80年代的学术丑闻却启发了更高效的引导核聚变方法

一场持续数十年的科学争论和不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 的一个小型台式装置可能成为提高核反应发生概率的高效聚变反应堆的关键。1989年3月，电化学家马丁·弗莱施曼（Martin Fleischmann）和斯坦利·庞斯（Stanley Pons）宣布，他们几乎在果酱罐中实现了核聚变，震惊了世界。他们声称，只需在一个装满重水的简单玻璃容器中插入钯阴极和铂阳极，就能通过电解使氘原子在钯晶格内聚变。

这至少可以说是一个令人震惊的消息。如果得到证实，它不仅会颠覆现有的核物理学，还将彻底改变世界，因为它能以汽车电池大小的体积为全世界提供聚变能。

这简直好得难以置信，而且理由充分——因为它确实是真的。

事实证明，这两个人的工作极其草率，无法复制，而且基于各种各样的假设和错误。到那年年底，冷聚变泡沫破灭，这项技术名誉扫地，概念沦为拙劣的间谍小说和阴谋论的题材。

如今，与核聚变相关的“罐中钯”技术正在以不同的形式复兴。核聚变的难题之一是反应的启动，这需要高浓度的氢同位素氘。这个过程本身就非常耗能，因此UBC的跨学科团队转向了一种涉及钯的电化学过程来加速反应。

他们的做法是制作一个由钯制成的靶，并将其一侧暴露在名为“雷鸟”的电化学反应器中。这会产生一个等离子场，使靶的一侧充满氘。同时，靶的另一侧则进入另一个电化学池，加入更多的氘。

巧妙之处在于，通过采用电化学方法，研究小组报告称，他们能够使用一伏特的电流来加载与使用传统方法通常需要 800 个大气压才能加载的氘量相同。

由于聚变反应依赖于氘原子聚变，这种超载使发生这种情况的概率平均提高了15%。虽然它没有产生净能量增益，但该团队相信，这为实用聚变能开辟了新的途径。

此外，研究小组明确表示，该实验是可复现的，而且与 1989 年的实验不同，他们通过中子输出来确认结果，而不是像 80 年代失败的尝试那样仅仅通过热量上升来确认结果。

“我们希望这项工作能帮助核聚变科学走出大型国家实验室，走向实验室，”该论文的通讯作者柯蒂斯·P·柏林盖特（Curtis P. Berlinguette）教授说道。“我们的方法将核聚变、材料科学和电化学结合在一起，创建一个可以系统地调整燃料装载方法和目标材料的平台。我们将此视为一个起点——一个邀请业界本着开放和严谨的探究精神进行迭代、改进和发展的基础。”

该研究发表在《自然》杂志上。

资料来源：UBC