Fusion froide - Cold fusion

Schéma d'un calorimètre de type ouvert utilisé au New Hydrogen Energy Institute au Japon

La fusion froide est un type hypothétique de réaction nucléaire qui se produirait à ou près de la température ambiante . Cela contrasterait fortement avec la fusion "chaude" connue pour se produire naturellement dans les étoiles et artificiellement dans les bombes à hydrogène et les prototypes de réacteurs à fusion sous une pression immense et à des températures de millions de degrés, et se distinguerait de la fusion catalysée par muons . Il n'existe actuellement aucun modèle théorique accepté qui permettrait la fusion à froid.

En 1989, deux électrochimistes , Martin Fleischmann et Stanley Pons , ont rapporté que leur appareil avait produit une chaleur anormale ("chaleur excessive") d'une ampleur qu'ils affirmaient défier toute explication, sauf en termes de processus nucléaires. Ils ont en outre signalé avoir mesuré de petites quantités de sous-produits de la réaction nucléaire, notamment des neutrons et du tritium . La petite expérience de table impliquait l' électrolyse de l'eau lourde à la surface d'une électrode de palladium (Pd). Les résultats rapportés ont reçu une large attention médiatique et ont fait naître l'espoir d'une source d'énergie abondante et bon marché.

De nombreux scientifiques ont tenté de reproduire l'expérience avec les quelques détails disponibles. Les espoirs se sont estompés avec le grand nombre de réplications négatives, le retrait de nombreuses réplications positives signalées, la découverte de défauts et de sources d'erreur expérimentale dans l'expérience originale, et enfin la découverte que Fleischmann et Pons n'avaient pas réellement détecté de sous-produits de réaction nucléaire. À la fin de 1989, la plupart des scientifiques considéraient la fusion froide comme morte, et la fusion froide a par la suite acquis une réputation de science pathologique . En 1989, le Département américain de l'énergie (DOE) a conclu que les résultats rapportés de l'excès de chaleur ne présentaient pas de preuves convaincantes d'une source d'énergie utile et a décidé de ne pas allouer de fonds spécifiquement pour la fusion froide. Un deuxième examen du DOE en 2004, qui a examiné de nouvelles recherches, a abouti à des conclusions similaires et n'a pas abouti à un financement par le DOE de la fusion à froid. À l' heure actuelle, étant donné que des articles sur la fusion à froid sont rarement publiés dans évalués par des pairs traditionnels des revues scientifiques , ils n'attirent pas le niveau d'examen prévu pour intégrer les publications scientifiques .

Néanmoins, un certain intérêt pour la fusion à froid s'est poursuivi au fil des décennies. Par exemple, une tentative de réplication infructueuse financée par Google a été publiée dans un numéro de 2019 de Nature . Une petite communauté de chercheurs continue de l'étudier, souvent sous les désignations alternatives de réactions nucléaires à basse énergie ( LENR ) ou de science nucléaire de la matière condensée ( CMNS ).

Histoire

La fusion nucléaire est normalement comprise comme se produisant à des températures de l'ordre de dizaines de millions de degrés. C'est ce qu'on appelle la « fusion thermonucléaire ». Depuis les années 1920, il y a eu des spéculations que la fusion nucléaire pourrait être possible à des températures beaucoup plus basses en fusionnant catalytiquement l' hydrogène absorbé dans un catalyseur métallique. En 1989, une affirmation de Stanley Pons et Martin Fleischmann (alors l'un des plus grands électrochimistes du monde ) selon laquelle une telle fusion froide avait été observée a provoqué une brève sensation médiatique avant que la majorité des scientifiques ne critique leur affirmation comme étant incorrecte après que beaucoup ont découvert qu'ils ne pouvaient pas reproduire le excès de chaleur. Depuis l'annonce initiale, la recherche sur la fusion froide s'est poursuivie par une petite communauté de chercheurs qui croient que de telles réactions se produisent et espèrent obtenir une plus large reconnaissance pour leurs preuves expérimentales.

Les premières recherches

La capacité du palladium à absorber l'hydrogène a été reconnue dès le XIXe siècle par Thomas Graham . À la fin des années 1920, deux scientifiques d'origine autrichienne, Friedrich Paneth et Kurt Peters , ont à l'origine signalé la transformation de l'hydrogène en hélium par catalyse nucléaire lorsque l'hydrogène était absorbé par du palladium finement divisé à température ambiante. Cependant, les auteurs ont par la suite retiré ce rapport, affirmant que l'hélium mesuré était dû au bruit de fond de l'air.

En 1927, le scientifique suédois John Tandberg rapporta qu'il avait fusionné de l'hydrogène en hélium dans une cellule électrolytique avec des électrodes en palladium. Sur la base de ses travaux, il a déposé une demande de brevet suédois pour « une méthode de production d'hélium et d'énergie de réaction utile ». En raison de la rétractation de Paneth et Peters et de son incapacité à expliquer le processus physique, sa demande de brevet a été refusée. Après la découverte du deutérium en 1932, Tandberg a poursuivi ses expériences avec l'eau lourde . Les expériences finales faites par Tandberg avec de l'eau lourde étaient similaires à l'expérience originale de Fleischmann et Pons. Fleischmann et Pons n'étaient pas au courant du travail de Tandberg.

Le terme « fusion froide » a été utilisé dès 1956 dans un article du New York Times sur les travaux de Luis Alvarez sur la fusion catalysée par muons . Paul Palmer puis Steven Jones de l'université Brigham Young ont utilisé le terme « fusion froide » en 1986 dans une enquête sur la « géo-fusion », l'existence possible d'une fusion impliquant des isotopes d'hydrogène dans un noyau planétaire . Dans son article original sur ce sujet avec Clinton Van Siclen, soumis en 1985, Jones avait inventé le terme « fusion piézonucléaire ».

Expérience Fleischmann-Pons

Les affirmations les plus célèbres sur la fusion froide ont été faites par Stanley Pons et Martin Fleischmann en 1989. Après une brève période d'intérêt de la part de la communauté scientifique au sens large, leurs rapports ont été remis en question par les physiciens nucléaires. Pons et Fleischmann n'ont jamais rétracté leurs revendications, mais ont déplacé leur programme de recherche des États-Unis vers la France après que la controverse a éclaté.

Événements précédant l'annonce

Schéma de la cellule d'électrolyse

Martin Fleischmann de l' Université de Southampton et Stanley Pons de l' Université de l'Utah ont émis l' hypothèse que le taux de compression élevé et la mobilité du deutérium qui pourraient être obtenus dans le palladium métallique en utilisant l'électrolyse pourraient entraîner une fusion nucléaire. Pour enquêter, ils ont mené des expériences d'électrolyse en utilisant une cathode de palladium et de l'eau lourde dans un calorimètre, un récipient isolé conçu pour mesurer la chaleur de procédé. Le courant a été appliqué en continu pendant de nombreuses semaines, l' eau lourde étant renouvelée à intervalles. On pensait que du deutérium s'accumulait à l'intérieur de la cathode, mais la plupart a été autorisé à sortir de la cellule, rejoignant l'oxygène produit à l'anode. La plupart du temps, la puissance absorbée par la cellule était égale à la puissance calculée quittant la cellule avec une précision de mesure, et la température de la cellule était stable à environ 30 °C. Mais ensuite, à un moment donné (dans certaines des expériences), la température s'est élevée soudainement à environ 50 °C sans modification de la puissance d'entrée. Ces phases à haute température duraient deux jours ou plus et se répéteraient plusieurs fois dans une expérience donnée une fois qu'elles se seraient produites. La puissance calculée en sortie de cellule était significativement supérieure à la puissance d'entrée pendant ces phases à haute température. Finalement, les phases à haute température ne se produiraient plus dans une cellule particulière.

En 1988, Fleischmann et Pons ont demandé au Département de l'énergie des États-Unis un financement pour une plus grande série d'expériences. Jusqu'à présent, ils finançaient leurs expériences à l'aide d'un petit appareil construit avec 100 000 $ de leur poche . La proposition de subvention a été soumise à un examen par les pairs et l'un des examinateurs était Steven Jones de l'Université Brigham Young . Jones avait travaillé pendant un certain temps sur la fusion catalysée par muons , une méthode connue pour induire la fusion nucléaire sans températures élevées, et avait écrit un article sur le sujet intitulé "Fusion nucléaire froide" qui avait été publié dans Scientific American en juillet 1987. Fleischmann et Pons et ses collègues ont rencontré Jones et ses collègues à l'occasion dans l' Utah pour partager leurs recherches et leurs techniques. Pendant ce temps, Fleischmann et Pons ont décrit leurs expériences comme générant un "excès d'énergie" considérable, dans le sens où cela ne pouvait pas être expliqué par des réactions chimiques seules. Ils ont estimé qu'une telle découverte pourrait avoir une valeur commerciale importante et aurait droit à une protection par brevet . Jones, cependant, mesurait le flux de neutrons, ce qui n'avait pas d'intérêt commercial. Pour éviter de futurs problèmes, les équipes ont semblé accepter de publier leurs résultats simultanément, bien que leurs comptes rendus de leur réunion du 6 mars diffèrent.

Annonce

À la mi-mars 1989, les deux équipes de recherche étaient prêtes à publier leurs résultats, et Fleischmann et Jones avaient convenu de se rencontrer dans un aéroport le 24 mars pour envoyer leurs articles à Nature via FedEx . Fleischmann et Pons, cependant, sous la pression de l'Université de l'Utah, qui voulait établir la priorité sur la découverte, ont rompu leur accord apparent, révélant leur travail lors d'une conférence de presse le 23 mars (ils ont affirmé dans le communiqué de presse qu'il serait publié en Nature, mais ont plutôt soumis leur article au Journal of Electroanalytical Chemistry ). Jones, contrarié, a faxé son article à Nature après la conférence de presse.

L'annonce de Fleischmann et Pons a attiré l'attention des médias. Mais la découverte de 1986 de la supraconductivité à haute température avait rendu la communauté scientifique plus ouverte aux révélations de résultats scientifiques inattendus qui pourraient avoir d'énormes répercussions économiques et qui pourraient être reproduits de manière fiable même s'ils n'avaient pas été prédits par des théories établies. De nombreux scientifiques se sont également souvenus de l' effet Mössbauer , un processus impliquant des transitions nucléaires dans un solide. Sa découverte 30 ans plus tôt avait également été inattendue, bien qu'elle ait été rapidement reproduite et expliquée dans le cadre de la physique existant.

L'annonce d'une nouvelle source d'énergie prétendument propre intervient à un moment crucial : les adultes se souviennent encore de la crise pétrolière de 1973 et des problèmes causés par la dépendance au pétrole, le réchauffement climatique anthropique commençait à devenir notoire, le mouvement antinucléaire étiquetait les centrales nucléaires comme dangereux et en les fermant, les gens avaient à l'esprit les conséquences de l' exploitation à ciel ouvert , des pluies acides , de l' effet de serre et de la marée noire de l' Exxon Valdez , survenue au lendemain de l'annonce. Lors de la conférence de presse, Chase N. Peterson , Fleischmann et Pons, soutenus par la solidité de leurs références scientifiques, ont assuré à plusieurs reprises aux journalistes que la fusion à froid résoudrait les problèmes environnementaux et fournirait une source inépuisable et illimitée d'énergie propre, en utilisant uniquement l'eau de mer comme carburant. Ils ont dit que les résultats avaient été confirmés des dizaines de fois et qu'ils n'avaient aucun doute à leur sujet. Dans le communiqué de presse d'accompagnement, Fleischmann a été cité en disant : « Ce que nous avons fait est d'ouvrir la porte d'un nouveau domaine de recherche, nos indications sont que la découverte sera relativement facile à transformer en une technologie utilisable pour générer de la chaleur et de l'électricité, mais a continué des travaux sont nécessaires, premièrement, pour mieux comprendre la science et deuxièmement, pour déterminer sa valeur pour l'économie de l'énergie. »

Réponse et retombées

Bien que le protocole expérimental n'ait pas été publié, des physiciens de plusieurs pays ont tenté, sans succès, de reproduire le phénomène de chaleur excessive. Le premier article soumis à Nature reproduisant l'excès de chaleur, bien qu'il ait passé l'examen par les pairs, a été rejeté car la plupart des expériences similaires étaient négatives et il n'y avait aucune théorie qui pourrait expliquer un résultat positif ; cet article a ensuite été accepté pour publication par la revue Fusion Technology . Nathan Lewis , professeur de chimie au California Institute of Technology , a dirigé l'un des efforts de validation les plus ambitieux, essayant de nombreuses variantes de l'expérience sans succès, tandis que le physicien du CERN Douglas RO Morrison a déclaré que "essentiellement toutes" les tentatives en Europe occidentale avaient échoué. Même ceux qui ont signalé des succès ont eu du mal à reproduire les résultats de Fleischmann et Pons. Le 10 avril 1989, un groupe de la Texas A&M University a publié les résultats de l'excès de chaleur et plus tard dans la journée, un groupe du Georgia Institute of Technology a annoncé la production de neutrons - la réplication la plus forte annoncée jusqu'alors en raison de la détection de neutrons et de la réputation de le labo. Le 12 avril, Pons a été acclamé lors d'une réunion de l'ACS. Mais Georgia Tech est revenue sur son annonce le 13 avril, expliquant que leurs détecteurs de neutrons donnaient des faux positifs lorsqu'ils étaient exposés à la chaleur. Une autre tentative de réplication indépendante, dirigée par Robert Huggins à l'Université de Stanford , qui a également signalé un succès précoce avec un contrôle de l'eau légère, est devenue le seul soutien scientifique à la fusion froide lors des audiences du Congrès américain du 26 avril. Mais lorsqu'il a finalement présenté ses résultats, il a signalé un excès de chaleur de seulement un degré Celsius , un résultat qui pourrait s'expliquer par des différences chimiques entre l'eau lourde et l'eau légère en présence de lithium. Il n'avait essayé de mesurer aucun rayonnement et ses recherches ont été ridiculisées par les scientifiques qui l'ont vu plus tard. Pendant les six semaines suivantes, des revendications concurrentes, des demandes reconventionnelles et des suggestions d'explications ont maintenu ce que l'on a appelé la « fusion à froid » ou la « confusion de fusion » dans l'actualité.

En avril 1989, Fleischmann et Pons ont publié une "note préliminaire" dans le Journal of Electroanalytical Chemistry . Cet article montrait notamment un pic gamma sans son bord Compton correspondant , ce qui indiquait qu'ils avaient fait une erreur en prétendant des preuves de sous-produits de fusion. Fleischmann et Pons ont répondu à cette critique, mais la seule chose qui restait claire était qu'aucun rayon gamma n'avait été enregistré et que Fleischmann a refusé de reconnaître toute erreur dans les données. Un article beaucoup plus long publié un an plus tard est entré dans les détails de la calorimétrie mais n'a inclus aucune mesure nucléaire.

Néanmoins, Fleischmann et Pons et un certain nombre d'autres chercheurs qui ont trouvé des résultats positifs sont restés convaincus de leurs découvertes. L'Université de l'Utah a demandé au Congrès de fournir 25 millions de dollars pour poursuivre la recherche, et Pons devait rencontrer des représentants du président Bush début mai.

Le 30 avril 1989, la fusion froide est déclarée morte par le New York Times . Le Times l'a qualifié de cirque le même jour, et le Boston Herald a attaqué la fusion froide le lendemain.

Le 1er mai 1989, l' American Physical Society a tenu une session sur la fusion froide à Baltimore, y compris de nombreux rapports d'expériences qui n'ont pas réussi à produire des preuves de fusion à froid. À la fin de la session, huit des neuf principaux orateurs ont déclaré qu'ils considéraient comme mort la revendication initiale de Fleischmann et Pons, le neuvième, Johann Rafelski , s'étant abstenu. Steven E. Koonin de Caltech a qualifié le rapport de l'Utah de résultat de « l'incompétence et l'illusion de Pons et Fleischmann », qui a été accueillie avec une ovation debout. Douglas RO Morrison , un physicien représentant le CERN , a été le premier à qualifier l'épisode d'exemple de science pathologique .

Le 4 mai, en raison de toutes ces nouvelles critiques, les réunions avec divers représentants de Washington ont été annulées.

A partir du 8 mai, seuls les résultats d'A&M sur le tritium ont maintenu la fusion froide à flot.

En juillet et novembre 1989, Nature a publié des articles critiquant les allégations de fusion à froid. Des résultats négatifs ont également été publiés dans plusieurs autres revues scientifiques, notamment Science , Physical Review Letters et Physical Review C (physique nucléaire).

En août 1989, malgré cette tendance, l'État de l' Utah a investi 4,5 millions de dollars pour créer le National Cold Fusion Institute.

Le département américain de l'Énergie a organisé un panel spécial pour examiner la théorie et la recherche sur la fusion froide. Le panel a publié son rapport en novembre 1989, concluant que les résultats à cette date ne présentaient pas de preuves convaincantes que des sources d'énergie utiles résulteraient des phénomènes attribués à la fusion froide. Le panel a noté le grand nombre d'échecs pour reproduire l'excès de chaleur et la plus grande incohérence des rapports de sous-produits de réaction nucléaire attendus par des conjectures établies . Une fusion nucléaire du type postulé serait incompatible avec la compréhension actuelle et, si elle était vérifiée, exigerait que des conjectures établies, peut-être même la théorie elle-même, soient étendues d'une manière inattendue. Le panel était contre un financement spécial pour la recherche sur la fusion froide, mais a soutenu un financement modeste « d'expériences ciblées au sein du système de financement général ». Les partisans de la fusion froide ont continué à faire valoir que les preuves d'un excès de chaleur étaient solides, et en septembre 1990, le National Cold Fusion Institute a répertorié 92 groupes de chercheurs de 10 pays différents qui avaient rapporté des preuves corroborantes d'excès de chaleur, mais ils ont refusé de fournir des preuves de leurs propres arguant que cela pourrait mettre en danger leurs brevets. Cependant, aucun autre financement du DOE ou de la NSF n'a résulté de la recommandation du panel. À ce stade, cependant, le consensus universitaire s'était résolument tourné vers l'étiquetage de la fusion froide comme une sorte de « science pathologique ».

En mars 1990, Michael H. Salamon, un physicien de l' Université de l'Utah , et neuf co-auteurs ont rapporté des résultats négatifs. Les professeurs de l'université ont ensuite été « stupéfaits » lorsqu'un avocat représentant Pons et Fleischmann a demandé que le document Salamon soit rétracté sous la menace d'un procès. L'avocat s'est ensuite excusé ; Fleischmann a défendu la menace comme une réaction légitime à un prétendu parti pris affiché par les critiques de la fusion à froid.

Début mai 1990, l'un des deux chercheurs d'A&M, Kevin Wolf , a reconnu la possibilité d'un pic, mais a déclaré que l'explication la plus probable était une contamination au tritium dans les électrodes de palladium ou simplement une contamination due à un travail bâclé. En juin 1990, un article dans Science de l'écrivain scientifique Gary Taubes a détruit la crédibilité publique des résultats d'A&M sur le tritium lorsqu'il a accusé son chef de groupe John Bockris et l'un de ses étudiants diplômés d'avoir enrichi les cellules avec du tritium. En octobre 1990, Wolf a finalement déclaré que les résultats s'expliquaient par une contamination au tritium dans les barres. Un comité d'examen de la fusion à froid d'A&M a constaté que les preuves du tritium n'étaient pas convaincantes et que, même s'ils ne pouvaient pas exclure les pics, les problèmes de contamination et de mesures étaient des explications plus probables, et Bockris n'a jamais obtenu le soutien de sa faculté pour reprendre ses recherches.

Le 30 juin 1991, le National Cold Fusion Institute a fermé ses portes après avoir manqué de fonds; il n'a trouvé aucun excès de chaleur, et ses rapports de production de tritium ont été accueillis avec indifférence.

Le 1er janvier 1991, Pons quitta l'Université de l'Utah et se rendit en Europe. En 1992, Pons et Fleischmann ont repris leurs recherches avec le laboratoire IMRA de Toyota Motor Corporation en France. Fleischmann est parti pour l'Angleterre en 1995, et le contrat avec Pons n'a pas été renouvelé en 1998 après avoir dépensé 40 millions de dollars sans résultats tangibles. Le laboratoire IMRA a arrêté les recherches sur la fusion froide en 1998 après avoir dépensé 12 millions de livres sterling. Pons n'a fait aucune déclaration publique depuis, et seul Fleischmann a continué à donner des conférences et à publier des articles.

Surtout dans les années 1990, plusieurs livres ont été publiés qui critiquaient les méthodes de recherche sur la fusion froide et la conduite des chercheurs en fusion froide. Au fil des ans, plusieurs livres sont apparus qui les ont défendus. Vers 1998, l'Université de l'Utah avait déjà abandonné ses recherches après avoir dépensé plus d'un million de dollars, et à l'été 1997, le Japon a interrompu la recherche et fermé son propre laboratoire après avoir dépensé 20 millions de dollars.

Recherches ultérieures

Un examen de 1991 par un partisan de la fusion froide avait calculé qu'"environ 600 scientifiques" menaient toujours des recherches. Après 1991, les recherches sur la fusion froide ne se sont poursuivies que dans une relative obscurité, menées par des groupes qui avaient de plus en plus de mal à obtenir des financements publics et à maintenir les programmes ouverts. Ces petits groupes engagés de chercheurs en fusion froide ont continué à mener des expériences en utilisant des installations d'électrolyse Fleischmann et Pons malgré le rejet de la communauté dominante. Le Boston Globe estimait en 2004 qu'il n'y avait que 100 à 200 chercheurs travaillant dans le domaine, la plupart subissant des dommages à leur réputation et à leur carrière. Depuis la fin de la principale controverse sur Pons et Fleischmann, la recherche sur la fusion froide a été financée par des fonds d'investissement scientifiques privés et gouvernementaux aux États-Unis, en Italie, au Japon et en Inde. Par exemple, il a été rapporté dans Nature , en mai 2019, que Google avait dépensé environ 10 millions de dollars pour la recherche sur la fusion froide. Un groupe de scientifiques de laboratoires de recherche bien connus (par exemple, le MIT , le Lawrence Berkeley National Lab et d'autres) ont travaillé pendant plusieurs années pour établir des protocoles expérimentaux et des techniques de mesure dans le but de réévaluer la fusion à froid à un niveau élevé de rigueur scientifique. . Leur conclusion rapportée : pas de fusion froide.

Les recherches en cours

En 2021, à la suite de la publication par Nature en 2019 de découvertes anormales qui ne pourraient s'expliquer que par une fusion localisée, des scientifiques du Naval Surface Warfare Center, Indian Head Division ont annoncé qu'ils avaient réuni un groupe de scientifiques de la Marine, de l'Armée et de l'Institut national des normes. et Technologie pour entreprendre une nouvelle étude coordonnée. À quelques exceptions près, les chercheurs ont eu des difficultés à publier dans des revues grand public. Les autres chercheurs appellent souvent leur domaine Réactions nucléaires à basse énergie (LENR), Réactions nucléaires chimiquement assistées (CANR), Réactions nucléaires assistées par réseau (LANR), Science nucléaire de la matière condensée (CMNS) ou Réactions nucléaires activées par réseau ; l'une des raisons étant d' éviter les connotations négatives associées à la « fusion froide ». Les nouveaux noms évitent de faire des implications audacieuses, comme impliquer que la fusion se produit réellement.

Les chercheurs qui continuent reconnaissent que les défauts de l'annonce originale sont la principale cause de la marginalisation du sujet, et ils se plaignent d'un manque chronique de financement et d'aucune possibilité de faire publier leurs travaux dans les revues les plus influentes. Les chercheurs universitaires sont souvent réticents à étudier la fusion froide car ils seraient ridiculisés par leurs collègues et leur carrière professionnelle serait menacée. En 1994, David Goodstein , professeur de physique à Caltech , a plaidé pour une attention accrue de la part des chercheurs traditionnels et a décrit la fusion froide comme :

Un champ de parias, chassé par l'establishment scientifique. Entre la fusion froide et la science respectable, il n'y a pratiquement aucune communication du tout. Les articles sur la fusion à froid ne sont presque jamais publiés dans des revues scientifiques à comité de lecture, de sorte que ces travaux ne reçoivent pas l'examen critique normal requis par la science. D'un autre côté, parce que les Cold-Fusioners se considèrent comme une communauté assiégée, il y a peu de critiques internes. Les expériences et les théories ont tendance à être acceptées pour argent comptant, de peur de fournir encore plus de carburant aux critiques externes, si quelqu'un en dehors du groupe prenait la peine d'écouter. Dans ces circonstances, les cinglés fleurissent, aggravant les choses pour ceux qui croient qu'il y a une science sérieuse en cours ici.

États Unis

Appareil de fusion froide au Space and Naval Warfare Systems Center de San Diego (2005)

Des chercheurs de la marine des États-Unis au Space and Naval Warfare Systems Center (SPAWAR) à San Diego étudient la fusion froide depuis 1989. En 2002, ils ont publié un rapport en deux volumes, « Aspects thermiques et nucléaires du système Pd/D ₂ O, " avec une demande de financement. Cet article et d'autres articles publiés ont incité un examen du ministère de l'Énergie (DOE) en 2004 .

Panneau DOE 2004

En août 2003, le secrétaire américain à l'Énergie , Spencer Abraham , a ordonné au DOE d'organiser une deuxième revue du domaine. C'était grâce à une lettre d'avril 2003 envoyée par Peter L. Hagelstein du MIT , et à la publication de nombreux nouveaux articles, y compris l'ENEA italien et d'autres chercheurs lors de la Conférence internationale sur la fusion froide de 2003, et un livre en deux volumes par US SPAWAR en 2002 Les chercheurs en fusion froide ont été invités à présenter un document d'examen de toutes les preuves depuis l'examen de 1989. Le rapport a été publié en 2004. Les examinateurs étaient "à peu près également répartis" sur la question de savoir si les expériences avaient produit de l'énergie sous forme de chaleur, mais "la plupart des examinateurs, même ceux qui ont accepté les preuves d'une production d'électricité excessive", ont déclaré que les effets sont non reproductible, l'ampleur de l'effet n'a pas augmenté en plus d'une décennie de travail, et que bon nombre des expériences rapportées n'étaient pas bien documentées. » ils n'ont pas recommandé un programme de recherche fédéral. Ils ont seulement recommandé que les agences envisagent de financer des études individuelles bien pensées dans des domaines spécifiques où la recherche « pourrait être utile pour résoudre certaines des controverses sur le terrain ». Ils ont résumé ainsi ses conclusions :

Alors que des progrès significatifs ont été réalisés dans la sophistication des calorimètres depuis l'examen de ce sujet en 1989, les conclusions tirées par les examinateurs aujourd'hui sont similaires à celles trouvées dans l'examen de 1989.

Les examinateurs actuels ont identifié un certain nombre de domaines de recherche en sciences fondamentales qui pourraient être utiles pour résoudre certaines des controverses dans le domaine, dont deux étaient : 1) les aspects de la science des matériaux des métaux deutérés à l'aide de techniques de caractérisation modernes, et 2) l'étude des particules aurait été émis par des feuilles deutérées à l'aide d'appareils et de méthodes de pointe. Les examinateurs pensaient que ce domaine bénéficierait des processus d'examen par les pairs associés à la soumission de propositions aux agences et à la soumission d'articles aux revues d'archives.

—  Rapport de l'examen des réactions nucléaires à basse énergie, US Department of Energy, décembre 2004

Les chercheurs sur la fusion froide ont donné une « tournure plus rose » au rapport, notant qu'ils étaient finalement traités comme des scientifiques normaux, et que le rapport avait accru l'intérêt pour le domaine et provoqué « une énorme augmentation de l'intérêt pour le financement de la recherche sur la fusion froide ». Cependant, dans un article de la BBC en 2009 sur une réunion de l'American Chemical Society sur la fusion froide, le physicien des particules Frank Close a été cité déclarant que les problèmes qui ont affecté l'annonce originale de la fusion à froid se produisaient toujours : les résultats des études ne sont toujours pas vérifiés de manière indépendante et des phénomènes inexplicables rencontrées sont qualifiées de « fusion froide » même si elles ne le sont pas, afin d'attirer l'attention des journalistes.

En février 2012, le millionnaire Sidney Kimmel , convaincu que la fusion froide valait la peine d'investir par une interview du 19 avril 2009 avec le physicien Robert Duncan dans l'émission d'information américaine 60 Minutes , a accordé une subvention de 5,5 millions de dollars à l' Université du Missouri pour établir le Sidney Kimmel. Institut pour la Renaissance Nucléaire (SKINR). La subvention était destinée à soutenir la recherche sur les interactions de l'hydrogène avec le palladium, le nickel ou le platine dans des conditions extrêmes. En mars 2013, Graham K. Hubler, un physicien nucléaire qui a travaillé pour le Naval Research Laboratory pendant 40 ans, a été nommé directeur. L'un des projets SKINR consiste à reproduire une expérience de 1991 dans laquelle un professeur associé au projet, Mark Prelas, affirme que des rafales de millions de neutrons par seconde ont été enregistrées, qui ont été arrêtées car "son compte de recherche avait été gelé". Il affirme que la nouvelle expérience a déjà vu "des émissions de neutrons à des niveaux similaires à l'observation de 1991".

En mai 2016, le Comité de la Chambre des États-Unis sur les services armés , dans son rapport sur la Loi d'autorisation de la défense nationale de 2017, a demandé au secrétaire à la Défense de « fournir un exposé sur l'utilité militaire des récents progrès de la base industrielle américaine LENR au Comité de la Chambre sur des forces armées d'ici le 22 septembre 2016."

Italie

Depuis l'annonce de Fleischmann et Pons, l'Agence nationale italienne pour les nouvelles technologies, l'énergie et le développement économique durable ( ENEA ) a financé les recherches de Franco Scaramuzzi pour déterminer si l'excès de chaleur peut être mesuré à partir de métaux chargés de deutérium. Ces recherches sont réparties entre les départements de l'ENEA, les laboratoires du CNR , l' INFN , les universités et les laboratoires industriels en Italie, où le groupe continue d'essayer d'obtenir une reproductibilité fiable (c'est-à-dire faire en sorte que le phénomène se produise dans chaque cellule et dans un certain laps de temps). En 2006-2007, l'ENEA a lancé un programme de recherche qui prétendait avoir trouvé un excès de puissance allant jusqu'à 500 %, et en 2009, l'ENEA a accueilli la 15e conférence sur la fusion froide.

Japon

Entre 1992 et 1997, le ministère japonais du Commerce international et de l'Industrie a parrainé un programme de « Nouvelle énergie hydrogène (NHE) » de 20 millions de dollars américains pour la recherche sur la fusion froide. Annonçant la fin du programme en 1997, le directeur et ancien promoteur de la recherche sur la fusion froide Hideo Ikegami a déclaré : raison de proposer plus d'argent pour l'année à venir ou pour l'avenir." En 1999, la Japan CF Research Society a été créée pour promouvoir la recherche indépendante sur la fusion froide qui s'est poursuivie au Japon. La société organise des réunions annuelles. Le chercheur japonais le plus célèbre sur la fusion froide est peut-être Yoshiaki Arata , de l'Université d'Osaka, qui a affirmé lors d'une démonstration produire un excès de chaleur lorsque du gaz deutérium a été introduit dans une cellule contenant un mélange de palladium et d'oxyde de zirconium, une affirmation soutenue par son collègue chercheur japonais Akira. Kitamura de l'Université de Kobe et Michael McKubre du SRI.

Inde

Dans les années 1990, l'Inde a arrêté ses recherches sur la fusion froide au Bhabha Atomic Research Center en raison du manque de consensus parmi les scientifiques traditionnels et de la dénonciation américaine de la recherche. Pourtant, en 2008, le National Institute of Advanced Studies a recommandé au gouvernement indien de relancer cette recherche. Des projets ont été lancés à l' Indian Institute of Technology de Chennai , au Bhabha Atomic Research Center et au Indira Gandhi Center for Atomic Research . Cependant, le scepticisme persiste parmi les scientifiques et, à toutes fins pratiques, la recherche est au point mort depuis les années 1990. Une section spéciale de la revue multidisciplinaire indienne Current Science a publié 33 articles sur la fusion froide en 2015 par de grands chercheurs en fusion froide, dont plusieurs chercheurs indiens.

Résultats rapportés

Une expérience de fusion froide comprend généralement :

• un métal, tel que le palladium ou le nickel , en vrac, en couches minces ou en poudre ; et
• deutérium , hydrogène , ou les deux, sous forme d'eau, de gaz ou de plasma.

Les cellules d'électrolyse peuvent être à cellules ouvertes ou à cellules fermées. Dans les systèmes à cellules ouvertes, les produits d'électrolyse, qui sont gazeux, peuvent quitter la cellule. Dans les expériences en cellules fermées, les produits sont capturés, par exemple par recombinaison catalytique des produits dans une partie séparée du système expérimental. Ces expériences visent généralement un état stable, l'électrolyte étant remplacé périodiquement. Il existe également des expériences de « chaleur après la mort », où l'évolution de la chaleur est surveillée après la coupure du courant électrique.

La configuration la plus basique d'une cellule de fusion froide se compose de deux électrodes immergées dans une solution contenant du palladium et de l'eau lourde. Les électrodes sont ensuite connectées à une source d'alimentation pour transmettre l'électricité d'une électrode à l'autre à travers la solution. Même lorsqu'une chaleur anormale est signalée, cela peut prendre des semaines pour qu'elle commence à apparaître - c'est ce qu'on appelle le « temps de chargement », le temps nécessaire pour saturer l'électrode de palladium en hydrogène (voir la section « Rapport de charge »).

Les premières découvertes de Fleischmann et Pons concernant l'hélium, le rayonnement neutronique et le tritium n'ont jamais été reproduites de manière satisfaisante, et ses niveaux étaient trop faibles pour la production de chaleur revendiquée et incompatibles les uns avec les autres. Le rayonnement neutronique a été signalé dans des expériences de fusion froide à des niveaux très faibles en utilisant différents types de détecteurs, mais les niveaux étaient trop faibles, proches du bruit de fond et trop rarement trouvés pour fournir des informations utiles sur d'éventuels processus nucléaires.

Production excessive de chaleur et d'énergie

Une observation d'excès de chaleur est basée sur un bilan énergétique . Diverses sources d'entrée et de sortie d'énergie sont mesurées en continu. Dans des conditions normales, l'entrée d'énergie peut être adaptée à la sortie d'énergie à l'erreur expérimentale près. Dans des expériences telles que celles menées par Fleischmann et Pons, une cellule d'électrolyse fonctionnant régulièrement à une température passe à un fonctionnement à une température plus élevée sans augmentation du courant appliqué. Si les températures plus élevées étaient réelles et non un artefact expérimental, le bilan énergétique montrerait un terme non comptabilisé. Dans les expériences Fleischmann et Pons, le taux de génération de chaleur excédentaire inféré était de l'ordre de 10 à 20 % de l'apport total, bien que cela ne puisse pas être reproduit de manière fiable par la plupart des chercheurs. Le chercheur Nathan Lewis a découvert que l'excès de chaleur dans l'article original de Fleischmann et Pons n'était pas mesuré, mais estimé à partir de mesures sans excès de chaleur.

Incapables de produire de la chaleur ou des neutrons en excès, et avec des expériences positives entachées d'erreurs et donnant des résultats disparates, la plupart des chercheurs ont déclaré que la production de chaleur n'était pas un effet réel et ont cessé de travailler sur les expériences. En 1993, après leur rapport original, Fleischmann a rapporté des expériences de « chaleur après la mort », où l'excès de chaleur a été mesuré après que le courant électrique fourni à la cellule électrolytique a été éteint. Ce type de rapport fait également partie des réclamations ultérieures sur la fusion à froid.

Hélium, éléments lourds et neutrons

"Triple pistes" dans un détecteur de rayonnement en plastique CR-39 revendiqué comme preuve d'émission de neutrons de deutérure de palladium

Les cas connus de réactions nucléaires, en plus de produire de l'énergie, produisent également des nucléons et des particules sur des trajectoires balistiques facilement observables. À l'appui de leur affirmation selon laquelle des réactions nucléaires ont eu lieu dans leurs cellules électrolytiques, Fleischmann et Pons ont signalé un flux de neutrons de 4 000 neutrons par seconde, ainsi que la détection de tritium. Le rapport de branchement classique des réactions de fusion précédemment connues qui produisent du tritium prédirait, avec 1 watt de puissance, la production de 10 ¹² neutrons par seconde, des niveaux qui auraient été fatals aux chercheurs. En 2009, Mosier-Boss et al. ont rapporté ce qu'ils ont appelé le premier rapport scientifique sur les neutrons hautement énergétiques, utilisant des détecteurs de rayonnement en plastique CR-39 , mais les affirmations ne peuvent être validées sans une analyse quantitative des neutrons.

Plusieurs éléments moyens et lourds comme le calcium, le titane, le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le cuivre et le zinc ont été signalés comme détectés par plusieurs chercheurs, comme Tadahiko Mizuno ou George Miley . Le rapport présenté au Département de l'énergie des États-Unis (DOE) en 2004 indiquait que des feuilles chargées de deutérium pouvaient être utilisées pour détecter les produits de réaction de fusion et, bien que les examinateurs aient trouvé les preuves qui leur étaient présentées comme non concluantes, ils ont indiqué que ces expériences n'avaient pas utiliser des techniques de pointe.

En réponse aux doutes sur le manque de produits nucléaires, les chercheurs en fusion froide ont tenté de capturer et de mesurer les produits nucléaires corrélés à l'excès de chaleur. Une attention considérable a été accordée à la mesure de la production de ⁴ He. Cependant, les niveaux rapportés sont très proches du bruit de fond, de sorte qu'une contamination par des traces d'hélium normalement présentes dans l'air ne peut être exclue. Dans le rapport présenté au DOE en 2004, l'opinion des examinateurs était divisée sur les preuves pour le ⁴ He ; les examens les plus négatifs concluant que même si les quantités détectées étaient supérieures aux niveaux de fond, elles en étaient très proches et pouvaient donc être causées par une contamination de l'air.

L'une des principales critiques de la fusion froide était que la fusion deuton-deutéron dans l'hélium devait entraîner la production de rayons gamma - qui n'ont pas été observés et n'ont pas été observés dans les expériences de fusion à froid ultérieures. Les chercheurs en fusion froide ont depuis prétendu trouver des rayons X, de l'hélium, des neutrons et des transmutations nucléaires . Certains chercheurs affirment également les avoir trouvés en utilisant uniquement des cathodes d'eau légère et de nickel. Le groupe d'experts du DOE de 2004 a exprimé des inquiétudes quant à la mauvaise qualité du cadre théorique que les promoteurs de la fusion à froid ont présenté pour expliquer le manque de rayons gamma.

Mécanismes proposés

Les chercheurs dans le domaine ne s'entendent pas sur une théorie de la fusion froide. Une proposition considère que l'hydrogène et ses isotopes peuvent être absorbés dans certains solides, dont l'hydrure de palladium , à des densités élevées. Cela crée une pression partielle élevée, réduisant la séparation moyenne des isotopes d'hydrogène. Cependant, la réduction de la séparation n'est pas suffisante d'un facteur dix pour créer les taux de fusion revendiqués dans l'expérience originale. Il a également été proposé qu'une densité plus élevée d'hydrogène à l'intérieur du palladium et une barrière de potentiel plus faible pourraient augmenter la possibilité de fusion à des températures plus basses que celles attendues d'une simple application de la loi de Coulomb . Le dépistage électronique des noyaux d'hydrogène positifs par les électrons négatifs dans le réseau de palladium a été suggéré à la commission DOE de 2004, mais le panel a trouvé les explications théoriques non convaincantes et incompatibles avec les théories physiques actuelles.

Critique

La critique des allégations de fusion froide prend généralement l'une des deux formes suivantes : soit en soulignant l'invraisemblance théorique que des réactions de fusion se soient produites dans des installations d'électrolyse, soit en critiquant les mesures de chaleur excessive comme étant fausses, erronées ou dues à une méthodologie ou à des contrôles médiocres. Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les réactions de fusion connues sont une explication improbable de l'excès de chaleur et des allégations de fusion à froid associées.

Forces de répulsion

Parce que les noyaux sont tous chargés positivement, ils se repoussent fortement. Normalement, en l'absence d'un catalyseur tel qu'un muon , des énergies cinétiques très élevées sont nécessaires pour surmonter cette répulsion chargée . En extrapolant à partir des taux de fusion connus, le taux de fusion non catalysée à l'énergie à température ambiante serait inférieur de 50 ordres de grandeur à ce qui est nécessaire pour tenir compte de l'excès de chaleur signalé. Dans la fusion catalysée par muon, il y a plus de fusions car la présence du muon rend les noyaux de deutérium 207 fois plus proches que dans le deutérium gazeux ordinaire. Mais les noyaux de deutérium à l'intérieur d'un réseau de palladium sont plus éloignés que dans le deutérium gazeux, et il devrait y avoir moins de réactions de fusion, pas plus.

Paneth et Peters dans les années 1920 savaient déjà que le palladium peut absorber jusqu'à 900 fois son propre volume d'hydrogène gazeux, le stockant à plusieurs milliers de fois la pression atmosphérique . Cela les a amenés à croire qu'ils pouvaient augmenter le taux de fusion nucléaire en chargeant simplement des barres de palladium avec de l'hydrogène gazeux. Tandberg a ensuite tenté la même expérience, mais a utilisé l'électrolyse pour que le palladium absorbe plus de deutérium et force le deutérium à se rassembler davantage à l'intérieur des tiges, anticipant ainsi les principaux éléments de l'expérience de Fleischmann et Pons. Ils espéraient tous que des paires de noyaux d'hydrogène fusionneraient pour former de l'hélium, qui à l'époque était nécessaire en Allemagne pour remplir les zeppelins , mais aucune preuve d'hélium ou d'augmentation du taux de fusion n'a jamais été trouvée.

C'était également la conviction du géologue Palmer, qui a convaincu Steven Jones que l'hélium-3 présent naturellement sur Terre provenait peut-être de la fusion impliquant des isotopes d'hydrogène à l'intérieur de catalyseurs comme le nickel et le palladium. Cela a conduit leur équipe en 1986 à réaliser indépendamment le même montage expérimental que Fleischmann et Pons (une cathode de palladium immergée dans de l'eau lourde, absorbant le deutérium par électrolyse). Fleischmann et Pons avaient à peu près la même croyance, mais ils ont calculé que la pression était de 10 à ²⁷ atmosphères, alors que les expériences de fusion froide n'atteignent qu'un rapport de charge de un pour un, qui n'a qu'entre 10 000 et 20 000 atmosphères. John R. Huizenga dit qu'ils avaient mal interprété l' équation de Nernst , les conduisant à croire qu'il y avait suffisamment de pression pour rapprocher les deutérons les uns des autres pour qu'il y ait des fusions spontanées.

Manque de produits de réaction attendus

La fusion de deutons conventionnelle est un processus en deux étapes, dans lequel un intermédiaire instable à haute énergie est formé :

D + D → ⁴ He ^* + 24 MeV

Les expériences n'ont observé que trois voies de désintégration pour ce noyau à l'état excité, le rapport de branchement montrant la probabilité qu'un intermédiaire donné suive une voie particulière. Les produits formés via ces voies de désintégration sont :

⁴ He ^* → n + ³ He + 3,3 MeV ( rapport =50 %)

⁴ He ^* → p + ³ H + 4,0 MeV (rapport=50 %)

⁴ He ^* → ⁴ He + γ + 24 MeV (rapport=10 ⁻⁶ )

Seul un intermédiaire sur un million se désintègre le long de la troisième voie, ce qui rend ses produits relativement rares par rapport aux autres voies. Ce résultat est cohérent avec les prédictions du modèle de Bohr . Si un watt (6,242 × 10 ¹² MeV/s) d'énergie nucléaire était produit à partir d'environ 2,2575 × 10 ¹¹ réactions individuelles de fusion de deutons par seconde conformément aux rapports de branchement connus, la production résultante de neutrons et de tritium ( ³ H) serait facilement mesurée. Certains chercheurs ont signalé avoir détecté du ⁴ He mais sans la production attendue de neutrons ou de tritium ; un tel résultat nécessiterait des rapports de branchement favorisant fortement la troisième voie, les taux réels des deux premières voies étant inférieurs d'au moins cinq ordres de grandeur aux observations d'autres expériences, contredisant directement les probabilités de branchement théoriquement prédites et observées. Ces rapports sur la production de ⁴ He n'incluaient pas la détection des rayons gamma , ce qui nécessiterait que la troisième voie ait été modifiée d'une manière ou d'une autre pour que les rayons gamma ne soient plus émis.

Le taux connu du processus de désintégration ainsi que l'espacement inter-atomique dans un cristal métallique rend le transfert de chaleur de l'énergie excédentaire de 24 MeV dans le réseau métallique hôte avant la désintégration de l' intermédiaire inexplicable en termes de compréhension conventionnelle de la quantité de mouvement et du transfert d'énergie. , et même alors il y aurait des niveaux mesurables de rayonnement. De plus, des expériences indiquent que les rapports de fusion du deutérium restent constants à différentes énergies. En général, la pression et l'environnement chimique ne provoquent que de petits changements dans les rapports de fusion. Une première explication a invoqué le processus d'Oppenheimer-Phillips à basse énergie, mais son amplitude était trop petite pour expliquer les rapports modifiés.

Mise en place d'expériences

Les configurations de fusion à froid utilisent une source d'alimentation d'entrée (pour fournir apparemment de l'énergie d'activation ), une électrode du groupe du platine , une source de deutérium ou d'hydrogène, un calorimètre et, parfois, des détecteurs pour rechercher des sous-produits tels que l'hélium ou les neutrons. Les critiques ont diversement contesté chacun de ces aspects et ont affirmé qu'il n'y avait pas encore eu de reproduction cohérente des résultats de fusion à froid revendiqués en termes de production d'énergie ou de sous-produits. Certains chercheurs en fusion froide qui prétendent pouvoir mesurer systématiquement un effet de chaleur excessive ont fait valoir que le manque apparent de reproductibilité pourrait être attribuable à un manque de contrôle de la qualité du métal de l'électrode ou à la quantité d'hydrogène ou de deutérium chargée dans le système. Les critiques ont en outre contesté ce qu'ils décrivent comme des erreurs ou des erreurs d'interprétation que les chercheurs en fusion froide ont commises dans les analyses calorimétriques et les bilans énergétiques.

Reproductibilité

En 1989, après que Fleischmann et Pons eurent fait leurs déclarations, de nombreux groupes de recherche tentèrent de reproduire l'expérience Fleischmann-Pons, sans succès. Quelques autres groupes de recherche, cependant, ont signalé des reproductions réussies de fusion à froid pendant cette période. En juillet 1989, un groupe indien du Bhabha Atomic Research Center ( PK Iyengar et M. Srinivasan) et en octobre 1989, le groupe de John Bockris de la Texas A&M University ont fait un rapport sur la création de tritium. En décembre 1990, le professeur Richard Oriani de l' Université du Minnesota a signalé un excès de chaleur.

Les groupes qui ont signalé des succès ont constaté que certaines de leurs cellules produisaient l'effet, tandis que d'autres cellules construites exactement de la même manière et utilisant les mêmes matériaux ne produisaient pas l'effet. Les chercheurs qui ont continué à travailler sur le sujet ont affirmé qu'au fil des ans, de nombreuses réplications réussies ont été faites, mais ont toujours des problèmes pour obtenir des réplications fiables. La reproductibilité est l'un des grands principes de la méthode scientifique, et son absence a conduit la plupart des physiciens à croire que les quelques rapports positifs pouvaient être attribués à une erreur expérimentale. Le rapport du DOE 2004 indiquait parmi ses conclusions et recommandations :

D'ordinaire, les nouvelles découvertes scientifiques sont censées être cohérentes et reproductibles ; en conséquence, si les expériences ne sont pas compliquées, la découverte peut généralement être confirmée ou infirmée en quelques mois. Les affirmations de la fusion froide, cependant, sont inhabituelles en ce que même les plus ardents partisans de la fusion froide affirment que les expériences, pour des raisons inconnues, ne sont pas cohérentes et reproductibles à l'heure actuelle. (...) Les incohérences internes et le manque de prévisibilité et de reproductibilité restent de sérieuses préoccupations. (...) Le Groupe recommande que les efforts de recherche sur la fusion froide dans le domaine de la production de chaleur se concentrent principalement sur la confirmation ou l'infirmation des rapports d'excès de chaleur.

Rapport de chargement

Michael McKubre travaillant sur une cellule de fusion froide à base de gaz deutérium utilisée par SRI International

Des chercheurs en fusion à froid ( McKubre depuis 1994, ENEA en 2011) ont émis l' hypothèse qu'une cellule chargée avec un rapport deutérium/palladium inférieur à 100 % (ou 1:1) ne produira pas de chaleur excessive. Étant donné que la plupart des réplications négatives de 1989 à 1990 n'ont pas rapporté leurs ratios, cela a été proposé comme explication de l'échec de la reproductibilité. Ce taux de charge est difficile à obtenir, et certains lots de palladium ne l'atteignent jamais car la pression provoque des fissures dans le palladium, permettant au deutérium de s'échapper. Fleischmann et Pons n'ont jamais divulgué le rapport deutérium/palladium atteint dans leurs cellules, il n'y a plus de lots de palladium utilisés par Fleischmann et Pons (car le fournisseur utilise désormais un procédé de fabrication différent), et les chercheurs ont encore du mal à trouver des lots de palladium qui réalisent la production de chaleur de manière fiable.

Mauvaise interprétation des données

Certains groupes de recherche ont initialement signalé qu'ils avaient reproduit les résultats de Fleischmann et Pons, mais ont ensuite rétracté leurs rapports et proposé une explication alternative à leurs résultats positifs originaux. Un groupe de Georgia Tech a découvert des problèmes avec son détecteur de neutrons et Texas A&M a découvert un mauvais câblage dans ses thermomètres. Ces rétractations, combinées aux résultats négatifs de certains laboratoires célèbres, ont conduit la plupart des scientifiques à conclure, dès 1989, qu'aucun résultat positif ne devait être attribué à la fusion froide.

Erreurs de calorimétrie

Le calcul de l'excès de chaleur dans les cellules électrochimiques implique certaines hypothèses. Des erreurs dans ces hypothèses ont été proposées comme des explications non nucléaires de l'excès de chaleur.

Une hypothèse faite par Fleischmann et Pons est que l'efficacité de l'électrolyse est proche de 100 %, ce qui signifie que presque toute l'électricité appliquée à la cellule a entraîné l'électrolyse de l'eau, avec un chauffage résistif négligeable et pratiquement tout le produit d'électrolyse laissant la cellule inchangée. Cette hypothèse donne la quantité d'énergie dépensée pour convertir le D ₂ O liquide en D ₂ et O ₂ gazeux . L'efficacité de l'électrolyse est inférieure à un si l'hydrogène et l'oxygène se recombinent de manière significative dans le calorimètre. Plusieurs chercheurs ont décrit les mécanismes potentiels par lesquels ce processus pourrait se produire et ainsi expliquer l'excès de chaleur dans les expériences d'électrolyse.

Une autre hypothèse est que la perte de chaleur du calorimètre maintient la même relation avec la température mesurée que celle trouvée lors de l'étalonnage du calorimètre. Cette hypothèse cesse d'être exacte si la distribution de la température à l'intérieur de la cellule est considérablement modifiée par rapport aux conditions dans lesquelles les mesures d'étalonnage ont été effectuées. Cela peut arriver, par exemple, si la circulation du fluide dans la cellule est considérablement altérée. La recombinaison de l'hydrogène et de l'oxygène dans le calorimètre modifierait également la répartition de la chaleur et invaliderait l'étalonnage.

Publications

L' ISI a identifié la fusion froide comme le sujet scientifique avec le plus grand nombre d'articles publiés en 1989, de toutes les disciplines scientifiques. Le lauréat du prix Nobel Julian Schwinger s'est déclaré partisan de la fusion froide à l'automne 1989, après qu'une grande partie de la réponse aux premiers rapports soit devenue négative. Il a essayé de publier son article théorique "Cold Fusion: A Hypothesis" dans Physical Review Letters , mais les évaluateurs l'ont rejeté si durement qu'il s'est senti profondément insulté, et il a démissionné de l' American Physical Society (éditeur de PRL ) en signe de protestation.

Le nombre d'articles a fortement diminué après 1990 en raison de deux phénomènes simultanés : d'une part, les scientifiques ont abandonné le domaine ; deuxièmement, les éditeurs de revues ont refusé d'examiner les nouveaux articles. Par conséquent, la fusion à froid est tombée des charts ISI. Les chercheurs qui ont obtenu des résultats négatifs ont tourné le dos au terrain ; ceux qui ont continué à publier ont été simplement ignorés. Un article de 1993 dans Physics Letters A était le dernier article publié par Fleischmann, et « l'un des derniers rapports [de Fleischmann] à être formellement contesté pour des raisons techniques par un sceptique de la fusion froide ».

Le Journal of Fusion Technology (FT) a créé un article permanent en 1990 pour les articles sur la fusion à froid, publiant plus d'une douzaine d'articles par an et offrant un débouché grand public aux chercheurs sur la fusion à froid. Lorsque le rédacteur en chef George H. Miley a pris sa retraite en 2001, le journal a cessé d'accepter de nouveaux articles sur la fusion à froid. Cela a été cité comme un exemple de l'importance d'individus influents sympathiques pour la publication d'articles sur la fusion à froid dans certaines revues.

Le déclin des publications en fusion froide a été décrit comme une « épidémie d'information ratée ». L'augmentation soudaine des partisans jusqu'à ce qu'environ 50% des scientifiques soutiennent la théorie, suivie d'un déclin jusqu'à ce qu'il n'y ait qu'un très petit nombre de partisans, a été décrite comme une caractéristique de la science pathologique . L'absence d'un ensemble commun de concepts et de techniques fédératrices a empêché la création d'un réseau dense de collaboration sur le terrain ; les chercheurs effectuent des efforts dans leurs propres directions et dans des directions disparates, rendant la transition vers la science « normale » plus difficile.

Des rapports sur la fusion à froid ont continué d'être publiés dans un petit groupe de revues spécialisées comme Journal of Electroanalytical Chemistry et Il Nuovo Cimento . Certains articles sont également parus dans Journal of Physical Chemistry , Physics Letters A , International Journal of Hydrogen Energy , et un certain nombre de revues japonaises et russes de physique, de chimie et d'ingénierie. Depuis 2005, Naturwissenschaften publie des articles sur la fusion à froid ; en 2009, la revue a nommé un chercheur en fusion froide à son comité de rédaction. En 2015, la revue multidisciplinaire indienne Current Science a publié une section spéciale entièrement consacrée aux articles liés à la fusion froide.

Dans les années 1990, les groupes qui ont continué à faire des recherches sur la fusion froide et leurs partisans ont créé des périodiques (non évalués par des pairs) tels que Fusion Facts , Cold Fusion Magazine , Infinite Energy Magazine et New Energy Times pour couvrir les développements de la fusion froide et d'autres allégations marginales. dans la production d'énergie qui ont été ignorés dans d'autres lieux. Internet est également devenu un moyen majeur de communication et d'autopublication pour les chercheurs en FK.

Conférences

Pendant de nombreuses années, les chercheurs en fusion froide ont été incapables de faire accepter des articles lors de réunions scientifiques, ce qui a incité à la création de leurs propres conférences. La première Conférence internationale sur la fusion froide (ICCF) s'est tenue en 1990 et s'est réunie tous les 12 à 18 mois depuis. Les participants à certaines des premières conférences ont été décrits comme n'offrant aucune critique aux articles et aux présentations de peur de donner des munitions aux critiques externes, permettant ainsi la prolifération des cinglés et entravant la conduite de la science sérieuse. Les critiques et les sceptiques ont cessé d'assister à ces conférences, à l'exception notable de Douglas Morrison, décédé en 2001. Avec la fondation en 2004 de l'International Society for Condensed Matter Nuclear Science (ISCMNS), la conférence a été rebaptisée International Conference on Condensed Matter Nuclear. la science pour des raisons qui sont détaillées dans la section de recherches ultérieures ci-dessus , mais retournées à l'ancien nom en 2008. l' étude de la fusion froide est souvent référencé par les promoteurs comme « réactions nucléaires à faible énergie », ou LENR, mais selon le sociologue Bart Simon le le label « fusion froide » continue de remplir une fonction sociale en créant une identité collective pour le domaine.

Depuis 2006, l' American Physical Society (APS) a inclus des sessions de fusion froide lors de ses réunions semestrielles, précisant que cela n'implique pas un adoucissement du scepticisme. Depuis 2007, les réunions de l' American Chemical Society (ACS) comprennent également des « symposiums invités » sur la fusion froide. Un président du programme ACS a déclaré que sans un forum approprié, la question ne serait jamais discutée et, "avec le monde confronté à une crise énergétique, il vaut la peine d'explorer toutes les possibilités".

Du 22 au 25 mars 2009, la réunion de l'American Chemical Society comprenait un symposium de quatre jours à l'occasion du 20e anniversaire de l'annonce de la fusion froide. Des chercheurs travaillant au Space and Naval Warfare Systems Center (SPAWAR) de l'US Navy ont signalé la détection de neutrons énergétiques à l' aide d'une installation d'électrolyse de l'eau lourde et d'un détecteur CR-39 , un résultat précédemment publié dans Naturwissenschaften . Les auteurs prétendent que ces neutrons sont révélateurs de réactions nucléaires ; sans analyse quantitative du nombre, de l'énergie et de la synchronisation des neutrons et de l'exclusion d'autres sources potentielles, il est peu probable que cette interprétation soit acceptée par la communauté scientifique au sens large.

Brevets

Bien que les détails n'aient pas fait surface, il semble que l'Université de l'Utah ait forcé l'annonce de Fleischmann et Pons du 23 mars 1989 à établir la priorité sur la découverte et ses brevets avant la publication conjointe avec Jones. Le Massachusetts Institute of Technology (MIT) a annoncé le 12 avril 1989 qu'il avait déposé ses propres brevets sur la base des travaux théoriques de l'un de ses chercheurs, Peter L. Hagelstein , qui avait envoyé des articles à des revues du 5 au 12 avril. Le 2 décembre 1993, l'Université de l'Utah a concédé tous ses brevets de fusion à froid à ENECO, une nouvelle société créée pour profiter des découvertes de fusion à froid, et en mars 1998, elle a déclaré qu'elle ne défendrait plus ses brevets.

L' Office américain des brevets et des marques (USPTO) rejette désormais les brevets revendiquant la fusion à froid. Esther Kepplinger, sous-commissaire aux brevets en 2004, a déclaré que cela avait été fait en utilisant le même argument qu'avec les machines à mouvement perpétuel : qu'elles ne fonctionnent pas. Les demandes de brevet doivent montrer que l'invention est « utile », et cette utilité dépend de la capacité de l'invention à fonctionner. En général, les rejets de l'USPTO au seul motif que l'invention est « inopérante » sont rares, car de tels rejets doivent démontrer une « preuve d'incapacité totale », et les cas où ces rejets sont confirmés par un tribunal fédéral sont encore plus rares : néanmoins, en 2000 , le rejet d'un brevet de fusion à froid a fait l'objet d'un appel devant une Cour fédérale et a été confirmé, en partie au motif que l'inventeur n'était pas en mesure d'établir l'utilité de l'invention.

Un brevet américain peut toujours être accordé lorsqu'on lui donne un nom différent pour le dissocier de la fusion à froid, bien que cette stratégie ait eu peu de succès aux États-Unis : les mêmes revendications qui doivent être brevetées peuvent l'identifier avec la fusion à froid, et la plupart de ces brevets ne peut éviter de mentionner les recherches de Fleischmann et Pons en raison de contraintes juridiques, alertant ainsi l'examinateur du brevet qu'il s'agit d'un brevet lié à la fusion à froid. David Voss a déclaré en 1999 que certains brevets qui ressemblent étroitement aux procédés de fusion à froid et qui utilisent des matériaux utilisés dans la fusion à froid, ont été accordés par l'USPTO. L'inventeur de trois de ces brevets a vu ses demandes initialement rejetées lorsqu'elles ont été examinées par des experts en science nucléaire ; mais il a ensuite réécrit les brevets pour se concentrer davantage sur les pièces électrochimiques afin qu'elles soient examinées à la place par des experts en électrochimie, qui les ont approuvées. Interrogé sur la ressemblance avec la fusion froide, le titulaire du brevet a déclaré qu'il utilisait des processus nucléaires impliquant une "nouvelle physique nucléaire" sans rapport avec la fusion froide. Melvin Miles a obtenu en 2004 un brevet pour un appareil de fusion à froid, et en 2007, il a décrit ses efforts pour supprimer tous les cas de « fusion à froid » de la description du brevet afin d'éviter son rejet pur et simple.

Au moins un brevet relatif à la fusion à froid a été délivré par l' Office européen des brevets .

Un brevet n'empêche légalement que les autres d'utiliser ou de bénéficier de son invention. Cependant, le grand public perçoit un brevet comme un sceau d'approbation, et un titulaire de trois brevets de fusion à froid a déclaré que les brevets étaient très précieux et avaient aidé à obtenir des investissements.

Références culturelles

A 1990 Michael Winner film de Bullseye! , avec Michael Caine et Roger Moore , fait référence à l'expérience de Fleischmann et Pons. Le film – une comédie – concernait des escrocs essayant de voler les prétendues découvertes des scientifiques. Cependant, le film a eu une mauvaise réception, décrite comme « terriblement pas drôle ».

Dans Undead Science , le sociologue Bart Simon donne quelques exemples de fusion froide dans la culture populaire, affirmant que certains scientifiques utilisent la fusion froide comme synonyme d'affirmations scandaleuses faites sans preuve à l'appui, et les cours d'éthique en science la donnent comme exemple de science pathologique. . Il est apparu comme une blague dans Murphy Brown et Les Simpsons . Il a été adopté comme nom de produit logiciel Adobe ColdFusion et comme marque de barres protéinées (Cold Fusion Foods). Il est également apparu dans la publicité comme synonyme de science impossible, par exemple une publicité de 1995 pour Pepsi Max .

L'intrigue de The Saint , un film d'action-aventure de 1997, est parallèle à l'histoire de Fleischmann et Pons, mais avec une fin différente. Le film pourrait avoir affecté la perception du public de la fusion froide, la poussant plus loin dans le domaine de la science-fiction.

Dans l' épisode "No Country for Old Dads" de DC's Legends of Tomorrow , Ray Palmer théorise que la fusion froide pourrait réparer le totem de feu brisé, si ce n'était pas seulement théorique.

Voir également

Notes d'explication

Les références

Citations

Citations avec citations ou autre texte supplémentaire

Bibliographie générale

Liens externes

• Fusion froide chez Curlie
• International Society for Condensed Matter Nuclear Science (iscmns.org), organise les conférences ICCF et publie le Journal of Condensed Matter Nuclear Science . Voir : library.htm des articles et actes publiés.
• Phénomènes et applications potentielles des réactions nucléaires à basse énergie (LENR) : rapport du Naval Surface Warfare Center NSWCDD-PN-15-0040 par Louis F. DeChiaro, PhD, 23 septembre 2015
• Current Science 25 fév 2015 : consacré au LENR ; contient 34 articles, principalement des articles de revue.