LENR ou não LENR? (revisão de experimentos para detectar o efeito LENR)



LENR (Cold Fusion) , , — — E-Cat. « LENR» — , , , — .

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Uma revisão de alguns dos reatores de níquel-hidrogênio criados na Rússia e no exterior após a publicação do relatório sobre o experimento em Lugano. Um excesso de calor sobre a eletricidade consumida foi registrado na faixa de 1,2 a 2,7 a uma temperatura de cerca de 1200 ℃. Duração da operação contínua com calor excessivo até 3 dias. Quatro reatores para avaliar a liberação de calor possuíam calorímetros especiais.

Durante o teste do gerador de calor de alta temperatura Rossi em Lugano, que durou de 24 de fevereiro a 29 de março de 2014, um excesso de geração de calor sobre a eletricidade consumida foi registrado 3,2 vezes a uma temperatura de 1260 ℃ e 3,6 vezes a uma temperatura de 1400 ℃ [1,2] . No combustível irradiado, o conteúdo relativo de 6Li aumentou substancialmente e o conteúdo de 7Li diminuiu. O conteúdo de todos os isótopos de níquel diminuiu, exceto 62Ni. O conteúdo deste isótopo aumentou de 3,6% para 99%. Não foi encontrada diferença perceptível no ambiente de radiação em relação aos indicadores de fundo.

Com base no relatório de especialistas que observaram a operação do reator, pode-se supor que este reator é, de fato, um tubo de cerâmica selado com cimento resistente ao calor, no qual existe pó de níquel com a adição de hidreto de alumínio e lítio LiAlH4. Para iniciar o processo, o tubo deve ser aquecido a uma temperatura de 1200 - 1400 ℃. Com base nessa premissa, vários dispositivos foram criados na Rússia e no exterior. Uma breve descrição de alguns deles é dedicada a este artigo.

Reatores AP1

Os reatores AP1 são os primeiros dispositivos semelhantes ao gerador de calor de alta temperatura Rossi, no qual o excesso de calor foi obtido em dezembro de 2014 [3]. Para a fabricação de reatores, foram utilizados tubos cerâmicos de corindo de 120 mm de comprimento, com diâmetro externo de 10 mm e diâmetro interno de 5 mm. Aquecedores elétricos são enrolados nos tubos. Dentro dos tubos há 1 g de Ni + 10% de hidreto de alumínio e lítio em pó. Os termopares entram em contato com a parte externa dos tubos. As extremidades dos tubos são seladas com cimento resistente ao calor. Toda a superfície dos reatores é revestida com o mesmo cimento.
Para medir o calor gerado, foi utilizada uma técnica baseada na quantidade de água fervente. O reator estava em um vaso de metal fechado. Este navio está imerso em água. A quantidade de calor liberado foi determinada pela massa de água, que foi adicionada para manter seu nível constante, e pelo valor conhecido do calor de vaporização (2260 kJ / kg). A correção da perda de calor através do isolamento térmico foi calculada pela taxa de resfriamento após o reator ser desligado.

Além de experimentos com reatores carregados com uma mistura Ni + LiAlH4, os experimentos foram conduzidos com modelos de reatores sem combustível. Nos casos com modelos de reatores, bem como com reatores com combustível a temperaturas abaixo de 1000 ℃, a relação entre a energia térmica liberada e a energia absorvida (COP) foi próxima de 1. Excesso significativo da energia térmica liberada sobre a eletricidade absorvida (até 2,7 vezes) foi observado apenas em reatores com combustível a temperaturas iguais ou superiores a 1100 ℃. O nível de radiação ionizante durante a operação do reator não excedeu significativamente os valores de fundo. A densidade do fluxo de nêutrons não foi superior a 0,2 nêutrons / cm2 s.

O tempo de operação dos reatores da série AP1 no modo de liberação de excesso de energia não excedeu 90 minutos. A curta duração do reator está associada a danos causados ​​por superaquecimento local e queima dos aquecedores.

Projeto osso de cão

Juntamente com o teste dos reatores AP1, estava em andamento a colaboração do Martin Fleischmann Memorial Project (MFMP), liderado por Robert Grigne [4]. Em um dos reatores fabricados, o combustível (565 mg Ni + 105 mg LiAlH4) estava em um tubo de corindo selado com um comprimento de 250 mm e um diâmetro interno de 3,8 mm. O aquecedor de carboneto de silício estava do lado de fora.

Durante o teste, este reator explodiu a uma temperatura de cerca de 1050 ℃. A causa da falha foi o aquecimento muito rápido e o excesso de hidreto de alumínio e lítio no combustível.

Projeto GlowStick

Após uma falha no projeto Dog Bone, o MFMP tomou como base o reator GlowStick desenvolvido por Alan Goldwater [5]. O reator consiste em um tubo de cerâmica no qual dois aquecedores elétricos idênticos são conectados em série. Um deles aquece a mistura de combustível (Ni 300 mg + LiAlH4 30 mg) e o outro aquece a porção vazia do tubo. Na presença de calor excessivo, a temperatura da parte do reator com combustível deve ser maior que a temperatura da parte sem combustível.

Não foi detectado excesso de calor durante as partidas dos dois primeiros reatores GlowStick. O terceiro reator estava operando de 28 a 30 de maio de 2015. A uma temperatura na superfície do reator acima de 600 ℃ (cerca de 1000 ℃ dentro das células), a temperatura da célula de combustível era significativamente mais alta (até 80 ℃) da temperatura da célula vazia. Nesse modo, o reator trabalhou por cerca de 30 horas com um excesso de energia médio de 160 W, produzindo 4,8 kWh (17 MJ) de excesso de energia.

Reator AP2

Este reator estava operando nos dias 16 e 20 de março e 21 e 22 de março [6]. O tubo do reator tinha um diâmetro interno de 5 mm e um diâmetro externo de 10 mm. O tubo tem 29 cm de comprimento e apenas a parte central (7 cm) foi aquecida. O aquecedor é feito de liga Kh23Yu5T (fechral). As extremidades do tubo são seladas com um selante à base de epóxi. A mistura de combustível (640 mg de Ni + 60 mg de LiAlH4) estava em um recipiente fino de aço inoxidável. Para deslocar o excesso de ar do tubo do reator, inserções cerâmicas são inseridas no tubo. Um manômetro com uma faixa de medição de 25 bar é conectado ao reator com um tubo fino de aço inoxidável.

O aquecedor elétrico é conectado à rede elétrica através de um regulador do tiristor. Para medir a eletricidade consumida, foi utilizado um medidor elétrico eletrônico, que permite ao computador registrar informações sobre a eletricidade consumida. Para controlar a temperatura do reator, foi utilizado um termopar cromel-alumel, cuja junção é colocada na superfície do tubo do reator no meio da zona de aquecimento. O sinal do termopar foi usado para ajustar a energia fornecida ao aquecedor elétrico, de modo que a temperatura desejada fosse mantida. A determinação da quantidade de calor produzido foi feita comparando os parâmetros de um reator contendo uma mistura de combustível e um reator sem uma mistura de combustível.

A temperatura de 1200 ℃ na superfície do tubo do reator foi atingida em 12 horas como resultado de um aumento gradual na potência do aquecedor elétrico para 630 watts. Depois disso, em cerca de 1 hora, a energia necessária para manter a temperatura de 1200 ℃ diminuiu para 330 watts. Por quase 3 dias, a potência do aquecedor elétrico, na qual a temperatura na superfície do tubo do reator era de 1200 ℃, variou de 300 a 400 watts. A potência de dissipação de calor excedeu a consumida pelo aquecedor elétrico, em média, 2,4 vezes. O reator foi interrompido devido à queima do aquecedor.

A pressão dentro do tubo a uma temperatura de cerca de 180 ℃ aumentou rapidamente para 5 bar. Com o aquecimento adicional, a pressão diminuiu gradualmente e, a uma temperatura superior a 900 ℃, tornou-se menor que a atmosférica.

Ao trabalhar com um segundo aquecedor, uma temperatura de 1200 ℃ foi mantida com uma potência de aquecimento elétrico de 500 a 700 watts. A potência de dissipação de calor excedeu em 1,3-1,7 vezes a energia consumida pelo aquecedor elétrico.Em

apenas 4 dias de operação do reator, mais de 40 kWh ou 150 MJ foram produzidos além da eletricidade consumida.

O experimento de Brian Albiston (Brian Albiston)

O reator é baseado em um tubo de corindo de 30 cm de comprimento, com um diâmetro externo de 12,6 mm e um diâmetro interno de 6,3 mm [7]. Na parte central estava o combustível (1,2 g de níquel + 0,12 g de hidreto de alumínio e lítio). Para aquecimento, foi utilizada uma empresa de aquecedor industrial Watlow, alimentada pela rede elétrica através de um transformador. O calor excessivo foi registrado de 11 a 12 de abril de 2015 após três tentativas malsucedidas. No início de muitas horas de aquecimento do tubo com a mistura de combustível, a temperatura externa excedia a temperatura do combustível. A partir de uma temperatura de 1000 ℃, a diferença começou a diminuir e, em seguida, a temperatura saltou mais de 100 ℃, ultrapassando o exterior. A energia consumida pelo aquecedor elétrico diminuiu. Isso indica geração de calor dentro do reator. Essa condição durou cerca de 10 horas,após o qual o sinal começou a diminuir a partir do termopar central, provavelmente associado à sua destruição.

A pressão no tubo do reator a uma temperatura de cerca de 200 ℃ aumentou rapidamente para 6 bar. Posteriormente, a pressão diminuiu gradualmente para 2 bar e permaneceu assim até o final do experimento.

Experiência de Denis Vasilenko

O experimento consistiu no aquecimento simultâneo de dois reatores com a mesma potência, um dos quais continha uma mistura de 500 mg de níquel em pó com 50 mg de hidreto de alumínio e lítio e o outro estava vazio [8]. Para a fabricação de reatores, foram utilizados tubos e buchas de cerâmica, cimento resistente ao calor e um aquecedor de melão. O aquecedor foi alimentado pela rede elétrica usando um regulador de tiristor.

A operação do reator em temperaturas acima de 1000 ℃ durou cerca de 6 horas nos dias 24 e 26 de maio de 2015 e cessou como resultado da queima do aquecedor elétrico do reator com combustível. A forte destruição de cimento na parte central do tubo de combustível e a queima da espiral do cantalum indicam um excesso significativo de calor em comparação com um reator vazio, onde a espiral permaneceu intacta e o cimento foi bem preservado, embora o material, as dimensões do tubo e a potência de aquecimento elétrico de ambos os reatores fossem os mesmos.

Experiências de Evgeny Buryak (VNIIEF, Sarov)

Os experimentos foram realizados em março - maio de 2015 [9]. O combustível (500 mg Ni + 50 mg LiAlH4) estava em um recipiente de aço inoxidável colocado em uma ampola de quartzo. O aquecedor nicrômico era alimentado por pulsos com duração de 0,76 ms, a potência era regulada pela frequência dos pulsos. A determinação do calor gerado foi realizada medindo a massa de água evaporada. Ocorreu um aquecimento a uma taxa de 0,02 / s até que uma temperatura de 1000 ou 1200 foi atingida, e por cerca de uma hora a temperatura foi mantida estável.

As medidas mostraram que, a uma temperatura de 1000 ℃, a potência do excesso de calor era de 42 W (COP = 1,21), a uma temperatura de 1200 ℃, a potência excedente era de 83 W (COP = 1,25).

A pressão dentro do reator aumentou rapidamente para 7 bar quando a temperatura atingiu 200 ℃. Depois disso, a pressão aumentou lentamente e, ao final dos experimentos, atingiu 8–9 bar.

Gerador de calor I. Stepanova (Universidade Estadual de Moscou), Y. Malakhova e Nguyen Kuok Shi (MPEI)

O elemento principal do gerador de calor é um tubo de cerâmica de 160 mm de comprimento, diâmetro interno de 4 mm e externo de 6 mm, cujo volume interno é preenchido com combustível (uma mistura de pó de níquel com massa de 0,9 g e hidreto de alumínio e lítio com 0,1 g) [10]. Uma das extremidades do tubo é hermeticamente selada com cimento resistente ao calor e um termopar cromo-alúmen, fixado com o mesmo cimento, é instalado na outra extremidade. Do lado de fora da célula de calor, na parte do meio, existe um segundo termopar. Este tubo foi instalado dentro do aquecedor - um tubo de cerâmica, na superfície externa do qual é enrolado um fio fechral revestido com cimento resistente ao calor.

Um calorímetro de fluxo foi utilizado para determinar o calor gerado. Um tanque de amortecimento foi usado para estabilizar a vazão da água. A vazão da água e a temperatura da água na entrada e saída do calorímetro foram medidas, o que possibilitou determinar a potência de geração de calor no reator.

Após quatro tentativas de lançamento, que culminaram na rápida destruição da célula devido ao superaquecimento descontrolado, em 19 de junho de 2015, como resultado do aquecimento lento (9 horas), conseguimos uma operação estável com a liberação do excesso de energia. Em temperaturas abaixo de 1000 ℃, as temperaturas dentro e fora do reator eram aproximadamente as mesmas. Em temperaturas mais altas, a temperatura interna se torna maior que a externa, o que indica a presença de calor adicional.

O trabalho com excesso de calor durou mais de uma hora a uma temperatura de cerca de 1100 ℃. A calorimetria mostrou que 2100 W de calor foram liberados com uma energia elétrica de entrada de cerca de 850 W (COP = 2,5).

Cinco cassetes planas com filme de raios-X foram instaladas no invólucro externo do aparelho e na extensão do eixo do calorímetro. O tempo de exposição foi de quase 12 horas. Após o desenvolvimento dos filmes, nenhum efeito sobre a camada de emulsão foi detectado.

Experiência de um grupo de pesquisadores de Moscou (LenzandCoLab)

O combustível (1 g de níquel pré-hidrogenado + 0,3 g de grau PNA-OT2 Ni + 0,07 g de LiAlH4) estava em um tubo de aço inoxidável de 70 mm de comprimento, com um diâmetro externo de 8 mm e um interior de 4 mm [9].

Parafusos M5 soldados a laser foram usados ​​como plugues. Os fios do termopar são soldados no meio do tubo. Outro termopar mediu a temperatura do final do tubo. O aquecedor era feito de arame fechral enrolado em um tubo de cerâmica.

O aquecimento a uma temperatura máxima de 1350 ℃ durou mais de 8 horas. Uma hora depois de atingir essa temperatura, a potência do aquecedor começou a diminuir e a temperatura do reator aumentou.

Nos últimos minutos da operação do reator, ocorreu um salto de temperatura acima do limite de medição (1370 ℃), como resultado da queima do termopar, destruindo o reator e o aquecedor.

Experiência no Instituto de Energia Atômica, Pequim, China

Songsheng Jiang, Instituto Ni-H de Energia Atômica do Grupo de Pesquisa Ni-H, Pequim, China O

combustível (20 g Ni + 10% LiAlH4) estava em uma célula de níquel colocada em uma câmara de aço inoxidável [11]. O aquecedor é feito de fio de nicromo enrolado em um tubo de cerâmica. Foi alimentado por uma fonte DC estabilizada. O aquecedor é cercado por isolamento térmico de MgO. A temperatura foi medida em três termopares. Um deles estava na superfície da câmara, o outro na superfície da célula do reator, o terceiro estava em contato com o combustível.

O experimento durou 96 horas de 4 a 8 de maio de 2015. No início do experimento, a câmara foi evacuada e o aquecimento gradual foi ativado. Como resultado da decomposição do LiAlH4 a uma temperatura de 150-300 ℃, a pressão aumentou para 4 bar. Posteriormente, a pressão caiu para - 0,9 bar em 18 horas.

No dia seguinte, quando a temperatura dentro da célula com o combustível atingiu 950 ℃ com uma potência do aquecedor de 900 W, a temperatura subiu rapidamente tanto que o termopar central entrou em colapso. A temperatura na superfície da célula excedeu 1370 ℃ (limite de medição) e se tornou muito mais alta que a temperatura próxima ao aquecedor elétrico, o que indica o aparecimento de excesso de calor na célula do reator com uma potência de pelo menos 600 watts. O excesso de energia foi mantido por cerca de 6 horas. Ao reiniciar, uma parte de um regime auto-sustentável foi observada durando cerca de 10 minutos.

Durante um experimento semelhante, em novembro de 2015, uma seção com duração de cerca de 120 minutos foi observada quando o reator estava operando com o aquecimento externo desligado, liberando cerca de 450 W a uma temperatura de cerca de 1300 ℃ [16].

As experiências dos mesmos pesquisadores chineses com fio de níquel

A diferença entre esse experimento e o anterior é que, em vez da mistura de combustível Ni + LiAlH4, foi utilizado um fio de níquel de 0,5 mm de diâmetro, enrolado em um tubo de aço inoxidável com 10 mm de diâmetro [12]. A câmara do reator é preenchida com hidrogênio. A temperatura foi medida por três termopares: na superfície externa da câmara do reator, em contato com o fio de níquel e dentro do tubo. O regulador de energia do aquecedor elétrico foi controlado por um sinal do primeiro termopar.

No processo de aquecimento gradual após atingir uma temperatura de cerca de 900ºC, ocorreu um rápido aumento de temperatura, e todos os três termopares mostraram uma temperatura acima do limite de medição (1000 ℃). O aquecimento anormal durou cerca de 80 minutos. Duas horas depois disso, a temperatura aumentou cerca de 3 ℃ por um período de 3,5 horas. Uma estimativa do excesso de geração de calor fornece um valor de 240W (1100 kJ) no primeiro evento e 5W (64 kJ) no segundo evento. As medidas de controle sem fio de níquel não detectaram nenhuma liberação anormal de calor. Após o experimento, danos ao fio de níquel foram detectados. A pesquisa em um microscópio eletrônico de varredura mostrou fortes mudanças na superfície do fio.

O experimento de Andrei Khrishchanovich

Uma espiral de arame de níquel enrolada em um tubo de cerâmica estava em um tubo de quartzo [13]. Um tubo de quartzo é colocado em um recipiente com água corrente. A dissipação de calor foi determinada medindo o fluxo de água e a diferença de temperatura na entrada e na saída do vaso.

A dissipação de calor em um reator cheio de hidrogênio foi comparada com a dissipação de calor em um reator cheio de ar com a mesma potência de aquecimento de uma bobina de níquel por corrente elétrica.

Verificou-se que, a uma pressão de hidrogênio de 1 bar, o calor em um reator cheio de hidrogênio é 1,5 vezes maior que o calor em um reator com ar, e a uma pressão de até 5 bar, 2-2,5 vezes.

Experiência de Jeff Morris

Neste experimento, também foi usada uma espiral de arame de níquel colocada em um tubo de quartzo [17]. Ao contrário de muitos outros experimentos, o hidrogênio teve uma baixa pressão de 5 torr. A absorção perceptível de hidrogênio foi registrada mesmo à temperatura ambiente.

Durante o aquecimento a temperaturas de 312, 398 e 498 ° C, o contador Geiger registrou um aumento múltiplo na taxa de contagem em comparação com o fundo.

Depois que o aquecimento foi desligado por uma hora, a taxa de contagem retornou gradualmente ao valor de fundo.

Uma experiência no RSE INP, Cazaquistão (A.N. Ozernoy, M.F. Vereshchak, I.A. Manakova, I.V. Khromushin)

O experimento consistiu em medir a diferença de temperatura entre dois recipientes de aço inoxidável da mesma massa e forma [14]. O combustível foi colocado em um deles (Ni + 10% LiAlH4 em pó) e o outro permaneceu vazio. O recipiente de combustível foi selado por soldagem por feixe de elétrons. Os recipientes foram colocados em um forno a vácuo programável.

Foi realizado um teste de controle do sistema com dois contêineres vazios. A diferença de temperatura acabou sendo zero em toda a faixa de alterações na temperatura ambiente de 20 a 1200 ℃. Em seguida, foi realizado um experimento com um contêiner carregado com combustível e contêineres vazios. Dentro de quatro horas, a temperatura foi aumentada linearmente da temperatura ambiente para 1200 ℃. Em seguida, seguiu-se uma hora de exposição a essa temperatura, após o que o forno foi desligado e começou a esfriar sem refrigeração forçada. Quando a temperatura foi ajustada, foi observado um aumento na diferença de temperatura dos recipientes. No momento de atingir a temperatura definida, foi detectada uma ligeira queda, mas, embora a temperatura do forno tenha caído de 1200 para 600 ℃, a diferença de temperatura diminuiu apenas 10%.

Usando a diferença de temperatura medida entre os dois contêineres, usando a lei de Stefan-Boltzmann, levando em consideração o grau de escuridão do material do contêiner, verificou-se que o contêiner emitia cerca de 21 W de energia térmica a uma diferença de temperatura de 25 ℃ e uma temperatura ambiente de 1200 ℃. A duração do teste foi limitada a 100 horas. Todo esse tempo, a diferença de temperatura foi de cerca de 25 ℃. Segundo os cálculos, durante o período de teste, o contêiner de combustível gerou mais de 2 kWh de energia térmica.

Experiências V.N. Zatelepina e D.S. Laboratório Baranova "INLIS"



Vários reatores de níquel-hidrogênio foram testados em diferentes condições de temperatura quando expostos a descargas elétricas de alta frequência e vibrações acústicas de alta frequência [15]. Além do aquecimento elétrico, foi testado o aquecimento de chama de um queimador de gás. Conclui-se que é necessário um gradiente de temperatura para iniciar uma reação com liberação excessiva de calor.

O comportamento de reatores com aquecimento externo desligado foi estudado. Verificou-se que sob certas condições em sistemas de níquel-hidrogênio é possível uma diminuição anormalmente rápida da temperatura.

CONCLUSÕES

  • Uma mistura de pó de níquel e hidreto de alumínio e lítio, que forma hidrogênio após a decomposição, era geralmente usada como combustível. A massa de combustível é de cerca de 1 G. A exceção é o primeiro experimento chinês (20 g).
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  • , , . 180-200℃ .
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Source: https://habr.com/ru/post/pt393905/


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