ミズーリ大学の固体核融合に関するセミナー

2009年7月2日にTBSで「CBSドキュメント 常温核融合の可能性」という番組が放映されました。

参考リンク：http://www5b.biglobe.ne.jp/~sugi_m/page285.htm#＜ ＴＢＳテレビ放映された常温核融合 ＞

これは米国CBSの"60 Minutes"というシリーズ番組で"Cold Fusion is Hot Again"と題して放映されたものの和訳版でした。

この番組の中では、米国ミズーリ大学のロバート・ダンカン博士が中立の立場から固体核融合実験の妥当性評価を依頼されています。ダンカン博士は固体核融合実験結果を報告したイスラエルのEnergetics Technologies社を訪問し、２日間にわたって実験状況を詳しく検証し、結果として過剰熱発生は本物であると結論付けました。

ダンカン博士はミズーリ大学の研究副学長？(Vice Chancellor for Research)の職にあるらしく、2009年5月29日に開催されたミズーリ大学のセミナーで固体核融合を取り上げました。

その時のプログラム、講演ビデオ、資料(PPT)は以下に掲載されています。

※ 以下、括弧内は私の拙い和訳です。誤解や誤訳があればご指摘いただけると幸甚です。

Vice Chancellor for Research Seminar Series

(研究副学長？セミナーシリーズ)

Excess Heat and Particle Tracks from Deuterium-loaded Palladium

(重水素吸蔵パラジウムからの過剰熱と粒子の飛跡)

http://research.missouri.edu/vcr_seminar/may09.htm

このセミナーの最初の３つの講演資料は概説や過去の経緯を振り返るページが多く、素人にとっても少しは興味の持てる内容になっています。但し、ファイルサイズが大きいのでダウンロードする際にはご注意を。

12:30 - 1:00 pm

[1] Welcome, Summary, and Observations

Robert V. Duncan, Ph.D., University of Missouri

http://research.missouri.edu/vcr_seminar/Duncan.pptx

(PowerPoint 2007形式！ 約1.3MB)

1:00 - 2:30 pm

[2] Twenty-Year History of Lattice-Enabled Nuclear Reactions Using Pd/D Co-deposition

Mr. Lawrence Forsley, President, JWK International Corporation

Pamela A. Mosier-Boss, Ph.D., Advanced Systems and Applied Sciences Division of SSC-Pacific

Frank E. Gordon, Ph.D., Head, Research and Applied Sciences Department, US Navy SSC-Pacific

http://research.missouri.edu/vcr_seminar/spawar.ppt

(上のリンクは切れています。下のリンクからダウンロードしました)

http://research.missouri.edu/vcr_seminar/U%20of%20Mo/spawar.ppt

(PowerPoint 約10.4MB)

2:45 - 3:15 pm

[3] An Informed Skeptic's View of Cold Fusion

Edmund K. Storms, Ph.D., KivaLabs, LLC, Santa Fe, NM and Greenwich, CT

http://research.missouri.edu/vcr_seminar/Storms.ppt

(PowerPoint 約5.2MB)

自分の理解を深めるために上記の[1]を勝手に抄訳してみました。

物理の素人で、かつ、英語力もありませんので、誤解・誤訳がありましたらご指摘お願いします。

**Page 1: Prospects for the Discovery of New Energy Science

(新しいエネルギー科学の発見に向けて)

**Page 2: Cold Confusion Why such a surprise in 1989?

(常温核融合がなぜ1989年に驚きをもって迎えられたのか)

First report of a possible nuclear fusion in palladium loaded with heavy hydrogen: Berlin, Germany, September 17, 1926 by Professors Paneth and Peters

(重水素を吸蔵したパラジウムで核融合が起こっている可能性を始めてレポートしたのはPaneth教授とPeters教授で、1926年9月17日の事だった)

Detection of confirmed nuclear fusion in liquid heavy hydrogen at -422F (-252C) in Russia, Berkeley and other places from 1954 to 1959. This fusion is catalyzed by naturally occurring muons (next slide)

(1954年から1959年にかけて-252度の液体重水素内での核融合が確認された。この核融合は自然界に発生するミューオンが触媒となって起こる)

**Page3: Cold (Muon-Catalyzed) Fusion

(ミューオンが媒介する常温核融合)

「Catalysis of Nuclear Reactions between Hydrogen Isotopes by μ Mesons」

(論文の題名：ミューオン中間子が触媒となって起こる水素同位体間の核反応)

μ- mesons are 207 times more massive than an electron, have a 2.2 μs half-life, and shower the earth at an average rate of one per cm2 per minute near the speed of light

(ミューオンは電子の207倍の質量を持ち、半減期が2.2マイクロ秒。平均して１分間に１平方センチに１個の割合で光速に近いスピードで地球に降り注いでいる)

<略:ミューオンが核融合を引き起こす仕組みが述べられている>

Notice... COLD FUSION!, but no energy technology impact, since muons are so expensive to create artificially, and since their natural luminosity is far too low.

(注意：これは常温核融合だ。しかし、エネルギー源としての魅力はない。なぜなら、ミューオンを人工的に作り出すコストは非常に高く、また、自然に存在する密度では全く足りないからだ)

**Page4: Cold Confusion, but now in the‘Age of Mass Media’

(常温核融合はようやくマスメディアに載せる時代に)

Pons and Fleischmann (PF), University of Utah Press Conference, March, 1989

(ポンズ博士とフライシュマン博士が1989年3月にユタ大学で記者発表)

- Very bad media strategy

(最悪のメディア戦略)

- A very negative reaction by the physics community especially within the United States

(特に米国内の物理学会からの非常に否定的な反応)

- Real science with possible profound engineering consequences, suddenly becomes a ‘pariah science’

(深淵な本物の科学になるかと思いきや、いきなり邪道科学へ)

- Fleischmann’s two regrets

(フライシュマン博士の２つの後悔)

About 200 ‘excess heat’ results from many independent labs repeat PF results, from 1989 to 2009

(1989年から2009年にかけて、多くの研究所から200以上の過剰熱を報告し、ポンズ・フライシュマン実験を再現)

**Page5: The 60 Minutes Story, 4/19/09

(09年4月19日のテレビ番組「60Minutes」のストーリー)

Visit to Energetic Technologies in Omer, Israel, in October, 2008:

(2008年10月にイスラエルのオメルにあるEnergetic Technologies社を訪問)

- Observed excess heat while I was there

(私はそこで過剰熱を注意深く調べた)

- Three different cell designs, all very different, all have reported excess heat in the past

(３つの全く異なるデザインのセルで過剰熱発生が報告されている)

- Five cells have reported excess heat exceeding 1,000,000 J from a 0.3g Pd foil electrode

(５つのセルは、0.3gのパラジウム箔の電極から百万ジュールを超える過剰熱を発生させた)

-- Chemical heat release would have been about 100 - 800 J

(化学反応では100～800ジュールくらいの熱しか発生しない筈)

-- (Heat out) / (Electrical energy in) = 25, 15 (rarely), 8, and less

(入力した電気エネルギーと過剰熱の比率は25倍、15倍(まれ)、8倍、それ以下だった)

- Quite similar results from many other labs in Italy, Russia, China, Germany, and the USA (mainly SRI and Navy)

(非常に良く似た結果が多くの研究所から報告されている。イタリア、ロシア、中国、ドイツ、米国(主としてSRIと海軍)の研究所だ)

**Page6: 実験装置の説明

<略>

**Page7: 実験装置の説明

<略>

**Page8: Excess Heat Result from ET in 2004

(2004年のET社での過剰熱発生の結果)

<略>

80時間に及ぶ熱発生のグラフが提示されている。

**Page9: Summary of Other Results

(他の結果のまとめ)

Heavy loading special Pd required: D/Pd > 0.85 (McKubre)

(重水素を高率で吸蔵したパラジウムが必要)

- Probably a surface effect

(おそらく表面で発生する現象)

- May depend on D deposited in voids

(たぶん空隙中に埋め込まれた重水素に依存する)

- Improved by surface roughness

(表面の粗さによって改善される)

-- Surface depressions, and ultrasound-induced surface roughening

(表面の凸凹さや超音波による表面を荒立たせ)

-- Careful surface studies are ongoing at the NRL

(表面の研究がNRLで継続中)

Many different methods of loading

(多くの異なる吸蔵方法がある)

- Electrolytic (as in FP)

(電解法)

- D+ ion bombardment of the Pd from discharge

(パラジウムへの重水素イオンの照射)

- D2 gas pressure on Zr-Pd nanoparticles

(ジルコニウム・パラジウム合金ナノ粒子への重水素ガス圧力)

- Co-deposition using electroforming technology

(？)

All have displayed excess heat

(全ての実験で過剰熱が発生)

- Excess heat release is quite variable, often with a long onset time from 10’s to 100’s of hours, and occasionally 10,000 times higher than would be expected from chemical origin

(過剰熱発生は不安定であり、発生までの時間は10秒から数時間、また、化学反応で予想される熱量の１０万倍になる事もある)

- Gas-pressure loaded nanoparticles and co-deposition both report excess heat every time, while others are less likely.

(ガス圧力によるナノ粒子への吸蔵方式やco-deposition方式では再現性が高く、それ以外は再現性は落ちるようだ)

**Page10: Is the Excess Heat Effect Real?

(過剰熱は本物なのか？)

Specifically in cells loaded by electrolytic techniques that I observed at Energetic Technologies in Omer, Israel in October, 2008:

(具体的にセルに電解で吸蔵する方式についてET社で調べたこと)

- Recombiner concerns?

(再結合の懸念)

-- ET results take Pin = I*V, ignore recombiner heat

--- Hence excess heat reports are under-estimated

-- Volume chemical reaction?

-- Oxygen leak resulting in D-burn at cathode?

- Ground-loops or shorts?

(ループ又はショート)

-- Isolation transformer coupling on cathode resistivity measurements

-- Very good laboratory technique was observed

- Under-estimated input power?: Electrolytic Interrupter effect?

(入力電力の過小見積？ Electrolytic Interrupter効果？)

-- 50 kHz measurement system sampling, > 20 kHz BW

-- Direct measurements with a 200 MHz BW scope

-- Any such effect is ＜ 0.01% of near DC input power

-- Proposed calibrated physical source measurement

**Page11: Excess Heat Effect Appears to be Real

(過剰熱は本物に思える)

Even if input power is mis-measured due to an electrolytic interrupter effect...

(仮にelectrolytic interrupter効果により入力電力が誤計測されていたとしても)

... why didn’t it appear on the 200 MHz scope?

(なぜそれが200MHzスコープで観測されなかったのか？)

... what mechanism can store 50 kJ to 4 MJ of energy near a 0.3g Pd electrode for heat release a few hours or days later?

(どのような仕組みで50kJから4MJものエネルギーが0.3gのパラジウム電極に格納され、それが２～３時間から数日後に解放されるというのか？)

Even if some amazing new mechanism like this were to be discovered ...

(仮に驚くべき新たなメカニズムが発見されるのだとしても)

... it would be absent in the other methods of loading, all of which report excess heat

(他の方法で過剰熱発生したケースに通用するのだろうか)

**Page12: The Excess Heat Effect: far Greater than Chemical Heat Release

(過剰熱は化学反応による熱よりも遙かに大きい)

The ET Pd cathode mass was 0.3 g (2x10-3mole)

(ET社の実験のパラジウム電極の質量は0.3gだった)

Chemical release of heat:

(化学反応で発生する熱：)

- ΔH for Pd +D → PdD is about 43 kJ/mole

(パラジウムに重水素が吸蔵される時には43kJ/mole)

-- So about 100 J if this heat release was somehow delayed

(この熱が遅延して発生したとして、だいたい100J程度)

- ΔH for 2D2 + O2 → 2D2O is about 242 kJ/mole

(重水素と酸素が重水に変化する時には242kJ/mole)

-- So about 500 J of delayed released heat

(この熱が遅延して発生したとして、だいたい500J程度)

Many measurements show:

(多くの測定が示している事)

- Typical heat release per episode of 50,000 J

(典型的な１回の熱発生は５万J)

- Occasional heat release of over 1,000,000 J

(１百万Jの熱が発生する事もある)

Heat release is usually from ambient temperature to about 100 oC, with occasional reports of heat release up to the melting of Pd at 1,550 oC

(熱発生の温度は通常は100度までだが、時としてパラジウムの融点である1550度まで上昇したケースがある)

**Page13: So What is Going On?

(今何が起ころうとしているか？)

We don’t know ? it will take a lot of well controlled experiments to figure this out.

(良く分からない。多くの良く管理された実験がこの現象解明のために実施されるだろう)

The ‘excess heat’ appears to be real. That is enough to motivate serious study.

(過剰熱は本物に見える。これは本格的な研究を動機付けるに十分な現象だ)

- A hypothesis: Ignition through muon-catalyzed D + D fusion near (but not in) the Pd.

(仮説：パラジウムの中ではなく表面付近でミューオン触媒核融合が起こっている)

- Micro-craters found on the Pd surface by ET in Israel, and by Navy SPAWAR

(ET社と海軍SPAWARにより「マイクロクレーター」がパラジウム表面で見つかっている)

- New measurements of particle production (SPAWAR)

(SPAWARでは粒子の新しい計測方法が開発された)

Very little USA public funding means that there is little assurance that results will come available in the public domain, at least in the USA. Remember the transistor IP issues from the 1948 Bell Labs patent?

(少なくとも米国では公的な投資が少ししか行われていないので、得られる結果が公共の財産になる保証に乏しい。1948年のベル研特許から発生したトランジスタ発明の知的財産権の問題を思い出して欲しい)

**Page14: Muon-catalyzed Ignition?

(ミューオン触媒反応？)

<略>

**Page15: Evidence for Nuclear Processes?

(核反応の証拠？)

Micro-craters observed independently by Energetic Technologies and by SPAWAR

(マイクロクレーターがET社とSPAWARで独立して観察されている)

- Correlates with excess heat production, but no attempt yet to correlate areal crater density with total excess heat release, etc.

(過剰熱と関係はあるだろうが、クレーターの面積密度が過剰熱と関係しているとまでは言えない)

- Modeling by SPAWAR suggests that these craters could be of nuclear fusion origin

(SPAWARの考えているモデルでは、クレーター核融合によるものだ)

- Other descriptions exist for their origin, but few are compelling, in my opinion

(他の説明も考えられるが、説得力に乏しいと思う)

The D + D → 4He appears to be favored, with energy and momentum taken up by the lattice (no gamma!)

(金属格子によってエネルギー状態とモメンタムが引き上げられ、D+D→4Heが起こっているのかもしれない。しかもガンマ線発生無しに！)

- Mossbauer-like process, but electromagnetic, not phonon?

- Other possible quantum coherent mechanisms?

Other more complex nuclear processes?

(それとも他の複雑な核反応プロセスなのだろうか？)

Or possibly something that we totally don’t understand yet?

(それとも全く知られていない新たな現象なのだろうか？)

**Page16: SEM images from Energetic Technologies Ltd. in Omer, Israel

<略>

重水素を吸蔵したパラジウム表面にできたマイクロクレーターの写真です。

**Page17: SEMs Obtained for a Cathode Subjected to an E-Field Showing Micro-Volcano-Like Features

<略>

カソード電極にできたマイクロ火山の写真です。

**Page18: Any ‘Lessons Learned’ Here ?

(教訓は何か？)

There is a HUGE gap between new science discovery and useful engineered systems

(新しい科学の発見と役に立つ工学システムとの間には巨大なギャップがある)

- Don’t speculate wildly, manage expectations!

(過剰な期待は禁物、着実に予測しよう)

- Pursue basic science BECAUSE you don’t understand!

(まず基本的な科学に取り組もう。なぜなら何も分かっていないからだ)

- I really don’t know if this science will ever lead to energy production, but it is very important to find out systematically

(この科学がエネルギー生産に結びつくかどうかは分からない。しかし、仕組みの解明は非常に重要だ)

Mass media needs to approach new discoveries carefully in light of the first point above

(上記の最初の観点でマスメディアは新発見には注意深くアプローチすべきだ)

Research funding needs to become less dependent on the common assumptions within the culture of scientific communities, and much more courageous and objective

(研究投資は科学界の文化の中で共通理解が得られると思ってはいけない。もっと勇敢で客観的になるべきだ)

The Scientific Method is a wonderful thing, use it always, no exceptions!

(科学の手法は素晴らしい。いつもそれを忘れてはならない。例外なく！)

**Page19: Junk Science or Empirical Data?

(似非科学にならないためには実験データ)

Persistent observations, like excess heat in Pd - D and superconductivity above room temperature, should be treated as empirical evidence that our understanding of physics remains incomplete, as it probably always will be.

(パラジウム・重水素による過剰熱や常温超伝導のように根気強い実験の結果が証拠として扱われるべきであり、それは我々の物理に対する理解がまだ不完全だしこれからも不完全であり続けるだろう事を示している)

It is simply too convenient and counter-productive to dismiss these observations as ‘junk science’.

(これらの実験結果を似非科学と片付けてしまうのは安易で非生産的だ)

The Scientific Method is the only thing we have got, and fortunately it is the only thing that we need!

(科学的な手法は我々が取るべきものだし、それがあれば十分な筈だ)

- Simply apply the scientific method without prejudice, and go where the data leads you

(偏見無しに単純に科学的な手法を用いていこう。データが我々を導いてくれる)

**Page20: Media and Science Don’t Mix Well

(メディアと科学はうまく行かない)

Adaptation to the mass media generally drives science away from open inquiry per the scientific method, toward showcasing accomplishments in an attempt to win competitive resource allocations.

(マスメディアが関与してくると、科学的な手法を通じたオープンな議論から、リソースを勝ち取るための業績品評会へと誘導されてしまう)

Peer review is slow but very valuable when ‘associate editor’ appeal is permitted. Extreme peer pressure to conform to accepted funding norms has blocked important publications, but this is rare.

(associate editorアピールが許されているかぎり？？、ピアレビューは時間がかかるが非常に価値ある方法だ。確立された規範を守らせようとするピアレビューによって重要な出版物への掲載が止められる事もあったが、これは稀だ)

**Page21: Path Forward

(これから)

Empirical approach to test scaling hypothesis

(実験によって仮説を検証する)

- Pursue all approaches, but prefer 100% ‘ignition’

(全ての手法を追究する。しかし100％の再現性が望ましい)

- Does it scale? If so, how?

(検証できるのなら、どのように？)

- Concurrent materials studies

(並行して材質の研究が必要だ)

-- What is ‘good’ palladium?

(どのようなパラジウムが適しているのか？)

-- Other

(その他の可能性)

- Will it provide at least 350% excess heat at adequately high temperature for efficient energy conversion?

(少なくとも350%以上の過剰熱が発生し、エネルギー変換に十分な高温になるだろうか？)

Explore for the fundamental mechanisms

(基本的な仕組みの解明)

- Empirical studies will provide important clues

(実験が解決の糸口となるだろう)

- Hypothesis-driven experimentation

(仮説検証型の実験)

- There may be many mechanisms, not just one.

(もしかすると一つではなく複数の仕組みがあるかもしれない)

以上