 복제의 철회, 원래의 실험에서 결함과 실험 오류의 근원의 발견, 그리고 마침내 플라이슈만과 폰스가 실제로 핵 반응 부산물을 발견하지 못했다는 발견으로 희망이 사라졌습니다.^[5]1989년 말까지, 대부분의 과학자들은 차가운 핵융합 주장이 죽었다고 생각했고,^[6][7] 차가운 핵융합은 그 후 병리학적인 과학으로 명성을 얻었습니다.^[8][9]1989년에 미국 에너지부(DOE)는 보고된 과잉 열의 결과가 유용한 에너지 공급원에 대한 설득력 있는 증거를 제시하지 못했다고 결론짓고, 냉융복합을 위해 특별히 자금을 할당하는 것에 반대하기로 결정했습니다.2004년 새로운 연구를 검토한 두 번째 DOE 리뷰는 유사한 결론에 도달했으며 저온 핵융합의 DOE 자금 지원 결과를 도출하지 못했습니다.^[10]현재 콜드 퓨전에 대한 기사는 동료 평가를 받는 주류 과학 저널에 거의 게재되지 않기 때문에 주류 과학 출판물에 기대되는 수준의 정밀 조사를 끌지 못하고 있습니다.^[11]

그럼에도 불구하고 콜드 퓨전에 대한 관심은 수십 년 동안 계속되었습니다. 예를 들어 Google이 자금을 지원하여 실패한 복제 시도가 Nature 2019년 호에 발표된 적이 있습니다.^[12][13]소규모 연구자 커뮤니티는 종종 저에너지 핵반응(LENR) 또는 응축물질 핵과학(CMNS)이라는 대체 명칭으로 이를 계속 조사하고 있습니다.^{[6][14][15][16][17][18][19]}

역사

핵융합은 보통 수천만도의 온도에서 일어나는 것으로 알려져 있습니다.이것은 "열핵융합"이라고 불립니다.1920년대부터, 금속 촉매에 흡수된 수소를 촉매적으로 융합함으로써 훨씬 낮은 온도에서 핵융합이 가능할 것이라는 추측이 있어 왔습니다.1989년 Stanley Pons와 Martin Fleischmann (당시 세계의 선도적인 전기 화학자 중 한 명)에 의한 이러한 차가운 융합이 관찰되었다는 주장은 많은 과학자들이 과도한 열을 복제할 수 없다는 것을 발견한 후 그들의 주장이 틀렸다고 비판하기 전에 잠깐의 미디어 돌풍을 일으켰습니다.최초의 발표 이후, 냉융합 연구는 그러한 반응이 일어난다고 믿고 그들의 실험적 증거에 대해 더 많은 인정을 받기를 희망하는 연구자들의 작은 공동체에 의해 계속되어 왔습니다.

초기연구

팔라듐이 수소를 흡수하는 능력은 일찍이 토마스 그레이엄에 의해 인정되었습니다.^[20][21]1920년대 후반, 오스트리아 태생의 두 과학자인 프리드리히 파네스와 커트 피터스는 원래 수소가 상온에서 잘게 쪼개진 팔라듐에 흡수될 때 핵 촉매 작용에 의해 수소가 헬륨으로 변환되는 것을 보고했습니다.그러나 저자들은 나중에 그들이 측정한 헬륨이 공기 중의 배경 때문이라고 말하면서 그 보고서를 철회했습니다.^[20][22]

1927년 스웨덴의 과학자 존 탄드버그는 팔라듐 전극을 가진 전해조에서 수소를 헬륨으로 융합했다고 보고했습니다.^[20]그의 연구를 바탕으로, 그는 "헬륨과 유용한 반응 에너지를 생산하는 방법"에 대해 스웨덴 특허를 출원했습니다.^[20]파네스와 피터스의 후퇴와 물리적 과정을 설명할 수 없다는 이유로, 그의 특허 출원은 거절되었습니다.^[20][23]1932년 중수소가 발견된 후, 탄드버그는 중수 실험을 계속했습니다.^[20]탄드베르크가 중수로 만든 마지막 실험은 플라이슈만과 폰스의 원래 실험과 유사했습니다.^[24]Fleischmann과 Pons는 Tandberg의 업적을 알지 못했습니다.^{[25][text 1][text 2]}

"냉융합"이라는 용어는 일찍이 1956년 뉴욕 타임즈에 뮤온 촉매 융합에 대한 루이스 알바레즈의 연구에 관한 기사에서 사용되었습니다.^[26]1986년, 폴 파머와 당시 브리검 영 대학교의 스티븐 존스는 행성 중심핵에 수소 동위 원소가 존재할 가능성이 있는 "지질 융합"에 대한 연구에서 "냉융합"이라는 용어를 사용했습니다.^[27]1985년에 제출된 Clinton Van Siclen과 함께 이 주제에 대한 그의 원래 논문에서, Jones는 "파이조핵융합"이라는 용어를 만들었습니다.^[27][28]

플라이슈만 폰스 실험

가장 유명한 저온 핵융합 주장은 1989년 스탠리 폰스와 마틴 플라이슈만에 의해 제기되었습니다.더 넓은 과학계에 의해 잠시 관심을 가진 후, 그들의 보고서는 핵 물리학자들에 의해 의문으로 제기되었습니다.폰스와 플라이슈만은 자신들의 주장을 철회하지 않았지만, 논란이 불거지자 연구 프로그램을 미국에서 프랑스로 옮겼습니다.

공지전 이벤트

사우샘프턴 대학의 마틴 플라이슈만과 유타 대학의 스탠리 폰스는 전기분해를 이용하여 팔라듐 금속 내에서 달성할 수 있는 높은 압축비와 이동성이 핵융합을 일으킬 수 있다는 가설을 세웠습니다.^[29]연구를 위해 팔라듐 음극과 열을 측정하기 위해 설계된 단열 용기인 열량계 내 중수를 이용한 전기분해 실험을 진행했습니다.몇 주 동안 지속적으로 전류를 가했고, 중수는 간격을 두고 갱신되었습니다.^[29]일부 중수소는 음극 내에 축적되는 것으로 생각되었지만, 대부분은 양극에서 생성된 산소와 결합하여 세포 밖으로 거품이 나게 허용되었습니다.^[30]대부분의 시간 동안, 셀에 입력되는 전력은 셀을 측정 정확도 이내로 두는 계산된 전력과 같았고, 셀 온도는 약 30 °C에서 안정적이었습니다.그러나 (일부 실험에서) 어떤 시점에서 입력 전력의 변화 없이 온도가 약 50 °C로 갑자기 상승했습니다.이러한 고온 단계는 이틀 이상 지속되며 일단 발생한 실험에서 여러 번 반복됩니다.셀을 빠져나가는 계산된 전력은 이러한 고온 단계에서 입력 전력보다 상당히 높았습니다.결국 고온 단계는 특정 셀 내에서 더 이상 발생하지 않습니다.^[30]

1988년 플라이슈만과 폰스는 미국 에너지부에 더 큰 일련의 실험을 위한 자금 지원을 신청했습니다.지금까지 그들은 10만 달러의 자비로 제작된 작은 장치를 사용하여 실험 자금을 지원해 왔습니다.^[31]보조금 제안서는 동료 심사를 위해 제출되었고, 심사자 중 한 명은 브리검 영 대학교의 스티븐 존스였습니다.^[31]존스는 한동안 고온 없이 핵융합을 유도하는 알려진 방법인 뮤온 촉매 핵융합을 연구했으며 1987년 7월 사이언티픽 아메리칸에 "냉핵융합"이라는 제목의 글을 기고했습니다.Fleischmann과 Pons 그리고 동료들은 연구와 기술을 공유하기 위해 유타주에서 가끔 Jones와 동료들을 만났습니다.이 시기 동안 플라이슈만과 폰스는 화학 반응만으로 설명할 수 없다는 점에서 그들의 실험이 상당한 "과잉 에너지"를 발생시킨다고 설명했습니다.^[30]그들은 그러한 발견이 상당한 상업적 가치를 가질 수 있고 특허 보호를 받을 자격이 있다고 생각했습니다.그러나 존스는 중성자 플럭스를 측정하고 있었는데, 이것은 상업적인 관심사가 아니었습니다.^{[31][clarification needed]}3월 6일 회의에 대한 설명은 다르지만, 향후 문제를 방지하기 위해 팀들은 결과를 동시에 발표하기로 합의한 것으로 보입니다.^[32]

알리다

1989년 3월 중순, 두 연구팀은 그들의 연구 결과를 발표할 준비가 되었고, 플라이슈만과 존스는 페덱스를 통해 네이처로 논문을 보내기 위해 3월 24일 공항에서 만나기로 합의했습니다.^[32]그러나 플라이슈만과 폰스는 발견에 우선순위를 두고자 했던 유타대학의 압력으로 그들의 명백한 합의를 깨뜨렸습니다.^[33]3월^[34] 23일에 열린 기자 회견에서 그들의 연구 결과를 공개했습니다. (그들은 보도 자료에서 네이처에^[34] 게재될 것이라고 주장했지만 대신 그들의 논문을 Journal of Electroanalytical Chemistry에 제출했습니다.)^[31]존스는 화가 나서 기자회견 후 네이처에 팩스로 자신의 논문을 보냈습니다.^[32]

플라이슈만과 폰스의 발표는 언론의 광범위한 관심을 끌었습니다.^{[notes 1]}그러나 1986년 고온 초전도 현상의 발견으로 인해 과학계는 막대한 경제적 파장을 가져올 수 있고 기성 이론에 의해 예측되지 않았더라도 신뢰성 있게 복제될 수 있는 예상치 못한 과학적 결과에 대한 폭로에 더 개방적이 되었습니다.^[36]많은 과학자들은 고체 속에서 핵 전이를 수반하는 과정인 뫼스바우어 효과를 또한 떠올렸습니다.30년 전의 발견 또한 예상치 못했던 것이지만, 이는 기존 물리학의 틀 안에서 빠르게 복제되고 설명되었습니다.^[37]

새로운 청정 에너지 공급원이라는 발표는 결정적인 시기에 나왔습니다: 어른들은 1973년 석유 위기와 석유 의존으로 인한 문제들을 아직도 기억하고 있고, 인위적인 지구 온난화는 악명이 높아지기 시작하고 있었고, 반핵 운동은 원자력 발전소를 위험한 것으로 규정하고 있었고, 사람들은 마음속으로 생각했습니다.스트립 채굴의 결과,^[38] 산성비, 온실 효과, 그리고 발표 다음날 발생한 엑손 발데즈 기름 유출.기자회견에서 체이스 피터슨, 플라이슈만, 폰스는 과학적인 신뢰도의 견고함을 바탕으로 차가운 핵융합이 환경문제를 해결할 것이며 바닷물만을 연료로 사용하여 무한정 무한정 깨끗한 에너지를 제공할 것이라고 거듭 기자들에게 확언했습니다.^[39]이들은 결과가 수십 차례 확인됐으며 이에 대해 의심의 여지가 없다고 말했습니다.^[40]이에 수반된 보도자료에서 플라이슈만은 다음과 같이 말한 것으로 인용되었다: "우리가 한 일은 새로운 연구 영역의 문을 여는 것입니다. 우리의 징후는 이 발견이 열과 전력을 발생시키는 사용 가능한 기술로 만들기에 비교적 쉬울 것이라는 것입니다. 그러나 첫 번째로 과학을 더 이해하기 위해서는 지속적인 연구가 필요하고 두 번째로,에너지 경제에 대한 가치를 결정하는 것입니다."^[41]

반응 및 낙진

비록 실험 프로토콜이 발표되지는 않았지만, 몇몇 나라의 물리학자들은 과열 현상을 복제하려고 시도했지만 실패했습니다.Nature에 제출된 첫 번째 논문은 동료 심사를 통과했지만 대부분의 유사한 실험이 부정적이고 긍정적인 결과를 설명할 수 있는 이론이 없다는 이유로 기각되었습니다.^{[notes 2][42]} 이 논문은 나중에 Fusion Technology지에 의해 출판되기 위해 받아들여졌습니다.캘리포니아 공과대학의 화학 교수인 네이선 루이스는 가장 야심찬 검증 노력 중 하나를 이끌었고, 실험에 많은 변형을 시도했지만 성공하지 못했고,^[43] CERN의 물리학자 더글러스 R. O. 모리슨은 서유럽에서의 "본질적으로 모든" 시도가 실패했다고 말했습니다.^[6]성공을 보고한 사람들조차 플라이슈만과 폰스의 결과를 재현하는 데 어려움을 겪었습니다.^[44]1989년 4월 10일, 텍사스 A&M 대학교의 한 그룹이 과잉 열에 대한 결과를 발표했고, 그날 늦게 조지아 공과 대학교의 한 그룹은 중성자의 생성을 발표했습니다. 중성자의 검출과 실험실의 명성으로 인해 그 시점까지 발표된 가장 강력한 복제품입니다.^[45]4월 12일 폰스는 ACS 회의에서 칭찬을 받았습니다.^[45]그러나 조지아 공대는 4월 13일 발표를 철회하고, 그들의 중성자 탐지기가 열에 노출될 때 거짓 양성을 보였다고 설명했습니다.^[45][46]스탠포드 대학의 로버트 허긴스가 이끄는 또 다른 독립적인 복제 시도는 가벼운 물 조절로 초기 성공을 거두었다고 보고했는데,^[47] 4월 26일 미 의회 청문회에서 콜드퓨전에 대한 유일한 과학적 지지가 되었습니다.^{[text 3]}그러나 그가 마침내 그의 결과를 발표했을 때 그는 섭씨 1도의 과도한 열을 보고했는데, 그 결과는 리튬이 존재하는 중수와 경수의 화학적 차이로 설명될 수 있습니다.^{[notes 3]}그는 방사선을^[48] 측정하려고 시도하지 않았고 그의 연구는 나중에 그것을 본 과학자들에 의해 조롱을 받았습니다.^[49]경쟁적인 주장과 반론, 그리고 제안된 설명들은 그 후 6주 동안 뉴스에서 "냉융복합" 또는 "융복합 혼란"이라고 일컬어지는 것을 유지했습니다.^[32][50]

1989년 4월, 플라이슈만과 폰스는 "전기분석 화학 저널"에 "예비 노트"를 발표했습니다.^[29]이 논문은 특히 해당 콤프턴 단애가 없는 감마 피크를 보여주었는데, 이는 그들이 융합 부산물의 증거를 주장하는 데 실수를 저질렀음을 나타냅니다.^[51]플라이슈만과 폰스는 이 비판에 대해 답했지만,^[52] 유일하게 명확하게 남아있는 것은 감마선이 등록되지 않았다는 것과 플라이슈만이 데이터의 어떤 실수도 인식하기를 거부했다는 것입니다.^[53]1년 후에 발표된 훨씬 더 긴 논문은 열량 측정의 세부 사항으로 들어갔지만 어떤 핵 측정도 포함하지 않았습니다.^[30]

그럼에도 불구하고, Fleischmann과 Pons 그리고 긍정적인 결과를 발견한 많은 다른 연구자들은 그들의 발견에 대해 확신했습니다.^[6]유타 대학은 연구를 계속하기 위해 의회에 2천 5백만 달러를 지원해 줄 것을 요청했고 폰스 총장은 5월 초 부시 대통령의 대표들과 만날 예정이었습니다.^[6]

1989년 4월 30일, 뉴욕타임즈는 콜드퓨전이 사망했다고 발표했습니다.타임즈는 같은 날 서커스라고 불렀고, 보스턴 헤럴드는 다음날 콜드 퓨전을 공격했습니다.^[54]

1989년 5월 1일, 미국 물리학회는 볼티모어에서 냉융합에 대한 세션을 열었는데, 그 중에는 냉융합의 증거를 만들어내지 못한 많은 실험에 대한 보고도 포함되어 있었습니다.세션의 마지막에, 9명의 주요 연사들 중 8명은 최초의 플라이슈만과 폰스가 사망했다고 주장했고, 9번째 요한 라펠스키는 기권했다고 말했습니다.^[6]Caltech의 Steven E. Koonin은 유타 보고서를 "폰스와 플라이슈만의 무능과 망상"의 결과라고 불렀고, 기립박수를 받았습니다.^[55]CERN을 대표하는 물리학자 더글러스 모리슨(Douglas R. O. Morrison)은 이 에피소드를 병리학의 예라고 처음 불렀습니다.^[6][56]

5월 4일, 이 모든 새로운 비판으로 인해 워싱턴의 여러 대표들과의 회담이 취소되었습니다.^[57]

5월 8일부터, A&M 삼중수소 결과만 차가운 핵융합을 떠돌게 했습니다.^[58]

1989년 7월과 11월에 네이처는 차가운 핵융합 주장에 대해 비판적인 논문을 발표했습니다.^[59][60]부정적인 결과는 과학, 물리학 리뷰 레터스, 물리학 리뷰 C (핵물리학)를 포함한 여러 다른 과학 저널에도 발표되었습니다.^{[notes 4]}

1989년 8월, 이런 추세에도 불구하고 유타주는 국립 콜드 퓨전 연구소를 만들기 위해 450만 달러를 투자했습니다.^[61]

미국 에너지부는 차가운 핵융합 이론과 연구를 검토하기 위해 특별 위원회를 조직했습니다.^[62]위원회는 1989년 11월 보고서를 발표했고, 그 날 현재의 결과는 유용한 에너지원이 차가운 핵융합으로 인한 현상에서 비롯될 것이라는 설득력 있는 증거를 제시하지 못했다고 결론지었습니다.^[63]패널들은 과도한 열을 복제하지 못한 경우가 많고, 확립된 추측에 의해 예상되는 핵반응 부산물에 대한 보고의 불일치가 크다는 점에 주목했습니다.가정된 유형의 핵융합은 현재의 이해와 일치하지 않을 것이며, 만약 검증된다면, 확립된 추측, 심지어 이론 자체가 예상치 못한 방식으로 확장되어야 할 것입니다.위원회는 콜드퓨전 연구를 위한 특별 자금 지원에는 반대했지만, "일반 자금 지원 시스템 내의 중점 실험"에 대해서는 약간의 자금 지원을 지지했습니다.^[64]냉융합 지지자들은 계속해서 과잉열에 대한 증거가 강하다고 주장했고, 1990년 9월에 국립 냉융합 연구소는 과잉열에 대한 증거를 확증하는 보고를 한 10개국의 92개 그룹의 연구자들의 목록을 작성했습니다.하지만 그들은 자신들의 특허를 위험에 빠뜨릴 수 있다는 자신들의 증거를 제시하기를 거부했습니다.^[65]그러나 패널의 권고에 따라 DOE나 NSF 자금 지원은 더 이상 이루어지지 않았습니다.^[66]그러나 이 시점에서 학술적 합의는 냉융합을 "병리학"의 일종으로 간주하는 쪽으로 확고하게 이동했습니다.^[8][67]

1990년 3월, 유타 대학의 물리학자 마이클 H. 살라몬과 9명의 공동저자들은 부정적인 결과를 보고했습니다.^[68]폰스와 플라이슈만을 대리하는 변호사가 소송 위협 하에 살라몬 신문을 철회하라고 요구했을 때 대학 교수진은 "깜짝 놀랐다"고 말했습니다.변호사는 나중에 사과했습니다. 플라이슈만은 이러한 위협이 냉융합 비평가들이 보여준 편견에 대한 정당한 반응이라고 옹호했습니다.^[69]

1990년 5월 초, 두 명의 A&M 연구원 중 한 명인 케빈 울프는 스파이크 가능성을 인정했지만, 가장 가능성 있는 설명은 팔라듐 전극의 삼중수소 오염이거나 단순히 작업이 엉성해서 생긴 오염이라고 말했습니다.^[70]1990년 6월 과학 작가 게리 타우베스의 사이언스 기고문은 A&M 삼중수소 결과에 대한 대중의 신뢰성을 무너뜨렸습니다. A&M 삼중수소 결과에 대한 그룹 리더인 존 보크리스와 그의 대학원생 중 한 명이 삼중수소로 세포에 스파이킹을 했다고 비난했습니다.^[71]1990년 10월, 울프는 마침내 결과가 막대의 삼중수소 오염에 의해 설명되었다고 말했습니다.^[72]A&M 콜드 퓨전 리뷰 패널은 삼중수소 증거가 설득력이 없으며 스파이킹, 오염 및 측정 문제를 배제할 수는 없지만 설명 가능성이 더 높다는 것을 발견했으며,^{[text 4]} 보크리스는 연구를 재개하기 위해 교수진으로부터 지원을 받은 적이 없습니다.

1991년 6월 30일, 국립 저온 핵융합 연구소는 자금이 바닥난 후 문을 닫았습니다.^[73] 과잉 열을 발견하지 못했고, 삼중수소 생산에 대한 보고는 무관심에 부딪혔습니다.^[74]

1991년 1월 1일 폰스는 유타 대학교를 떠나 유럽으로 갔습니다.^[74][75]1992년, 폰스와 플라이슈만은 프랑스에 있는 도요타 자동차의 IMRA 연구소에서 연구를 재개했습니다.^[74]플라이슈만은 1995년 잉글랜드로 떠났고, 폰스와의 계약은 가시적인 성과 없이 4천만 달러를 지출한 후 1998년 갱신되지 않았습니다.^[76]IMRA 연구소는 1,200만 파운드를 지출한 후 1998년에 저온 핵융합 연구를 중단했습니다.^[3]폰스는 그 이후로 공개 선언을 하지 않았고, 플라이슈만만이 계속해서 강연을 하고 논문을 발표했습니다.^[76]

주로 1990년대에 냉융합 연구방법과 냉융합 연구자들의 행태에 대해 비판적인 책들이 여러 권 출판되었습니다.^[77]지난 몇 년간, 그들을 변호했던 몇 권의 책들이 나왔습니다.^[78]1998년경 유타대학은 이미 1백만 달러 이상을 지출한 후 연구를 중단했고, 1997년 여름 일본은 2천만 달러를 지출한 후 연구를 중단하고 자체 연구실을 폐쇄했습니다.^[79]

후기연구

1991년의 한 냉간 핵융합 지지자에 의한 검토는 "약 600명의 과학자들"이 아직도 연구를 하고 있다고 계산했습니다.^[80]1991년 이후 콜드퓨전 연구는 공공 자금 확보와 프로그램 개방의 어려움이 증가한 그룹에 의해 상대적으로 모호하게 계속되었습니다.이 작지만 헌신적인 냉융합 연구자 그룹은 주류 사회의 거부에도 불구하고 플라이슈만과 폰스 전기 분해 설정을 사용한 실험을 계속해 왔습니다.^[14][15][81]보스턴 글로브는 2004년에 이 분야에서 일하는 연구원이 100명에서 200명에 불과하다고 추정했는데, 대부분이 그들의 명성과 경력에 손상을 입었다고 합니다.^[82]폰스와 플라이슈만에 대한 주요 논란이 종식된 이후, 콜드퓨전 연구는 미국, 이탈리아, 일본, 인도의 민간 및 소규모 정부 과학 투자 기금에 의해 자금이 지원되었습니다.예를 들어, 2019년 5월 네이처에 구글이 콜드퓨전 연구에 약 1,000만 달러를 지출했다고 보고되었습니다.유명한 연구실(예: MIT, 로렌스 버클리 국립 연구소 등)의 과학자 그룹은 수년간 냉융복합을 높은 수준의 과학적 엄격함으로 재평가하려는 노력으로 실험 프로토콜과 측정 기술을 확립하기 위해 노력했습니다.그들의 보고된 결론은 차가운 융합은 없다는 것입니다.^[83]

2021년, 네이처가 2019년에 일부 국부적인 융합으로만 설명될 수 있는 비정상적인 발견을 발표한 후, 인도 헤드 디비전의 해군, 육군, 국립 표준 기술 연구소의 과학자들이 새로운 작업을 착수하기 위해 한 그룹의 해군,공동 ^[12]연구몇몇 예외를 제외하고 연구자들은 주류 저널에 출판하는데 어려움을 겪었습니다.^{[6][14][7][15]}나머지 연구자들은 종종 그들의 분야를 저에너지 핵반응(LENR), 화학적 지원 핵반응(^[84]CANR), 격자 지원 핵반응(LANR), 응축 물질 핵과학(CMNS) 또는 격자 지원 핵반응이라고 부릅니다. 그 이유 중 하나는 "냉융합"과 관련된 부정적인 의미를 피하기 위함입니다.^[81][85]새로운 이름들은 융합이 실제로 일어나고 있다는 것을 암시하는 것과 같은 대담한 암시를 하는 것을 피합니다.^[86]

연구를 계속하고 있는 연구자들은 연구대상자의 소외의 주요 원인이 당초 발표의 결함이라고 인정하고 있으며, 연구비의^[87] 만성적인 부족과 자신들의 연구결과가 가장 영향력 있는 학술지에 게재될 가능성이 없음을 호소하고 있습니다.^[88]대학 연구원들은 종종 동료들로부터 조롱을 받고 그들의 직업적인 경력이 위험에 처할 수 있기 때문에 콜드 퓨전을 조사하기를 꺼려합니다.^[89]1994년, 칼텍 물리학 교수 데이비드 굿스타인은 주류 연구자들의 관심 증가를 지지하며 다음과 같이 기술했습니다.

과학계에 의해 추방된 버림받은 분야.차가운 융합과 훌륭한 과학 사이에는 사실상 전혀 의사소통이 이루어지지 않습니다.콜드 퓨전 논문은 거의 심판을 받는 과학 저널에 발표되지 않으며, 그 결과 그 연구들은 과학이 요구하는 정상적인 비판적 정밀 조사를 받지 못합니다.반면 콜드퓨전 측은 자신들을 포위당한 공동체로 보기 때문에 내부적인 비판은 거의 없습니다.실험과 이론은 외부 비평가들에게 더 많은 연료를 제공하는 것을 두려워하기 때문에, 만약 그룹 밖에 있는 누군가가 듣기를 귀찮아한다면, 액면 그대로 받아들여지는 경향이는 외부 비평가들에게 더 많은 연료를 제공하는 것을 두려워하기 때문입니다.이런 상황에서, 크랙팟은 번성하고, 여기에 심각한 과학이 있다고 믿는 사람들에게 더 나쁜 상황을 만듭니다.^[37]

미국

샌디에고에 있는 우주해군전체계센터(SPAWAR)의 미 해군 연구원들은 1989년부터 차가운 핵융합을 연구해왔습니다.^[84][90]2002년에 그들은 "PD/DO₂ 시스템의 열적 및 핵적 측면"이라는 2권짜리 보고서를 발표했고 자금 지원을 호소했습니다.^[91]이 논문과 다른 발표된 논문들은 2004년 에너지부(DOE)의 검토를 촉발시켰습니다.^[84]

2004 DOE 패널

2003년 8월, 미국 에너지부 장관 스펜서 에이브러햄은 실험실에 그 분야에 대한 두 번째 검토를 조직하도록 명령했습니다.^[92]이것은 MIT의 피터 L이 2003년 4월에 보낸 편지 덕분이었습니다. Hagelstein,^{[93]: 3} 그리고 이탈리아 ENEA와 다른 연구자들을 포함한 많은 새로운 논문의 출판, 그리고 2002년 U.^[84]S. SPAWAR의 2권짜리 책.^[94]냉간 핵융합 연구자들은 1989년 검토 이후 모든 증거에 대한 검토 문서를 제시하도록 요청 받았습니다.이 보고서는 2004년에 발표되었습니다.심사자들은 실험들이 열 형태로 에너지를 생산했는지에 대해 "대략적으로 균등하게" 의견을 내었지만, "대부분의 심사자들은 심지어 초과 전력 생산의 증거를 받아들인 사람들조차 '효과가 반복될 수 없고, 10년이 넘는 작업 동안 효과의 크기가 증가하지 않았다'고 진술했습니다.그리고 보고된 많은 실험들이 잘 문서화되지 않았다는 것입니다."^[92][95] 요약하면, 검토자들은 냉융합 증거가 15년이 지난 후에도 여전히 설득력이 없다는 것을 발견했고, 연방 정부의 연구 프로그램을 추천하지 않았습니다.^[92][95]그들은 기관들이 연구가 "해당 분야의 논란을 해결하는 데 도움이 될 수 있는" 특정 분야의 개별적으로 잘 생각된 연구에 자금을 지원하는 것을 고려할 것을 권고했을 뿐입니다.^[92][95]그들은 결론을 다음과 같이 요약하였습니다.

1989년 이 주제에 대한 검토 이후 열량계의 정교화에 상당한 진전이 있었지만, 오늘날 검토자들이 도달한 결론은 1989년 검토에서 발견된 결론과 유사합니다.

현재 검토자들은 해당 분야의 일부 논쟁을 해결하는 데 도움이 될 수 있는 많은 기초 과학 연구 분야를 확인하였는데, 그 중 두 가지는 1) 현대적 특성화 기술을 사용한 중수소 금속의 재료 과학적 측면,그리고 2) 최첨단 장치와 방법을 사용하여 중수소 포일에서 방출된 것으로 알려진 입자에 대한 연구.심사자들은 이 분야가 기관에 대한 제안서 제출과 아카이브 저널에 대한 논문 제출과 관련된 동료 심사 프로세스의 혜택을 받을 것이라고 믿었습니다.

— Report of the Review of Low Energy Nuclear Reactions, US Department of Energy, December 2004^[96]

차가운 핵융합 연구자들은 그들이 마침내 정상적인 과학자들처럼 취급을 받고 있고, 그 보고서가 그 분야에 대한 관심을 증가시켰고, "냉융합 연구에 자금을 대는 것에 대한 큰 관심"을 불러 일으켰다고 언급하면서, 그 보고서에 "장밋빛 스핀"^[95]을 넣었습니다.^[95]그러나, 2009년 BBC의 미국 화학 협회의 냉융합에 관한 회의에 관한 기사에서 입자 물리학자 프랭크 클로즈는 원래의 냉융합 발표를 괴롭혔던 문제들이 여전히 일어나고 있다고 말한 것으로 인용되었습니다: 연구의 결과들이 여전히 독립적으로 검증되지 않고 있고, 설명할 수 없는 현상들이 직면하고 있다는 것은 라벨이 붙여지고 있습니다.언론인들의 관심을 끌기 위해, 그렇지 않더라도 "냉융복합"으로 이끌었습니다.^[87]

2012년 2월, 백만장자 시드니 키멜은 2009년 4월 19일 미국 뉴스 쇼 60분에서 물리학자 로버트 던컨과의 인터뷰를 통해 차가운 핵융합이 투자할 가치가 있다고 확신했고,^[97] 핵 르네상스를 위한 시드니 키멜 연구소(SKINR)를 설립하기 위해 미주리 대학교에 550만 달러를 지원했습니다.이 보조금은 극한 조건에서 수소와 팔라듐, 니켈 또는 백금의 상호작용에 대한 연구를 지원하기 위한 것이었습니다.^[97][98][99]2013년 3월 그레이엄 K.해군연구소에서 40년간 근무한 핵물리학자 허블러가 소장으로 임명됐습니다.^[100]SKINR 프로젝트 중 하나는 1991년의 실험을 재현하는 것인데, 이 실험과 관련된 마크 프렐라스(Mark Prelas) 교수의 말에 따르면 1초에 수백만 개의 중성자가 폭발하는 것이 기록되었으며, 이는 "그의 연구 계정이 동결되었기 때문에" 중단되었다고 합니다.그는 새로운 실험이 이미 "1991년의 관측과 비슷한 수준의 중성자 방출"을 보였다고 주장합니다.^[101][102]

2016년 5월, 미국 하원 군사위원회는 2017년 국방수권법에 대한 보고서에서 국방장관에게 "2016년 9월 22일까지 하원 군사위원회에 최근 미국 산업기지 LENR 발전의 군사적 효용성에 대한 브리핑을 제공하라"고 지시했습니다.^[103][104]

이탈리아

이탈리아의 신기술, 에너지 및 지속가능한 경제 개발을 위한 국가 기관인 Fleischmann and Pons의 발표 이후, 프랑코 스카라무찌의 연구에 자금을 지원해 왔습니다.^[105]이러한 연구는 ENEA 부서, CNR 연구소, INFN, 대학 및 이탈리아의 산업 연구소에 분산되어 있으며, 그룹은 신뢰할 수 있는 재현성을 달성하기 위해 계속 노력하고 있습니다(즉, 모든 세포에서 현상이 발생하고 특정 기간 내에 발생하도록 함).2006-2007년, ENEA는 최대 500%의 초과 전력을 발견했다고 주장하는 연구 프로그램을 시작했고, 2009년, ENEA는 제15차 저온 핵융합 회의를 개최했습니다.^[94][106]

일본

1992년에서 1997년 사이에 일본의 국제산업성은 냉융합 연구를 위해 미화 2천만 달러의 "새로운 수소 에너지(NHE)" 프로그램을 후원했습니다.^[107]1997년에 프로그램의 종료를 발표하면서, 냉융합 연구의 감독이자 한때 지지자였던 이케가미 히데오는 "우리는 냉융합의 관점에서 처음 주장되었던 것을 달성할 수 없었습니다. (...) 우리는 내년이나 미래를 위해 더 많은 돈을 제안할 이유를 찾을 수 없습니다."^[107]라고 말했습니다.1999년 일본 C-F 연구회가 설립되어 일본에서 계속된 콜드퓨전에 대한 독자적인 연구를 추진하였습니다.^[108]그 협회는 매년 모임을 갖습니다.^[109]아마도 가장 유명한 일본의 냉융합 연구자는 오사카 대학의 요시아키 아라타였을 것인데, 그는 시연에서 팔라듐과 산화지르코늄의 혼합물이 들어있는 세포에 중수소 가스가 유입될 때 과도한 열이 발생한다고 주장했습니다.^{[text 5]}동료 일본인^[110] 연구자인 Kobe 대학의 Kitamura Akira와 SRI의 Michael McKubre가 지지한 주장.

인디아

1990년대에 인도는 주류 과학자들 사이의 합의의 부족과 연구에 대한 미국의 비난 때문에 바하 원자력 연구 센터의 냉간 핵융합 연구를 중단했습니다.^[111]하지만, 2008년 국립 고등 연구소는 인도 정부가 이 연구를 되살릴 것을 권고했습니다.첸나이의 인도 기술 연구소, 바하 원자 연구 센터, 인디라 간디 원자 연구 센터에서 프로젝트가 시작되었습니다.^[111]하지만, 과학자들 사이에는 여전히 회의적인 시각이 존재하며, 모든 실용적인 목적을 위해서, 1990년대 이후 연구는 정체되어 있습니다.^[112]인도의 다학제 학술지 커런트 사이언스의 특별 섹션은 몇몇 인도 연구자들을 포함한 주요 콜드퓨전 연구자들이 2015년에 33편의 콜드퓨전 논문을 발표했습니다.^[113]

보고결과

저온 핵융합 실험은 일반적으로 다음을 포함합니다.

• 팔라듐 또는 니켈과 같은 금속, 박막 또는 분말.
• 물, 가스 또는 플라즈마의 형태로 중수소, 수소, 또는 둘 다.

전기 분해 셀은 개방 셀 또는 폐쇄 셀일 수 있습니다.개방형 셀 시스템에서, 가스인 전기 분해 생성물은 셀을 떠나는 것이 허용됩니다.폐쇄형 세포 실험에서는, 예를 들어 실험 시스템의 별도 부분에서 생성물을 촉매 재결합함으로써 생성물을 포획합니다.이러한 실험은 일반적으로 전해액이 주기적으로 교체되는 등 안정적인 상태를 유지하기 위해 노력합니다.전류가 꺼진 후에 열의 진화를 관찰하는 "죽은 후의 열" 실험도 있습니다.

가장 기본적인 저온 융합 셀의 구성은 팔라듐과 중수가 포함된 용액에 잠긴 두 개의 전극으로 구성됩니다.그런 다음 전극은 전원에 연결되어 용액을 통해 한 전극에서 다른 전극으로 전기를 전달합니다.^[114]비정상적인 열이 보고된 경우에도 열이 나타나기 시작하는 데 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 즉, 팔라듐 전극을 수소로 포화시키는 데 필요한 시간을 "로딩 시간"이라고 합니다("로딩 비율" 섹션 참조).

헬륨, 중성자 방사선 및 삼중수소에 관한 플라이슈만 및 폰스의 초기 발견은 결코 만족스럽게 복제되지 않았으며, 그 수준은 주장된 열 생산에 비해 너무 낮았고 서로 일관성이 없었습니다.^[115]다양한 종류의 검출기를 사용하는 저온 핵융합 실험에서 중성자 방사선은 매우 낮은 수준으로 보고되었지만, 수준이 너무 낮고 배경에 가까우며 가능한 핵 과정에 대한 유용한 정보를 제공하기에는 너무 자주 발견되지 않았습니다.^[116]

과도한 열 및 에너지 생산

과잉 열 관측은 에너지 균형에 근거합니다.다양한 에너지 투입 및 출력원을 연속적으로 측정합니다.정상적인 조건에서 에너지 입력은 실험 오차 내에서 에너지 출력과 일치시킬 수 있습니다.Fleischmann과 Pons에 의해 실행되는 것과 같은 실험에서, 한 온도에서 꾸준히 작동하는 전기분해 셀은 인가 전류의 증가 없이 더 높은 온도에서 작동하는 것으로 전환됩니다.^[30]높은 온도가 실험적 인공물이 아닌 실제 온도라면 에너지 균형은 설명되지 않은 항을 나타낼 것입니다.Fleischmann과 Pons 실험에서 추론된 초과 열 발생 비율은 총 투입량의 10-20% 범위였지만, 대부분의 연구자들은 이를 확실하게 복제할 수 없었습니다.^[117]연구원 네이선 루이스는 플라이슈만과 폰스의 원래 논문에서 초과열이 측정된 것이 아니라 초과열이 없는 측정치로부터 추정되었다는 것을 발견했습니다.^[118]

과도한 열이나 중성자를 생성할 수 없고, 긍정적인 실험이 오류로 골치를 썩이고 상이한 결과를 제공하면서, 대부분의 연구자들은 열 생성이 실제 효과가 아니라고 선언하고 실험 작업을 중단했습니다.^[119]1993년, 플라이슈만은 최초의 보고 후에 "죽은 후의 열" 실험을 보고했는데, 여기서 전기 전지에 공급되는 전류가 차단된 후에 과도한 열이 측정되었습니다.^[120]이러한 유형의 보고서는 이후 콜드 퓨전 주장의 일부가 되기도 했습니다.^[121]

헬륨, 중원소, 중성자

에너지를 생산하는 것 외에도 핵반응의 알려진 예들은 쉽게 관측할 수 있는 탄도 궤적 상에서 핵자와 입자를 생성합니다.그들의 전해 세포에서 핵 반응이 일어났다는 그들의 주장을 지지하기 위해, 플라이슈만과 폰스는 삼중수소 검출뿐만 아니라 초당 4,000개의 중성자 플럭스를 보고했습니다.삼중수소를 생성하는 이전에 알려진 핵융합 반응에 대한 고전적 분기 비율은 1와트의 전력으로 초당 10개의¹² 중성자 생산을 예측하여 연구자에게 치명적일 수준을 예측할 것입니다.^[122]2009년, Mosier-Boss 등은 CR-39 플라스틱 방사선 검출기를 사용하여 고에너지 중성자에 대한 최초의 과학적 보고서를 발표했지만,^[90] 중성자에 대한 정량적 분석 없이는 이러한 주장을 입증할 수 없습니다.^[123][124]

칼슘, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연과 같은 중원소들이 미즈노 타다히코나 조지 마일리와 같은 몇몇 연구자들에 의해 발견되었다고 보고되었습니다.2004년 미국 에너지부(DOE)에 제출된 보고서는 중수소가 탑재된 포일이 핵융합 반응 생성물을 감지하는 데 사용될 수 있음을 나타냈고, 비록 검토자들이 그들에게 제시된 증거가 결정적이지 않다고 발견했지만, 그들은 그 실험들이 최첨단 기술을 사용하지 않았음을 나타냈습니다.^[125]

핵 제품의 부족에 대한 의구심에 대한 반응으로, 저온 핵융합 연구원들은 과도한 열과 관련된 핵 제품을 포착하고 측정하려고 노력했습니다.^[126]He 생산 측정에 상당한 주의를 기울였습니다.^[17]그러나 보고된 수치는 배경에 매우 가깝기 때문에 공기 중에 보통 존재하는 미량의 헬륨에 의한 오염을 배제할 수 없습니다.2004년 DOE에 제출된 보고서에서, He에 대한 증거에 대해 심사자들의 의견이 나뉘었는데, 가장 부정적인 검토 결과 검출된 양이 비록 배경 수준 이상이지만, 그들은 매우 가까웠기 때문에 공기로 인한 오염으로 인해 발생할 수 있다는 결론을 내렸습니다.^[127]

차가운 핵융합에 대한 주요한 비판 중 하나는 헬륨으로의 중수소-다이터론 핵융합이 감마선을 생성할 것으로 예상된다는 것이었습니다.^[44][128]그 이후로 차가운 핵융합 연구자들은 X선, 헬륨, 중성자^[129] 그리고 핵변환을 발견했다고 주장했습니다.^[130]몇몇 연구원들은 가벼운 물과 니켈 음극만을 사용하여 그들을 발견했다고 주장하기도 합니다.^[129]2004년 DOE 패널은 감마선의 부족을 설명하기 위해 제시된 이론적 프레임워크 냉융합 제안자의 질이 좋지 않다는 우려를 표명했습니다.^[127]

제안 메커니즘

그 분야의 연구자들은 차가운 핵융합에 대한 이론에 동의하지 않습니다.^[131]한 가지 제안은 수소와 그 동위원소가 높은 밀도로 수소화 팔라듐을 포함한 특정 고체에서 흡수될 수 있다는 것을 고려합니다.이렇게 되면 높은 분압이 발생하여 수소 동위원소의 평균적인 분리가 줄어듭니다.그러나 분리의 감소는 원래 실험에서 주장된 융합 속도를 10배로 만들기에는 충분하지 않습니다.^[132]또한 팔라듐 내부의 수소 밀도가 높고 전위 장벽이 낮아지면 쿨롱의 법칙을 단순하게 적용하여 예상보다 낮은 온도에서 융합 가능성을 높일 수 있다고 제안했습니다.팔라듐 격자에 있는 음의 전자에 의한 양성 수소 핵의 전자 스크리닝은 2004년 DOE 위원회에 제안되었지만 ^[133]패널은 이론적 설명이 설득력이 없고 현재의 물리학 이론과 일치하지 않는다고 발견했습니다.^[96]

비평

냉간 핵융합 주장에 대한 비판은 일반적으로 전기 분해 설정에서 핵융합 반응이 발생했다는 이론적 불가능성을 지적하거나 과도한 열 측정이 거짓이거나 오류가 있거나 방법론 또는 제어가 잘못되어 있다고 비판하는 두 가지 형태 중 하나를 취합니다.알려진 핵융합 반응이 과도한 열과 그와 관련된 냉융합 주장에 대한 가능성 없는 설명인 몇 가지 이유가 있습니다.^{[text 6]}

반발력

핵들은 모두 양전하를 띠고 있기 때문에 서로 강하게 반발합니다.^[44]일반적으로 뮤온과 같은 촉매가 없을 때 이러한 하전 반발력을 극복하기 위해서는 매우 높은 운동 에너지가 필요합니다.^[134][135]알려진 핵융합 속도를 통해 추정했을 때, 상온 에너지에서 촉매되지 않은 핵융합 속도는 보고된 초과 열을 설명하기 위해 필요한 것보다 50배 더 낮을 것입니다.^[136]뮤온 촉매 핵융합에서는 뮤온의 존재로 인해 중수소 핵이 일반 중수소 기체보다 207배 가까이 가까워지기 때문에 핵융합이 더 많이 발생합니다.^[137]하지만 팔라듐 격자 안의 중수소 핵은 중수소 가스보다 더 떨어져 있고, 더 많은 핵융합 반응이 아니라 더 적어야 합니다.^[132]

파네스와 피터스는 1920년대 팔라듐이 대기압의 수천 배에 달하는 수소 가스를 저장하면서 자체 부피의 900배까지 흡수할 수 있다는 사실을 이미 알고 있었습니다.^[138]이를 통해 팔라듐 막대에 수소 가스를 주입하는 것만으로도 핵융합 속도를 높일 수 있다고 믿었습니다.^[138]그 후 탄드버그는 같은 실험을 시도했지만 전기 분해를 이용하여 팔라듐이 더 많은 중수소를 흡수하고 막대 안에서 더 많은 중수소를 강제로 결합시켜 플라이슈만과 폰스의 실험의 주요 요소를 예상했습니다.^[138][24]그들은 모두 수소 원자핵 쌍이 서로 융합하여 헬륨을 형성하기를 희망했는데, 이 헬륨은 그 당시 독일에서 제펠린을 채우기 위해 필요했지만, 헬륨이나 융합 속도가 증가했다는 증거는 발견되지 않았습니다.^[138]

이것은 지구에서 자연적으로 발생하는 헬륨-3이 니켈이나 팔라듐과 같은 촉매 내부의 수소 동위원소와 관련된 융합에서 비롯되었을지도 모른다는 지질학자 파머의 믿음이기도 했습니다.^[139]이것은 1986년에 그들의 연구팀이 플라이슈만과 폰스(중수소를 전기 분해를 통해 흡수하는 중수에 잠긴 팔라듐 음극)와 같은 실험 장치를 독립적으로 만들도록 이끌었습니다.^[140]플라이슈만과 폰스는 거의 같은 믿음을 가졌지만,^[141] 그들은 차가운 핵융합 실험이 단지 1 대 1의 하중비를 달성했을 때 압력을 10기압으로²⁷ 계산했고, 이것은 10,000기압에서 20,000기압 사이에 불과합니다.^{[text 7]}존 R. 후이젠가 교수는 네른스트 방정식을 잘못 해석한 것으로 보인다며, 이 때문에 이들은 자연 융합이 일어날 정도로 중수소를 서로 가까이 접근시킬 수 있는 충분한 압력이 존재한다고 믿고 있다고 말했습니다.^[142]

예상되는 반응 생성물 부족

기존의 중수소 융합은 불안정한 고에너지 매개체가 형성되는 ^{[text 6]}2단계 과정입니다.

D + D → He + 24 MeV

실험은 이 들뜬 상태의 핵에 대해 단 세 개의 붕괴 경로만 관찰했으며, 분기비는 주어진 중간체가 특정 경로를 따를 확률을 보여줍니다.^{[text 6]}이러한 붕괴 경로를 통해 형성되는 생성물은 다음과 같습니다.

He → n + He + 3.3MeV(ratio=50%)

He → p + H + 4.0 MeV (ratio=50%)

He → He + γ + 24 MeV (ratio=10)

매개체 중 약 백만 분의 1만이 세 번째 경로를 따라 붕괴되며, 다른 경로와 비교할 때 생성물이 상대적으로 희귀합니다.^[44]이 결과는 보어 모형의 예측과 일치합니다.^{[text 8]}알려진 분기 비율과 일치하는 초당 ~2.2575 × 10¹¹ 중수소 융합 개별 반응에서 1와트(6.242 × 10¹² MeV/s)^{[notes 5]}의 원자력이 생성되었다면, 그 결과 중성자 및 삼중수소(³H) 생산량은 쉽게 측정될 것입니다.^[44][143]일부 연구자들은 He를 검출했다고 보고했지만 예상되는 중성자 또는 삼중수소 생산은 없었습니다. 그러한 결과는 다른 실험의 관측치보다 최소 5배 이상 낮은 크기로 처음 두 경로의 실제 속도와 함께 세 번째 경로를 강하게 선호하는 분기 비율을 필요로 할 것입니다.이론적으로 예측된 분기 확률과 관측된 분기 확률 모두에 직접적으로 모순됩니다.^{[text 6]}He 생성에 대한 보고에는 감마선 검출이 포함되지 않았으며, 감마선이 더 이상 방출되지 않도록 세 번째 경로를 어떻게든 변경해야 할 것입니다.^{[text 6]}

붕괴 과정의 알려진 속도와 금속 결정에서의 원자간 간격은 24 MeV 초과 에너지를 매개체의 붕괴 이전에 호스트 금속 격자로 열 전달하는 것을 운동량과 에너지 전달에 대한 기존의 이해로 설명할 수 없습니다.^[144]그리고 나서도 측정 ^[145]가능한 수준의 방사선이 있을 겁니다또한, 실험은 중수소 핵융합의 비율이 서로 다른 에너지에서 일정하게 유지된다는 것을 보여줍니다.^[146]일반적으로 압력과 화학적 환경은 핵융합 비율에 작은 변화만 초래합니다.^[146]초기의 설명은 낮은 에너지에서 오펜하이머-필립스 과정을 불러왔지만, 그 크기가 너무 작아서 변화된 비율을 설명할 수 없었습니다.^[147]

실험장치

저온 융합 설정은 (표면적으로 활성화 에너지를 제공하기 위해) 입력 전원, 백금 그룹 전극, 중수소 또는 수소 공급원, 열량계 및 때때로 헬륨 또는 중성자와 같은 부산물을 찾기 위해 검출기를 사용합니다.비평가들은 이 각각의 측면에 대해 다양하게 문제를 제기해 왔으며, 에너지 출력 또는 부산물에서 주장된 냉융착 결과의 일관된 재현이 아직 이루어지지 않았다고 주장해 왔습니다.일부 저온 핵융합 연구자들은 과도한 열 효과를 지속적으로 측정할 수 있다고 주장합니다. 재현성의 명백한 부족은 전극 금속의 품질 관리의 부족 또는 시스템에 장전된 수소 또는 중수소의 양에 기인할 수 있다고 주장합니다.비평가들은 저온 핵융합 연구자들이 열량 측정 분석과 에너지 예산에서 행한 해석의 실수나 오류라고 설명하는 것에 대해 더 문제를 제기했습니다.^{[citation needed]}

재현성

1989년, 플라이슈만과 폰스가 그들의 주장을 한 후, 많은 연구 단체들은 플라이슈만-폰스 실험을 재현하려고 노력했지만, 성공하지 못했습니다.그러나 몇몇 다른 연구 그룹들은 이 기간 동안 차가운 핵융합을 성공적으로 재현했다고 보고했습니다.1989년 7월, 바하 원자 연구 센터(P. K. Iyengar and M. Srinivasan)의 인도 그룹과 1989년 10월, 텍사스 A&M 대학의 John Bockris 그룹은 삼중수소의 생성에 대해 보고했습니다.1990년 12월, 미네소타 대학의 리차드 오리아니 교수는 과도한 열을 보고했습니다.^[148]

성공을 보고한 그룹들은 그들의 세포 중 일부는 효과를 내고 있는 반면, 정확히 동일하게 만들어져서 같은 물질을 사용한 다른 세포들은 효과를 내지 못한다는 것을 발견했습니다.^[149]이 주제에 대해 계속 연구한 연구자들은 수년 동안 많은 복제가 성공적으로 이루어졌지만 여전히 신뢰할 수 있는 복제를 얻는 데 문제가 있다고 주장했습니다.^[150]재현성은 과학적 방법의 주요 원리 중 하나이며, 재현성의 부족은 대부분의 물리학자들로 하여금 소수의 긍정적인 보고가 실험적 오류에 기인할 수 있다고 믿게 만들었습니다.^{[149][text 9]}DOE 2004 보고서는 결론과 권고사항 중에서 다음과 같이 밝혔습니다.

일반적으로 새로운 과학적 발견은 일관되고 재현 가능하다고 주장됩니다. 결과적으로 실험이 복잡하지 않으면 보통 몇 달 안에 그 발견이 확인되거나 반증될 수 있습니다.그러나 냉융합을 가장 강력하게 지지하는 사람들조차 알 수 없는 이유로 현재로서는 실험이 일관성이 없고 재현성이 없다고 주장한다는 점에서 냉융합의 주장은 이례적입니다. (...) 내부 불일치와 예측 가능성 및 재현성 부족은 여전히 심각한 우려 사항으로 남아 있습니다. (...)패널은 열 생산 분야의 냉융복합 연구 노력이 주로 과잉 열에 대한 보고를 확인하거나 반증하는 데 초점을 맞출 것을 권고합니다.^[96]

적재비율

저온 핵융합 연구원들(McKubre, 1994년 이후,^[150] 2011년 ENEA^[94])은 중수소/팔라듐 비율이 100%보다 낮은 셀(또는 1:1)은 과도한 열을 생성하지 않을 것이라고 추측했습니다.^[150]1989년부터 1990년까지 대부분의 음성 복제가 비율을 보고하지 않았기 때문에, 이는 재현성 실패에 대한 설명으로 제안되었습니다.^[150]이 적재 비율은 구하기 어렵고, 압력이 팔라듐에 균열을 일으켜 중수소가 빠져나올 수 있기 때문에 팔라듐의 일부 배치는 결코 도달하지 못합니다.^[150]Fleischmann과 Pons는 세포 내에서 달성된 중수소/팔라듐 비율을 공개한 적이 없습니다. Fleischmann과 Pons가 사용한 팔라듐 배치는 더 이상 없으며(^[151][150]공급업체는 현재 다른 제조 공정을 사용하고 있기 때문에), 연구원들은 여전히 열 생산을 안정적으로 달성하는 팔라듐 배치를 찾는데 어려움을 겪고 있습니다.^[150]

데이터의 잘못된 해석

일부 연구 그룹은 처음에 플라이슈만과 폰스 결과를 복제했다고 보고했지만 나중에 보고서를 철회하고 원래의 긍정적인 결과에 대한 대체 설명을 제공했습니다.조지아 공대의 한 그룹은 중성자 감지기에 문제가 있다는 것을 발견했고, 텍사스 A&M은 온도계에서 나쁜 배선을 발견했습니다.^[152]이러한 후퇴는 몇몇 유명한 실험실의 부정적인 결과와 결합되어,^[6] 대부분의 과학자들이 일찍이 1989년에 어떠한 긍정적인 결과도 차가운 융합에 기인해서는 안 된다는 결론을 내리게 했습니다.^[152][153]

열량계 오차

전기화학 셀에서 초과열의 계산은 특정 가정을 포함합니다.^[154]이러한 가정의 오류는 과도한 열에 대한 비핵적 설명으로 제시되었습니다.

Fleischmann과 Pons에 의해 만들어진 한 가지 가정은 전기 분해의 효율이 거의 100%라는 것입니다. 즉, 셀에 가해지는 거의 모든 전기가 물의 전기 분해를 초래하고 저항 가열은 무시할 수 있고 거의 모든 전기 분해 생성물은 셀을 그대로 둔다는 것입니다.^[30]이 가정은 액체 DO를₂ 기체 D와₂ O로₂ 변환하는 데 소요되는 에너지 양을 제공합니다.^[155]열량계 내에서 수소와 산소가 상당한 정도로 재결합할 경우 전기분해 효율은 1 미만입니다.여러 연구자들은 전기 분해 실험에서 이러한 과정이 발생하고 그에 따라 과도한 열을 설명할 수 있는 잠재적인 메커니즘에 대해 설명했습니다.^{[156][157][158]}

또 다른 가정은 열량계로부터의 열 손실이 열량계를 보정할 때의 측정된 온도와 동일한 관계를 유지한다는 것입니다.^[30]셀 내의 온도 분포가 교정 측정을 수행한 조건에서 크게 변경되면 이 가정은 정확하지 않게 됩니다.^[159]예를 들어, 세포 내의 유체 순환이 크게 변화할 경우 이러한 현상이 발생할 수 있습니다.^[160][161]열량계 내에서 수소와 산소를 재조합하면 열 분포가 변경되어 보정이 무효화됩니다.^{[158][162][163]}

간행물

ISI는 모든 과학 분야 중 1989년에 발표된 논문의 수가 가장 많은 과학적 주제로 냉융합을 지목했습니다.^[164]노벨상 수상자인 줄리안 슈윙거는 초기 보고서들에 대한 많은 반응이 부정적으로 바뀐 후 1989년 가을에 자신을 콜드 퓨전의 지지자라고 선언했습니다.그는 자신의 이론적 논문 "콜드 퓨전:물리학 리뷰 레터스에 실린 '가설'이지만, 동료 리뷰어들은 이를 너무 가혹하게 거절해 심한 모욕감을 느꼈고, 그는 이에 항의해 미국 물리학 협회(PRL 발행인)에서 사임했습니다.^[165][166]

1990년 이후 논문 수가 급격히 감소한 이유는 두 가지 현상이 동시에 나타났기 때문입니다: 첫째, 과학자들은 그 분야를 포기했고 둘째, 저널 편집자들은 새로운 논문을 검토하기를 거부했습니다.그 결과, 차가운 핵융합이 ISI 차트에서 떨어졌습니다.^[164][167]부정적인 결과를 얻은 연구자들은 현장에서 등을 돌렸고, 계속해서 발표한 연구자들은 단순히 무시당했습니다.^[168]1993년 물리학 편지 A에 실린 논문은 플라이슈만이 발표한 마지막 논문이었고, "[플리슈만에 의해] 차가운 융합 회의론자에 의해 기술적인 근거로 공식적으로 이의를 제기받은 마지막 보고서 중 하나입니다."^{[text 10]}

핵융합 기술 저널(FT)은 1990년에 핵융합 논문에 대한 영구적인 특집을 마련하여 매년 12편 이상의 논문을 발표하고 핵융합 연구자들을 위한 주류 배출구를 제공했습니다.2001년 조지 H. 마일리 편집장이 퇴임했을 때, 이 잡지는 새로운 콜드 퓨전 논문을 받아들이지 않았습니다.^[167]이것은 특정 학술지에 콜드 퓨전 논문을 발표하는 것에 대해 동정적인 영향력을 가진 사람들이 중요하다는 것을 보여주는 예로 인용되어 왔습니다.^[167]

콜드 퓨전에서 출판물의 감소는 "실패한 정보 전염병"으로 묘사되어 왔습니다.^{[text 11]}약 50%의 과학자가 이론을 지지할 때까지 지지자가 갑자기 급증하고, 그에 따라 지지자가 극소수에 불과할 때까지 감소하는 것을 병리학의 특징으로 설명해 왔습니다.^{[text 12][notes 6]}통일된 개념과 기술의 공유된 집합의 부재로 인해 해당 분야에서 긴밀한 협력 네트워크가 생성되지 않았습니다. 연구자들은 각자의 방향과 상이한 방향으로 노력을 수행하여 "정상적인" 과학으로의 전환을 더욱 어렵게 했습니다.^[169]

차가운 핵융합 보고서는 Journal of Electroalytical Chemistry와 Il Nuovo Cimento와 같은 몇몇 저널에 계속 게재되었습니다.일부 논문은 물리 화학 저널, 물리학 편지 A, 수소 에너지 국제 저널, 그리고 물리학, 화학, 그리고 공학의 다수의 일본과 러시아 저널에도 실렸습니다.^[167]2005년부터 Naturwissenschaften은 콜드퓨전 논문을 발표했습니다. 2009년에는 콜드퓨전 연구원을 편집위원회에 임명했습니다.2015년에 인도의 다학제 학술지 커런트 사이언스는 콜드 퓨전 관련 논문을 다루는 특별 섹션을 출판했습니다.^[113]

1990년대에, 콜드퓨전을 계속 연구하던 단체들과 그들의 지지자들은 다른 장소에서 무시되었던 콜드퓨전의 발전과 에너지 생산의 다른 변두리 주장들을 다루기 위해 퓨전 팩트, 콜드퓨전 매거진, 인피니트 에너지 매거진, 뉴 에너지 타임즈와 같은 정기 간행물을 설립했습니다.또한 인터넷은 CF 연구원들에게 주요한 의사소통 및 자기 출판 수단이 되었습니다.^[170]

컨퍼런스

차가운 핵융합 연구자들은 수년 동안 과학 회의에서 논문을 받아들일 수 없었고, 이로 인해 그들만의 회의가 만들어지게 되었습니다.콜드퓨전 국제회의(ICCF)는 1990년에 처음 열렸고 그 이후로 12개월에서 18개월마다 열립니다.일부 초기 회의 참석자들은 외부 비평가들에게 탄약을 제공하여 ^[171]크랙팟의 확산을 허용하고 진지한 과학의 수행을 방해할 것을 우려하여 논문과 발표에 비평을 제공하지 않은 것으로 묘사되었습니다.^{[37][notes 7]}비평가들과 회의론자들은 2001년에 사망한 ^[172]더글러스 모리슨을 제외하고는 이 회의들에 참석하는 것을 중단했습니다.2004년 국제응축물질핵과학학회(ISCMNS) 창립과 함께,^[173] 이 학회는 국제응축물질핵과학회의(International Conference on Conference on Enced Material Nuclear Science^{[81][85][174]})로 명칭이 변경되었지만, 2008년에 다시 예전 이름으로 되돌아갔습니다.^[175]차가운 핵융합 연구는 종종 지지자들에 의해 "저에너지 핵반응", 즉 LENR로 언급되지만,^[87] 사회학자 바트 사이먼에 따르면 "차가운 핵융합"이라는 꼬리표는 그 분야의 집단적 정체성을 만드는 데 있어 사회적 기능을 계속합니다.^[81]

2006년부터 미국 물리학회는 반년마다 열리는 회의에 냉간 핵융합 세션을 포함시켜, 이것이 회의를 누그러뜨리는 것을 의미하는 것이 아님을 분명히 했습니다.^[176][177]2007년부터 미국 화학 협회(ACS) 회의에는 콜드 퓨전에 대한 "초대 심포지엄"도 포함됩니다.^[178]ACS 프로그램 의장인 고팔 코임바토르는 적절한 포럼이 없다면 이 문제는 결코 논의되지 않을 것이며, "세계가 에너지 위기에 직면한 가운데, 모든 가능성을 탐구할 가치가 있습니다."^[177]라고 말했습니다.

2009년 3월 22일부터 25일까지 미국 화학 협회 회의에서는 콜드 퓨전 발표 20주년 기념식과 함께 4일간의 심포지엄이 포함되었습니다.미 해군 우주해군전체계센터(SPAWAR)에서 근무하는 연구원들은 중수 전기 분해 장치와 CR-39 검출기를 사용하여 에너지가 넘치는 중성자를 검출했다고 보고했으며,^[16][114] 이 결과는 Naturwissenschaften에 이전에 발표되었습니다.^[123]저자들은 이 중성자들이 핵반응을 나타낸다고 주장합니다.^[179]중성자의 수, 에너지, 타이밍에 대한 정량적 분석과 다른 잠재적인 원천의 배제 없이는, 이러한 해석은 더 넓은 과학계에 의해 받아들여질 것 같지 않습니다.^[123][124]

특허

세부 사항은 밝혀지지 않았지만, 유타 대학교는 1989년 3월 23일 플라이슈만과 폰스의 발표를 통해 존스와의 공동 출판 전에 발견 및 특허에 우선 순위를 설정하도록 강요한 것으로 보입니다.^[33]매사추세츠 공과대학교(MIT)는 1989년 4월 12일 연구원 중 한 명인 Peter L의 이론적 연구를 바탕으로 자체 특허를 출원했다고 발표했습니다. 4월 5일부터 12일까지 저널에 논문을 보내온 헤이글스타인.^[180]MIT 대학원생이 특허를 출원했지만 1989년 MIT 플라즈마 융합 센터의 냉간 핵융합 실험에서 일부 인용으로 USPTO에 의해 거절당한 것으로 알려졌습니다.^[181]1993년 12월 2일 유타 대학교는 콜드퓨전 발견을 통해 이익을 얻기 위해 만들어진 새로운 회사인 ENECO에 모든 콜드퓨전 특허를 허가했고,^[182] 1998년 3월에는 더 이상 특허를 방어하지 않을 것이라고 말했습니다.^[79]

현재 미국 특허청(USPTO)은 콜드퓨전을 주장하는 특허를 거부하고 있습니다.^[93]2004년 특허청 부청장인 에스더 케플링거는 이것이 영구적인 운동 기계와 같은 주장을 사용하여 이루어졌다고 말했습니다: 그것들은 작동하지 않는다는 것입니다.^[93]특허 출원은 그 발명이 "유용"하다는 것을 보여주기 위해 요구되고, 이 효용은 그 발명의 기능 능력에 의존합니다.^[183]일반적으로 USPTO 거부는 발명이 "완전한 불능"임을 입증해야 하기 때문에 "작동 불능"이라는 유일한 이유로 거부되는 경우는 드물고,^[183] 연방 법원에서 거부가 유지되는 경우는 더욱 드물다: 그럼에도 불구하고, 2000년에 콜드 퓨전 특허의 거부가 연방 법원에 항소되었고,부분적으로는 발명자가 발명의 효용을 확정할 수 없다는 이유로 지지된 것.^{[183][notes 8]}

비록 이 전략이 미국에서 거의 성공적이지는 않았지만,^[184] 특허를 받아야 하는 동일한 주장이 콜드 퓨전과 동일시될 수 있고, 이러한 특허의 대부분은 법적 제약으로 인해 플라이슈만과 폰스의 연구에 대한 언급을 피할 수 없습니다.따라서 냉간 fusion 관련 특허임을 특허 심사자에게 알립니다.데이비드 보스(David Voss)는 1999년에 차가운 핵융합 과정과 매우 유사하고, 차가운 핵융합에 사용되는 물질을 사용하는 일부 특허가 USPTO에 의해 승인되었다고 말했습니다.^[185]세 개의 그러한 특허를 발명한 사람은 원자력 과학 전문가들에 의해 검토되었을 때 처음에는 그의 출원이 거절되었지만, 그 후 그는 전기 화학 부품에 더 초점을 맞추기 위해 특허를 다시 작성했고, 그 대신 전기 화학 전문가들에 의해 그것들이 승인되었습니다.^[185][186]특허권자는 냉융합과 유사한 점을 묻는 질문에 냉융합과 무관한 '새로운 핵물리학'을 포함한 핵공정을 사용했다고 밝혔습니다.^[185]Melvin Miles는 2004년에 냉간 핵융합 장치에 대한 특허를 받았고, 2007년에 그는 "냉간 핵융합"의 모든 사례를 특허 기술서에서 제거하여 명백하게 거절되는 것을 막으려고 노력했다고 설명했습니다.^[187]

냉간 핵융합과 관련된 특허가 유럽 특허청에 의해 적어도 하나 부여되었습니다.^[188]

특허는 다른 사람들이 자신의 발명품을 사용하거나 이익을 얻는 것을 법적으로 막을 뿐입니다.하지만 일반인들은 특허를 승인의 도장으로 인식하고 있고, 3개의 콜드퓨전 특허 보유자는 그 특허들이 매우 가치 있고 투자를 받는데 도움이 되었다고 말했습니다.^[185]

문화참고문헌

마이클 케인과 로저 무어가 주연한 1990년 마이클 위너 영화 불시아이는 플라이슈만과 폰스 실험을 언급했습니다.코미디 영화인 이 영화는 과학자들이 발견한 것으로 알려진 것을 훔치려는 사기꾼들에 관한 것입니다.그러나 이 영화는 "놀랍게 재미없다"는 평을 받으며 저조한 반응을 보였습니다.^[189]

언데드 사이언스에서 사회학자 바트 사이먼은 일부 과학자들이 콜드 퓨전을 근거가 없는 주장에 대한 동의어로 사용하고,^[190] 과학의 윤리학 과정은 병리학적 과학의 예로 제시한다고 말하면서, 대중 문화의 콜드 퓨전의 예를 제시합니다.^[190]그것은 머피 브라운과 심슨 가족에서 농담으로 등장했습니다.^[190]어도비 콜드퓨전(Adobe ColdFusion)이라는 소프트웨어 제품명과 단백질바(ColdFusion Foods) 브랜드로 채택되었습니다.^[190]그것은 또한 1995년 펩시 맥스의 광고와 같이 불가능한 과학의 동의어로 광고에 등장했습니다.^[190]

1997년에 개봉한 액션 어드벤처 영화인 The Saint의 줄거리는 플라이슈만과 폰스의 이야기와 비슷하지만 결말은 다릅니다.^[190]이 영화는 대중들에게 차가운 핵융합에 대한 인식에 영향을 미쳐 과학소설의 영역으로 더 밀어 넣었을 수도 있습니다.^[190]

2023년 비디오 게임 아토믹 하트에서 콜드 퓨전은 거의 모든 기술 발전의 원인입니다.^[191]

참고 항목

해설서

참고문헌

인용문

인용문 또는 기타 추가 텍스트가 포함된 인용문

일반참고문헌

외부 링크

• 컬리의 차가운 핵융합
• 국제응축물질원자력과학회(iscmns.org )는 ICCF 회의를 주관하고 응축물질원자력과학저널을 발간하고 있습니다.발표된 논문 및 절차의 library.htm 참조.
• LENR(Low Energy Nuclear Reactions) 현상과 잠재적 응용: Louis F에 의한 해군표면전센터 보고서 NSWCDD-PN-15-0040De Chiaro, PhD, 2015년 9월 23일