[논문 리뷰] A model for enhanced fusion reaction in a solid matrix of metal deuterides

K. P. Sinha, A. Meulenberg|ArXiv.org|2009. 01. 16.

Cold Fusion and Nuclear Reactions참고 문헌 9인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 고체 금속 디테리드 매트릭스 내에서 디테리움 원자들이 일차원 체인레트 또는 선결함을 형성하여 전자 쌍의 국소화(로콘)를 가능하게 하며, 이로 인해 국소적 전자-보존 상호작용과 핵 간 반발력의 강한 걸러냄이 발생한다. 이 메커니즘은 표준 추정치를 초월하여 저에너지 D+D- 융합 단면적을 증가시키며, 평형 상태가 아닌 고체상 조건에서 융합 확률이 크게 증가할 것으로 예측한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 고체상 금속 디테리드에서 저에너지 핵융합이 향상될 수 있는 잠재성을 설명하는 것.
• 저에너지에서 디테리움 융합에서 Coulomb 반발력을 극복하는 데 오랫동안 남아 있는 과제를 다루는 것.
• 표준 모델이 예측하는 것보다 낮은 에너지에서 융합을 가능하게 하는 전자 쌍 국소화와 진동 모드 결합을 포함한 물리적 메커니즘을 제안하는 것.
• 디테리티드 물질에서 저에너지 핵반응(LENR)을 위한 이론적 기반을 제공하는 것.

제안 방법

• 고체 금속 디테리드 격자 내에서 일차원 체인레트 또는 선결함 내 디테리움 쌍을 모델링하는 것.
• 종방향-광학 격자 진동(phonon)이 전자 쌍을 디테리움 이온에 국소화시키는 잠재력 역전을 유도하는 역할를 분석하는 것.
• 로콘(Lochons)—디테리움 이온에 결합된 전자 쌍으로 형성된 국소적 전하를 띤 보존으로서의 개념을 도입하여 D+와 D- 이온 간 효과적 인력이 발생함을 나타내는 것.
• 로콘에 의한 강한 전자 걸러냄과 핵 잠재력의 수정을 적용하여 표준 융합 단면적 방정식을 수정하는 것.
• 격자 진동 모드(phonon)를 통해 전자-이온 상호작용을 매개하고 국소화된 전자 쌍을 안정화시키는 것.
• 고체 매트릭스 내 전자 국소화와 걸러냄의 영향을 반영하여 표준 핵반응 단면적 계산을 재수정하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고체상 매트릭스 내 국소화된 전자 쌍이 디테리움 이온 간 Coulomb 장벽을 상당히 감소시킬 수 있는가?
• RQ2 금속 디테리드의 격자 진동(phonon)이 디테리움 쌍 내 전자 쌍 형성과 핵 상호작용에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 전자 국소화(로콘)가 저에너지 D+D- 시스템의 효과적 융합 단면적에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 강한 전자 걸러냄과 인력이 고체상 디테리드에서 발생하는 것을 고려하여 표준 융합 단면적 모델을 수정할 수 있는가?
• RQ5 고체 금속 디테리드 내에서 극도로 높은 온도가 요구되지 않는 채로 저에너지 핵융합을 가능하게 하는 메커니즘이 존재하는가?

주요 결과

• 금속 디테리드 내 일차원 체인레트 또는 선결함의 형성이 디테리움 이온에 전자 쌍을 국소화시켜 로콘을 형성하며, 이는 D+와 D- 이온 간 효과적 인력을 매개한다.
• 진동 모드에 의해 매개되는 잠재력 역전은 강한 전자 국소화를 초래하며, 핵 Coulomb 반발력이 상당히 걸러짐을 의미한다.
• 수정된 단면적 방정식은 표준 추정치에 비해 저에너지에서 D+D- 쌍의 융합 확률이 상당히 증가함을 예측한다.
• 이 모델은 D+D- 및 H+H- 쌍의 저에너지 핵반응(LENR)이 제안된 고체상 조건 하에서 가능할 뿐 아니라 확률적으로 높다는 것을 보여준다.
• 고체 매트릭스 내 격자 진동 모드(phonon)의 존재는 비평형 상태에서 지속되는 전자 쌍 형성과 국소화에 필수적이다.