LENR或不LENR?(检测LENR效应的实验综述)



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

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在卢加诺发表有关该实验的报告后,对俄罗斯和国外一些镍氢反应堆进行了回顾。在大约1200℃的温度下,记录的热量超过消耗的电量的范围为1.2至2.7。持续加热持续3天以上的持续时间。用于评估放热的四个反应器具有特殊的热量计。

2014年2月24日至2014年3月29日在卢加诺进行的Rossi高温热发生器测试期间,在1260℃的温度下记录了3.2倍的热耗电量,在1400℃的温度下记录了3.6倍的热耗[1,2]。 。在乏燃料中,6Li的相对含量大幅增加,而7Li的含量降低。除62Ni外,所有镍同位素的含量均降低。该同位素的含量从3.6%增加到99%。没有发现辐射环境与背景指示物有显着差异。

根据观察反应堆运行情况的专家报告,可以认为该反应堆实际上是一个用耐热水泥密封的陶瓷管,其中有镍粉和氢化铝锂LiAlH4。要启动该过程,必须将管加热到1200-1400℃。基于此假设,在俄罗斯和国外创建了几种设备。本文中专门介绍了其中一些。

AP1电抗器

AP1反应堆是最早与罗西高温热发生器类似的设备,该设备于2014年12月获得了多余的热量[3]。为了制造反应器,使用长度为120mm,外径为10mm,内径为5mm的刚玉陶瓷管。电加热器缠绕在管子上。管内是1 g镍+ 10%氢化铝锂粉末。热电偶与管子的外部接触。管的末端用耐热水泥密封。反应器的整个表面都涂有相同的水泥。
为了测量产生的热量,使用了一种基于沸水量的技术。反应器在密闭的金属容器中。该容器浸入水中。释放的热量取决于水的质量(添加水以保持其恒定水平)和已知的汽化热值(2260 kJ / kg)。通过关闭反应器后的冷却速率来计算通过绝热造成的热量损失的校正量。

除了使用装有Ni + LiAlH4混合物的反应堆进行实验外,还对没有燃料的反应堆模型进行了实验。在具有反应堆模型的情况下,以及在温度低于1000℃的燃料中使用的反应堆,释放的热能与吸收的能量(COP)之比接近1。释放的热能超过吸收的电能(高达2.7倍)仅在燃料温度约为1100℃或更高的反应堆中观察到这种现象。反应堆运行期间的电离辐射水平未明显超过背景值。中子通量密度不高于0.2中子/ cm 2 s。

AP1系列反应堆以过量释放能量的方式运行的时间不超过90分钟。反应器的持续时间短与局部过热和加热器烧坏有关。

狗骨项目

除了测试AP1反应堆外,由Robert Grigne领导的马丁·弗莱希曼纪念项目(MFMP)也在开展工作[4]。在所制造的一个反应器中,燃料(565 mg Ni + 105 mg LiAlH 4)位于长度为250 mm,内径为3.8 mm的密封刚玉管中。碳化硅加热器在外面。

在测试过程中,该反应器在约1050℃的温度下爆炸。故障的原因是加热太快以及燃料中氢化铝锂过多。

GlowStick项目

Dog Bone项目失败后,MFMP以Alan Goldwater [5]开发的GlowStick反应堆为基础。反应器由一个陶瓷管组成,在该陶瓷管上串联连接了两个相同的电加热器。其中一个加热燃料混合物(Ni 300 mg + LiAlH4 30 mg),另一个加热管的空部分。在存在过多热量的情况下,带有燃料的反应堆部分的温度应高于没有燃料的部分温度。

在前两个GlowStick反应堆启动期间未检测到过多的热量。第三座反应堆于2015年5月28日至30日运行。在反应堆表面温度高于600℃(电池内部大约1000℃)时,燃料电池的温度明显高于空电池温度(最高80℃)。在这种模式下,反应器工作了30个小时,平均剩余功率为160 W,产生了4.8 kWh(17 MJ)的剩余能量。

AP2电抗器

该反应堆分别于3月16日至20日和3月21日至22日运行[6]。反应器管的内径为5mm,外径为10mm。该管长29厘米,仅加热了中央部分(7厘米)。加热器由Kh23Yu5T合金(fechral)制成。管的末端用基于环氧树脂的密封剂密封。燃料混合物(640毫克镍+ 60毫克LiAlH4)放在一个薄不锈钢容器中。为了排出反应器管中的多余空气,将陶瓷插件插入管中。测量范围为25 bar的压力计通过一根细不锈钢管连接到反应器。

电加热器通过晶闸管调节器连接到电源。为了测量消耗的电量,使用了电子电量计,该电量计允许计算机记录有关消耗的电量的信息。为了控制反应器的温度,使用了铬铝合金热电偶,其结被放置在加热区中间的反应器管的表面上。来自热电偶的信号用于调节提供给电加热器的功率,从而保持所需的温度。通过比较含有燃料混合物的反应堆和没有燃料混合物的反应堆的参数来确定产生的热量。

由于电加热器的功率逐渐增加到630瓦,反应堆管表面的温度在12小时内达到1200℃。之后,在大约1小时内,维持1200℃温度所需的功率降低到330瓦。在将近三天的时间里,电加热器的功率在300到400瓦之间,电加热器在反应管表面的温度为1200℃。散热功率平均超过电加热器所消耗的功率的2.4倍。反应器由于加热器烧坏而中断。

管内的压力在大约180℃的温度下迅速增加到5 bar。随着进一步加热,压力逐渐降低,在900℃以上的温度变得低于大气压。

当使用第二个加热器时,温度保持在1200℃,电加热功率为500至700瓦。散热功率超过电加热器所消耗的功率的1.3-1.7倍,

在反应堆运行仅4天的时间里,所产生的电能就超过40 kWh或150 MJ。

布莱恩·阿尔比斯顿(Brian Albiston)的实验

反应器基于30厘米长的刚玉管,外径为12.6 mm,内径为6.3 mm [7]。中间是燃料(1.2克镍+ 0.12克氢化铝锂)。为了进行加热,使用了工业加热器公司Watlow,由市电通过变压器供电。经过三次失败的尝试,于2015年4月11日至12日记录到过热。在用燃料混合物加热管子的许多小时开始时,外部温度超过了燃料温度。从1000℃开始,缝隙开始变窄,然后温度跃升超过100℃,超过了室外。电加热器消耗的功率减少了。这表明反应器内部产生热量。这种情况持续了大约10个小时,之后,信号从中央热电偶开始减小,可能与其破坏有关。

在约200℃的温度下,反应管中的压力迅速增加至6 bar。随后,压力逐渐降低至2 bar,一直保持到实验结束。

丹尼斯·瓦西连科(Denis Vasilenko)实验

实验包括以相同的功率同时加热两个反应器,其中一个包含500毫克镍粉和50毫克氢化铝锂的混合物,另一个则是空的[8]。在制造反应堆,陶瓷管和衬套时,使用了耐热水泥和双尖塔加热器。使用晶闸管调节器从主电源为加热器供电。

反应堆在高于1000℃的温度下运行于2015年5月24日至26日持续了大约6个小时,并由于燃料耗尽反应堆电加热器而停止运行。与空的反应堆相比,燃料在管道中心部分的水泥的强烈破坏和烛台螺旋的燃烧表明热量显着过量,在空的反应堆中螺旋保持完好并且水泥保存良好,尽管两个反应堆的材料,管道尺寸和电加热功率相同。

Evgeny Buryak(VNIIEF,萨罗夫)的实验

实验于2015年3月至5月进行[9]。燃料(500毫克镍+ 50毫克LiAlH4)位于放置在石英安瓿瓶中的不锈钢容器中。镍铬合金加热器由持续时间为0.76 ms的脉冲供电,功率由脉冲频率调节。通过测量蒸发水的质量来确定产生的热量。加热速度为0.02/ s,直到达到1000或1200的温度,然后保持约一个小时的温度稳定。

测量表明,在1000℃的温度下,多余的功率为42 W(COP = 1.21),在1200℃的温度下,多余的功率为83 W(COP = 1.25)。

当温度达到200℃时,反应器内部的压力迅速增加到7 bar。之后,压力缓慢增加,到实验结束时达到8–9 bar。

发热体I. Stepanova(莫斯科国立大学),Y。Malakhova和Nguyen Kuok Shi(MPEI)

发热器的主要元件是一根长160 mm的陶瓷管,内径4 mm,外径6 mm,其内部容积充满燃料(质量为0.9 g的镍粉和0.1 g的氢化锂铝的混合物)[10]。管的一端用耐热胶粘剂密封,另一端安装了用相同胶粘剂固定的铬铝合金热电偶。在热室中间的第二个热电偶位于外部。该管安装在加热器的内部-陶瓷管,其外表面缠绕着涂有耐热水泥的fe线。

使用流量热计确定所产生的热量。使用阻尼罐来稳定水的流量。测量了量热计的入口和出口处的水流速和水温,从而可以确定反应器中的热量。

在进行了四次发射尝试后,由于不加控制的过热,最终导致了电池的快速破坏,由于缓慢的加热(9小时),2015年6月19日,可以释放出多余的能量来实现稳定的运行。在低于1000℃的温度下,反应器内部和外部的温度大致相同。在较高温度下,内部温度变得高于外部温度,这表明存在额外的热量。

在约1100℃的温度下,余热工作持续了一个多小时。量热法表明,在约850 W(COP = 2.5)的输入电功率下释放了2100 W的热量。

将五个带有X射线胶片的扁平暗盒安装在设备的外壳上以及量热计轴线的延长线上。曝光时间将近12小时。膜显影后,未检测到对乳剂层的影响。

一组来自莫斯科的研究人员的实验(LenzandCoLab)

燃料(1克预氢化镍+ 0.3克PNA-OT2 Ni级+ 0.07克LiAlH4)装在70毫米长的不锈钢管中,外径为8毫米,内径为4毫米[9]。

激光焊接的M5螺钉用作塞子。热电偶丝被焊接到管子的中间。另一个热电偶测量了管端的温度。加热器由缠绕在陶瓷管上的fe线制成。

加热到1350℃的最高温度持续了超过8小时。达到该温度一个小时后,加热器功率开始下降,反应器温度升高。

在反应堆运行的最后几分钟,温度跃升超过测量极限(1370℃),结果热电偶烧坏,反应堆和加热器被破坏。

在中国北京原子能研究所进行实验

姜松生,中国原子能科学研究院镍氢研究组,北京中国

燃料(20克镍+ 10%LiAlH4)位于一个放置在不锈钢室中的镍槽中[11]。加热器由缠绕在陶瓷管上的镍铬合金线制成。它由稳定的直流电源供电。加热器被氧化镁隔热材料包围。在三个热电偶中测量温度。其中一个在反应室的表面上,另一个在反应室的表面上,第三个与燃料接触。

该实验在2015年5月4日至8日持续了96个小时。在实验开始时,将反应室排空,然后逐渐加热。 LiAlH4在150-300℃的温度下分解的结果是压力升至4 bar。随后,压力在18小时内降至-0.9 bar。

第二天,当装有燃料的电池内部温度达到950℃,加热器功率为900 W时,温度迅速升高,以致中央热电偶崩溃。电池表面的温度超过1370℃(测量极限),并且变得比电加热器附近的温度高得多,这表明在功率至少为600瓦的反应堆电池中出现了过多的热量。多余的电源保持约6个小时。重新启动后,观察到一部分自我维持机制持续约10分钟。

在2015年11月的类似实验中,观察到当反应堆在关闭外部加热的情况下运行时,该部分持续了约120分钟,在约1300℃的温度下释放了约450 W [16]。

同一位中国研究人员用镍丝进行的实验

该实验与上一个实验的区别在于,代替了Ni + LiAlH4燃料混合物,使用了直径为0.5 mm的镍丝,缠绕在直径为10 mm的不锈钢管上[12]。反应室充满氢气。通过三个热电偶测量温度:在反应室的外表面,与镍丝接触的温度以及在管内的温度。电加热器的功率调节器由来自第一热电偶的信号控制。

在达到约900的温度后逐渐加热的过程中,温度迅速升高,所有三个热电偶的温度均超过测量极限(1000℃)。异常的预热持续了大约80分钟。此后两小时,温度升高约3℃,持续3.5小时。对多余热量的估算在第一个事件中给出的值为240W(1100 kJ),在第二个事件中给出的值为5W(64 kJ)。没有镍丝的对照测量没有检测到任何异常的热释放。实验后,检测到镍丝损坏。电子扫描显微镜的研究表明,导线表面发生了强烈变化。

Andrei Khrishchanovich的实验

缠绕在陶瓷管上的镍丝螺旋位于石英管中[13]。将石英管放在装有自来水的容器中。通过测量水流以及容器入口和出口的温差确定散热。

在以电流加热镍线圈的相同功率下,将填充有氢气的反应器中的散热与填充有空气的反应器中的散热进行了比较。

已经发现,在1巴的氢气压力下,充满氢气的反应器中的热量是在空气中的反应器中的热量的1.5倍,在高达5巴的压力下,是2-2.5倍。

杰夫·莫里斯(Jeff Morris)实验

在该实验中,还使用了置于石英管中的镍螺旋线[17]。与许多其他实验不同,氢气的压力为5托。即使在室温下也记录到明显的氢吸收。

在加热到312、398和498 temperatures的温度期间,盖革计数器记录的计数率与背景值相比呈倍数增加。

关闭加热一小时后,计数率逐渐恢复到背景值。

哈萨克斯坦RSE INP的实验(A.N. Ozernoy,M.F. Vereshchak,I.A. Manakova,I.V. Khromushin)

实验包括测量两个相同质量和形状的不锈钢容器之间的温度差[14]。将燃料放入其中一个(Ni + 10%LiAlH4粉末)中,而另一个保持为空。燃料容器通过电子束焊接密封。将容器放置在可编程真空炉中。

对具有两个空容器的系统进行了对照测试。在环境温度从20到1200℃的整个变化范围内,温差均为零。之后,对装有燃料的容器和空容器进行了实验。在四个小时内,温度从室温线性升高到1200℃。然后在此温度下暴露一个小时,然后关闭炉子并开始冷却,而无需强制冷却。当设定温度时,观察到容器的温差增加。在达到设定温度时,检测到略有下降,但尽管炉温从1200降至600℃,但温差仅降低了10%。

使用两个容器之间的测得温度差,并根据Stefan-Boltzmann定律,考虑到容器材料的黑度,发现该容器在25℃的温度差和1200℃的环境温度下发出约21 W的热能。测试持续时间限制为100小时。所有这些时间,温差约为25℃。根据计算,在测试期间,燃料容器产生的热能超过2 kWh。

实验V.N. Zatelepina和D.S. 巴拉诺瓦实验室“ INLIS”



当暴露于高频放电和高频声振动中时,在不同的温度条件下对数个镍氢反应堆进行了测试[15]。除电加热外,还测试了燃气燃烧器的火焰加热。结论是温度梯度对于引发过量放热的反应是必要的。

研究了关闭外部加热的反应堆的行为。已经发现,在镍氢系统中的某些条件下,温度可能会异常迅速降低。

结论

  • 通常将镍粉和氢化铝锂的混合物分解后形成氢气,用作燃料。燃料质量约为1 g,唯一的例外是中国的第一个实验(20 g)。
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  • , , . 180-200℃ .
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  • . . 1,2 2,7.
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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN393905/


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