[論文レビュー] A model for enhanced fusion reaction in a solid matrix of metal deuterides

K. P. Sinha, A. Meulenberg|ArXiv.org|Jan 16, 2009

Cold Fusion and Nuclear Reactions参考文献 9被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、固体金属重水化物格子内の重水素原子が一次元のチェーンレットまたは線状欠陥を形成し、電子対の局在（ロコン）を可能にすることで、局所的な電子・ボソン引力と核間反発の強力なスクリーニングを生じるとするモデルを提案する。このメカニズムにより、標準的な推定値を上回る低エネルギーD+D-核融合断面積が向上し、非平衡状態の固体状態条件下で核融合確率が顕著に増加すると予測される。

ABSTRACT

Our study shows that the cross-section for fusion improves considerably if d-d pairs are located in linear (one-dimensional) chainlets or line defects. Such non-equilibrium defects can exist only in a solid matrix. Further, solids harbor lattice vibrational modes (quanta, phonons) whose longitudinal-optical modes interact strongly with electrons and ions. One such interaction, resulting in potential inversion, causes localization of electron pairs on deuterons. Thus, we have attraction of D+ D- pairs and strong screening of the nuclear repulsion due to these local electron pairs (local charged bosons: acronym, lochons). This attraction and strong coupling permits low-energy deuterons to approach close enough to alter the standard equations used to define nuclear-interaction cross-sections. These altered equations not only predict that low-energy-nuclear reactions (LENR) of D+ D- (and H+ H-) pairs are possible, they predict that they are probable.

研究の動機と目的

• 固体状態における金属重水化物での低エネルギー核融合の可能性を説明すること。
• 低エネルギーでの重水素核融合において、クーロン反発を克服するという長年の課題に取り組むこと。
• 電子対の局在とフォノン結合を含む物理的メカニズムを提案し、標準モデルが予測するよりも低いエネルギーで核融合が可能になることを示すこと。
• 重水素化材料における低エネルギー核反応（LENR）の理論的基盤を提供すること。

提案手法

• 固体金属重水化物格子内における一次元チェーンレットまたは線状欠陥内の重水素対のモデリング。
• 縦型光学フォノンが電子対をデュートリオン上に局在化させるポテンシャル反転を引き起こす役割の分析。
• 『ロコン』—デュートリオンに束縛された電子対から形成される局在した電荷を帯びたボソン—の概念を導入し、D+とD-イオン間の有効な引力を生じること。
• ロコンによる強い電子スクリーニングおよび核ポテンシャルの変更を応用し、標準的な核融合断面積式を修正すること。
• フォノンを介した格子振動モードが電子・イオン相互作用を媒介し、局在した電子対を安定化させること。
• 固体格子内における電子局在およびスクリーニングの効果を組み込むために、標準的な核反応断面積計算を再考すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 固体状態マトリックス内での局在した電子対が、デュートリオン間のクーロン障壁を顕著に低減させ得るか？
• RQ2 金属重水化物の格子フォノンが、重水素対における電子ペアリングおよび核相互作用にどのように影響を与えるか？
• RQ3 電子局在（ロコン）が、低エネルギーD+D-系における有効な核融合断面積に与える影響は何か？
• RQ4 標準的な核融合断面積モデルは、固体状態重水化物における強い電子スクリーニングおよび引力を考慮して修正可能か？
• RQ5 固体金属重水化物内に、極端な高温度を要しない低エネルギー核融合を可能にするメカニズムは存在するか？

主な発見

• 金属重水化物における一次元チェーンレットまたは線状欠陥の形成により、電子対がデュートリオン上に局在化し、ロコンが形成され、D+とD-イオン間の有効な引力が媒介される。
• フォノンを介したポテンシャル反転が強い電子局在を引き起こし、核のクーロン反発が顕著にスクリーニングされる。
• 修正された断面積式は、標準推定値と比較して、低エネルギーでのD+D-対における核融合確率の顕著な増加を予測する。
• 本モデルは、D+D-およびH+H-対の低エネルギー核反応（LENR）が、提案された固体状態条件下では、単なる可能ではなく、実際に起こり得ると示している。
• 固体マトリックス内に存在する格子振動モード（フォノン）は、非平衡状態での電子ペアリングおよび局在を維持するために不可欠である。