什麼是超聲波核聚變?

具體機制是如何?目前進展如何?


謝謝邀請。開始填坑……

先給結論:目前還沒有足夠多的證據表明超聲波核聚變有效。

詳解介紹可以看wiki:Bubble fusion

對,這玩意兒也叫作Bubble fusion,翻譯為水泡聚變?嘛,確實如泡影一般虛幻……

從wiki上的介紹來看,原理是將氣泡狀的氣態氘想辦法放置於丙酮液中(我也不知道為什麼用丙酮液,歡迎解答),氣泡在上升過程中緩慢的膨脹,然後在極短時間內劇烈地壓縮氣泡,然後就核聚變了。

單從原理上來看,和慣性約束聚變有相似的地方,比如「在極短時間內劇烈地壓縮」:

在流體中壓縮等離子體以期實現聚變的還有加拿大的General Fusion,可作擴展閱讀。

原理簡單介紹到此,如果想深究當然是直接去看論文了,但我不建議這樣做,原因後面會說。

本回答的後面半截開始扒皮模式,各位就當是看個笑話吧。

Bubble fusion是Rusi P. Taleyarkhan在2002年聲稱搞出來的大新聞,聲稱在檢測到中子發射的同時發現了sonoluminescence pulse(聲致發光脈衝?),這大概就是「超聲波」核聚變名字的來歷。

後面發生的一系列事情就比較狗血啦~

  • 先是橡樹嶺叫D. Shapira and M. J. Saltmarsh重複試驗,failed

  • 然後是Seth Putterman and Kenneth S. Suslick,failed

  • 接著Nature也找來一幫人陪著Taleyarkhan重複試驗。Taleyarkhan依然聲稱自己得到了positive results但其他小夥伴表示他們的全是negative……

搞笑的是Taleyarkhan拒絕提供他得到positive results的原始數據並將儀器從原來公用的實驗室搬到他自己的實驗室去了,留下其他小夥伴原地乾瞪眼……

反正我讀到這一段的時候是這個感覺:

對了,Taleyarkhan還告訴小夥伴別把negative results發表出去……

原文用的是「convince」這個詞,大概是這個樣子:

總之最後的結果就是小夥伴全部炸毛了,紛紛表示嚴重懷疑試驗結果。

目前聲稱能夠重複試驗的要麼是Taleyarkhan自己的組要麼是他在普渡大學的學生……

可惜,沒獨立課題組的positive results都是然並卵╮( ̄▽ ̄")╭

Taleyarkhan在08年的時候還從美國國家科學基金申請到了18.5W刀的經費,但經過一系列撕逼後他的學術聲譽基本上是敗光了,導師資格被剝奪了,名字也上了美帝黑名單,再也不能愉快地騙經費了。

----------------------------------------------------以下私貨-------------------------------------------------------

從目前來看,Bubble fusion就是類似於冷聚變的偽科學,原理怎麼都能扯,可試驗怎麼都沒法讓人信服。這也是我前面勸大家沒必要去看Taleyarkhan論文的原因。

幾年前我在人人網上和一個連民科都算不上的物理愛好者撕逼冷聚變,他堅稱冷聚變原理已經有論證了,我叫他拿論文出來,他說他找不到,我#%……犯了好半天功夫幫他找出一篇「論文」,原理從隧穿效應開始扯,總之還有模有樣的,但一說到試驗嘛就呵呵了。

Paper is cheap, show me the experiment.


如果是指sonoluminescence,水中的氣泡在聲波作用下周期性膨脹再急劇收縮(如下圖),能產生穩定的肉眼可見藍光。目前認為收縮過程氣泡內部溫度可達20000k,可能存在等離子體,但這溫度遠遠不夠聚變的。bubble fusion的醜聞 @楊文 的回答已經講得很清楚了。

順便,sonoluminescence 作為學生實驗其實蠻有趣的,請看

Sonoluminescence

----------------------

拋開bubble fusion的鬧劇,從非常簡單的聲學實驗中產生20000k的高溫和可見光本來就很有趣了^w^

另外推薦兩篇review:

http://www.seas.harvard.edu/brenner/Single_bubble.pdf

Inside a Collapsing Bubble: Sonoluminescence and the Conditions During Cavitation


歪樓,想了解一下米國那邊很多人自己DIY核聚變裝置怎麼玩的。

雖然只是消耗能量,但是想想就覺得好牛……


南大聲學所陳偉中教授課題組90年代就以整個研究所一半的經費搞此課題,結果是失敗。事實上國際上都失敗了,那是個謬論,偽結論。但研究至今,雖不能聚變,但可以發光。謂之光聲方向。

來自南京大學聲學系


基本原理前幾位說的都很好。我一個搞應用聲學的就不摻和了。

超聲冷聚變的設想,我們單位還是有幾個不死心的老教授一直利用業餘時間在做。我自己還有同學研究生做大課題就是空泡中聲致發光脈衝的研究。

我們單位(法國某三流大學聲學實驗室)目前總結了有幾點意見,

1. 只用空泡塌縮來做核聚變是不可能的。溫度,壓強都不夠。物理原理上就做不到。

2. 在沒有合適的核材料注射器(injector)和合適的核燃料(月球氦3開採不知道要等多少年)的當前,就是空泡塌縮夠溫度壓強也做不到可控性。沒有可控性,冷聚變就失去了意義。

3. 只從聲學出發,空泡實驗還是有很多地方沒有搞清楚的,基礎科學研究不看應用,可以搞一搞。

4. 超聲技術、激光聲學技術都在日新月異地發展。再給空泡加點壓或者加點溫,技術上理論上都有一定的可能性。這些技術在超聲、光聲領域都是既有前途又有錢途的東西。對於一個搞綜合研究的科研單位,項目和經費這種東西自然是多多益善的。

5.在iTER沒有投入實際應用前,不應該完全放棄這樣一種有『『一定前途』』的構想。悲觀一點看歐盟組織內部的官僚主義扯皮的功力,歐盟內部左右翼勢力的嚴重分離,綠黨環保恐怖分子大搞返璞歸真,國際聚變堆搞不搞得起來還成問題(說不定就成了下一個伽利略工程了)。對於一些老教授而言手邊擺一個還有一點所謂、還有一點情懷的點子,拿來聊以自慰,我們還是要支持的。


冷核聚變理論不是等離子體物理,也不是能源技術,類似黑洞能源,純理論物理,弄出來實驗裝置就是偽科學,俗了。


超聲波核聚變(冷聚變 常溫巨變)的理論基礎:超聲波在空化發生的時候 可以達到聚變需要的物理條件----而導致(聲致發光效應)


目前的進展是有部電影,在水箱旁邊彈鋼琴就聚變了…


推薦閱讀:

如何評價上海鎣石汽車?

TAG:物理學 | 新能源 | 核能 | 超聲波 | 核聚變 |