Studená fúze -- Slunce v lahvi

Na žádné jiné vědecké úsilí se nevyplýtvalo tolik talentu, peněz a nepromarnilo se tolik let vytrvalého úsilí jako snaha naučit se využívat energii, která způsobuje, že svítí Slunce. Miliardy liber (a dolarů, rublů a jenů), více než čtyři dekády výzkumu a kariéry tisíců fyziků byly utraceny na výzkum jaderného reaktoru, který bude generovat neomezené množství energie na základě fúze atomů vodíku. Ještě dnes existuje řada šedovlasých profesorů, kteří s napjatými tvářemi soustředěně zírají na rovnice, jež poprvé spatřili svýma jasnýma, dychtivýma očima ve 40. a 50. letech (20. století). Půjdou do důchodu se svými sny o levné, bezpečné energii z fúze, která je stále v nedohlednu. Protože překážky na jejich cestě jsou nyní obrovské a navždy zůstanou.

Fúze je proces, který probíhá v nitru Slunce, kde při teplotě milionů stupňů jsou stlačovány atomy vodíku elementárními silami, aby vytvořily hélium a v termojaderné reakci uvolnily obrovské množství energie. To není obtížné. Potom si představte, jak lidé, kteří investovali své talenty a životy úsilí zkrotit tyto síly, budou reagovat, když jim řeknete, že fúzi je možné uskutečnit ve sklenici od kompotu při pokojové teplotě.

Vědecký svět byl šokován, když v březnu 1989 profesor Martin Fleischmann z Southampton University a jeho bývalý student, profesor Stanley Pons z univerzity v Utahu, uspořádali tiskovou konferenci, na níž společně oznámili objev ‘studené fúze‘ – produkce použitelného množství energie pomocí něčeho, co vypadalo jako jaderný proces, probíhající ve sklenici vody při pokojové teplotě.

Fleischmann a Pons nedůvěřivým novinářům na tiskové konferenci řekli, že nechali protékat elektrický proud párem elektrod, vyrobených z drahých kovů – jedna byla z platiny, druhá z palladia – které byly ponořeny do skleněné nádoby s těžkou vodou, v níž byly rozpuštěny soli lithia. Tvrdili, že tato velmi jednoduchá sestava produkuje tepelnou energii čtyřikrát až pětkrát větší než elektrická energie, kterou bylo zařízení napájeno. Žádná čistě chemická reakce nemůže produkovat takové množství tepla, takže, řekli vědci, to musí být jaderná fúze.

Oba vědci jsou vynikajícími odborníky ve svém oboru, kterým je elektrochemie. Ale uspořádáním tiskové konference porušili tradiční postup, s jakým se oznamují hlavní vědecké objevy tohoto druhu. Obvyklým postupem je odevzdání vědeckého článku do časopisu Nature, který jej předloží kvalifikovaným arbitrům. Kdyby vědečtí kolegové těchto dvou chemiků zjistili, že jejich práce je akceptovatelná, Nature by ji publikoval a oni by byli uznáni, že mají prvenství v tomto objevu a – kdyby vše šlo dobře – byly by přiděleny peníze výzkum, aby mohly být jejich výsledky zopakovány a prováděn další výzkum.

Avšak oba vědci si uvědomovali jisté nesnáze. Za prvé, jejich práci by nezkoumali kolegové z jejich oboru, protože tento objev byl pro elektrochemiky neznámým územím, stejně jako pro kohokoli jiného. Jejich objev by pravděpodobně zkoumali převážně jaderní fyzici – muži, kteří zešedivěli ve službách ‘horké’ fúze. To by bylo jako požádat Swiftovy „obry“, aby objektivně komentovali práci „liliputánů“.

Ne proto, že by nebylo možné věřit v nestrannost fyziků „horké fúze“ nebo proto, že by nebyli schopni přijmout experimentální fakta, ale spíš proto, že přicházeli z výzkumného prostředí, které jim dávalo zcela odlišnou perspektivu.

Navzdory experimentálním obtížím, byla zanedlouho hlášena potvrzení experimentu. První zpráva, která oznamovala přebytek energie, přišla z Texasské univerzity a z Univerzity Brighama Younga. V obou případech byl pozorován přebytek tepla a měřitelný tok neutronů. Profesor Steve Jones z BYU řekl, že jeho tým produkoval podobné výsledky již od roku 1985, ale že zisk energie byl příliš malý na to, aby byl použitelný jako zdroj energie. Jeden měsíc po oznámení prvních potvrzení experimentu od hlavní výzkumné instituce, přišlo oznámení profesora Roberta Hugginse z kalifornské Stanfordovy univerzity, že duplikoval článek Fleischmanna-Ponse proti kontrolnímu článku, obsahujícímu obyčejnou vodu a získal z něho o 50 procent víc energie než mu dodal ve formě elektřiny. Hugginsova zpráva si získala obzvláště velkou pozornost, protože své dvě reakční nádoby umístil do červené plastové piknikové chladicí nádoby, aby udržel konstantní teplotu. Tento experiment provedený na kuchyňském stole ještě více posílil vzrůstající znepokojení odborníků na horkou fúzi, kteří pro svůj výzkum potřebovali stroje za miliardy dolarů.

V té době, v dubnu 1989, American Chemical Association uspořádala každoroční konferenci v Dallasu, na níž mohl Pons uvést mnoho podrobností o experimentu svým kolegům – chemikům. Výstupní výkon článku byl více než 60 wattů na kubický centimetr v palladiu. To je srovnatelný výkon s palivovými tyčemi v konvenčním jaderném štěpném reaktoru. Poté, co článek, napájený baterií, pracoval 10 hodin, kdy produkoval několik wattů, Pons detekoval paprsky gama, které lze očekávat u fúzní reakce. Když zdroj vypnul, paprsky gama zmizely. Pons také delegátům řekl, že v článku našel tritium, což je další známku toho, že šlo o fúzní reakci.

Pons odhadoval, že článek dával 10,000 neutronů za sekundu. To je mnohonásobně víc než je úroveň přirozené radioaktivity, ale je to milionkrát nebo miliardkrát méně než je úroveň neutronové emise, kterou je možné očekávat u fúzní reakce – což je záhada, která se pro Fleischmanna a Ponse stala kamenem úrazu pro uznání jejich fenoménu jako fúzní reakce konvenčními vědci.

To bylo možná největší překážkou uznání studené fúze. Desítky organizací po celém světě aktivně pracovaly na zopakování studené fúze ve svých laboratořích a přes mnoho hlášených obtíží, slušný počet z nich hlásil úspěch. A na konci dubna Fleischmann a Pons stáli před výborem pro vesmír a technologii amerického Domu vědy a žádali o 25 milionů dolarů na financování centra pro výzkum studené fúze při univerzitě v Utahu.

Potom věci začaly jít špatně. Nejmenovaný mluvčí výzkumné laboratoře Hanwell – což je dům institucionálního jaderného výzkumu v Británii – novinám Daily Telegraph řekl, že ‘ani v nejmenším se nám nepodařilo zopakovat výsledky dle tvrzení pánů Martina Fleischmanna a Stanleye Ponse. Ze ostatních laboratoří po celém světě, které se pokoušely zopakovat výsledky Fleischmanna-Ponse, všechny, až na jednu, připustily, že buď jejich zařízení nebo měření bylo chybné.’

‘Věříme, že naše experimenty jsou prováděny pečlivěji než experimenty v jiných laboratořích. To je možná důvod, proč jsme nebyli schopni pozorovat více energie na výstupu experimentu než kolik jí bylo vloženo na vstup.’

Na konci května titulky obecného a vědeckého tisku začaly nést slova jako ‘vadná myšlenka’, když všechny zastánce myšlenky studené fúze zasáhla největší rána. Dr. Richard Petrasso z Plasma Fusion Centre nejprestižnějšího Massachusetts Institute of Technology představil výsledky řady intenzivních výzkumů experimentu Fleischmanna-Ponse. Stěžejní data, předložená těmito dvěma muži, řekl Petrasso, byla pravděpodobně ‘porucha’. Veškeré paprsky gama se ve Fleischmannově-Ponsově experimentu možná vůbec nevyskytovaly.

‘Nemůžeme poskytnout jiné pravděpodobné vysvětlení tohoto jevu než to, že se možná jedná o chybu přístroje, která nemá s paprsky gama nic společného,’ řekl stejným novinářům, kteří rojili kolem Fleischmanna a Ponse o pouhých několik měsíců dříve. Dr. Ronald Parker, ředitel Centa plazmové fúze při MIT, řekl: ‘Prohlašujeme, že jejich neutronová emise byla níže, než se domnívali, že je, včetně možnosti, že nebyla vůbec žádná.’

Čili do dvou měsíců po jejím oficiálním oznámení, studená fúze dostala osudnou ránu od dvou nejprestižnějších světových center jaderného výzkumu, každé z nich dostávající miliony liber ročně na financování výzkumu horké fúze.

Mírou úspěchu MIT, s nímž zabila studenou fúzi, je, že dodnes americké ministerstvo energetiky odmítá financovat jakýkoli výzkum na tomto poli, zatímco americký patentový úřad se opírá o zprávu MIT a odmítá všechny patenty, týkající se procesů studené fúze, přestože jich byly stovky podány.

Kdyby dr. Parker tam nepronesl svůj výrok, je pravděpodobné, že by svět nikdy opět neslyšel o studené fúzi – nebo do té doby, dokud by nedorostla nová generace vědců. Ale povzbuzen úspěchem při likvidaci potenciálního rivala MIT, rozhodl se jít dál a otevřeně obvinit Fleischmanna a Ponse z možného vědeckého podvodu.

Podle dr. Eugena Mallove, který pracoval jako hlavní vědecký redaktor tiskové kanceláře MIT, Parker zařídil napsání článku pro Boston Herald, v němž zaútočil na Ponse a Fleischmanna. Článek obsahoval obvinění z možného podvodu a ‘vědeckého braku’ a způsobil značný povyk v tomto měste na východním pobřeží. Když Parker viděl své obvinění černé na bílém a rozruch, který článek způsobil, snažil se ze situace vycouvat a nařídil tiskové kanceláři MIT, aby obvinila novináře Nicka Tale, který článek psal, z nesprávné interpretace jeho slov a popřel, že hovořil o podvodu. Naneštěstí pro Parkera byl Tale schopen poskytnout magnetofonovou kazetu se svým ineterview, která ukázala, že Parker slovo ‘podvod’ použil několikrát.

Lidem uvnitř MIT začalo být zřejmé, že výzkumná zpráva, kterou Parker a Petrasso tak podrobně poskytli tisku, nebyla tím, čím se zdála být. Že někteří z těch, kteří pracovali v Centru pro fúzi plazmy při MIT, se angažovali v záměrné politice zesměšňování studené fúze a že aby toho dosáhli – téměř neuvěřitelně – překroutili výsledky svého vlastního výzkumu.

Studie MIT, oznámená Parkerem a Petrassem, obsahovala dvě sady grafů. První sada grafů ukazovala výsledky kopie článku Fleischmanna-Ponse a skutečně zobrazovaly nevysvětlitelné množství tepla, které bylo větší než vstup elektrické energie. Druhá sada grafů ukazovala výsledky kontrolního experimentu, v něm byly použity elektrody přesně stejného typu, ale byly umístěny do obyčejné ‘lehké’ vody – v podstatě se nelišila od vody z kohoutku. Výsledky kontrolního článku byly pochopitelně nulové – je-li studená fúze vůbec možná, je myslitelná ve sklenici plné deuteria, ale ne ve sklenici s obyčejnou vodou. Jakékoli aktivity zde, podle současné teorie, by naznačovaly nějaký chemický, nikoli jaderný, proces.

Ale výsledky MIT ukázaly naprosto shodnou křivku u fúzního článku jako u kontrolního článku. Byla to identická povaha těchto dvou sad výsledků, co pro tisk a vědeckou komunitu graficky zobrazovalo bezpodstatnost tvrzení Fleischmanna a Ponse a ospravedlňovalo tvrzení MIT, že se jim nepodařilo reprodukovat experiment se studenou fúzí. Byly to tyto obrázky, které byly později použity ministerstvem energetiky k odmítnutí financování výzkumu studené fúze a patentovým úřadem k odmítání udělovat na ni patenty. Byly to tyto obrázky, jež byly po celém světě použity k umlčení stoupenců studené fúze.

Ale zasvěcenci v MIT, jako dr. Gene Mallove, věděli, že grafy byly ve skutečnosti zfalšovány. Je obvyklé, že se s experimentálními daty manipuluje, obvykle pomocí počítače, aby se kompenzovaly známé faktory. Nikdo by nebyl překvapen, kdyby se dozvěděl, že MIT provedl legitimní ‘redukci dat’. Oni však provedli selektivní posun dat, získaných z kontrolního experimentu s obyčejnou vodou, aby vypadala stejně jako výstup z fúzního článku.

Když toto křiklavé zfalšování výsledků vyšlo na veřejnost, MIT se dostal pod palbu kritiky z mnoha stran, včetně od členů vlastního personálu. Gene Mallove oznámil svou rezignaci na veřejné konferenci a odevzdal MIT dopis, v němž jej obvinil z falšování experimentálních poznatků jednoduše proto, aby mohli zavrhnout studenou fúzi. Ve vědeckých časopisech bylo publikováno množství vědeckých prací, které v srpnu 1992 kulminovaly v práci Fusion Facts od Dr. Mitchella Swartze, v níž došel k závěru, že „To, co představuje ‘redukci dat’, je něco, co ne vždy otevírá vědeckou debatu. Aplikace dolního filtru na elektrický signál nebo vyříznutí poloviny hologramu je řádnou redukcí dat, ale asymetrický posun jedné křivky z párové sady pravděpodobně ne. Odstranění ustálené složky signálu také není klasickou redukcí dat.“

Ve zdrženlivém a diplomatickém jazyce vědeckých publikací se toto vyjádření blíží obvinění kolegy z falšování výsledků měření, aby mohlo být dosaženo žádoucího závěru.

Obléhaný a pod palbou ze všech stran (s výjimkou ostatních velkých laboratoří, zabývajících se horkou fúzí, které se jednoduše staly neviditelnými a neslyšitelnými) se MIT vzdal. Přidal pečlivě vypracovaný technický dodatek k původní studii, rozebírající jemnější body analýzy chyb v kalorimetrii. Také opravil předchozí zjištění ‘není možné reprodukovat experiment Fleischmanna-Ponse’ na ‘málo citlivý pro potvrzení’ – což je poněkud jiný šálek kávy.

Přestože byl MIT ‘chycen na švestkách’, byl to jeho původní závěr, co utkvělo v paměti veřejnosti a co se týkalo veřejné politiky. Studená fúze dostala ránu z milosti, když sněmovna vytvořila komisi pro zkoumání studené fúze, v níž hlavní slovo dostali skeptici.

‘Důkaz pro objev nového jaderného procesu, nazývaného studená fúze, není přesvědčivý,' říká její zpráva. ‘Žádné speciální programy na zřízení center pro výzkum studené fúze nebo na podporu nového úsilí pro zjištění studené fúze nejsou opodstatněné.’

V jakém stavu je studená fúze deset let po jejím původním oznámení? Situace dnes je taková, že studená fúze byla experimentálně reprodukována více než stovkou univerzit a komerčních laboratoří v deseti zemích světa. Dr. Michael McKubre a jeho tým na Stanfordském výzkumném institutu říká, že potvrdili výsledky Fleischmanna a Ponse a skutečně říkají, že nyní mohou experimentálně produkovat přebytek tepla na přání. Mnoho dalších hlavních univerzit a komerčních organizací také potvrdilo realitu studené fúze. Americké laboratoře hlásily kladné výsledky, včetně Los Alamos National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory, (tyto dvě výzkumné laboratoře byly úzce zapojeny do vývoje atomové bomby) Naval Research Laboratory, Naval Weapons Centre u China Lake, Naval Ocean Systems Centre a Texas A & M University. Dr. Robert Bush a jeho kolegové na Kalifornském polytechnickém institutu zaznamenali nejvyšší úrovně hustoty výkonu u studené fúze s téměř třemi kilowatty na kubický centimetr. To je 30-krát víc než je hustota výkonu palivových tyčí v typickém jaderném štěpném reaktoru.

Zámořské organizace zahrnují japonskou státní univerzitu na ostrově Hokkaido, státní univerzitu v Osace, Tokijský technologický institut a společnost Telephone and Telegraph. Fleischmann a Pons pracují pro Japonci financovanou Technova Corporation se sídlem ve Francii. Gene Mallove opustil MIT a založil Infinite Energy Magazine. Mitchell Swartz nyní rediguje Cold Fusion Times.

Stejně osvětlující byly poznámky profesora Johna Huizengy, který byl jedním z předsedajících na panelové diskuzi amerického ministerstva energetiky o studené fúzi a který se staví proti realitě tohoto procesu. V nové knize o tomto tématu profesor Huizenga poznamenal, že ‘Světové vědecké instituce promrhaly 50 až 100 milionů dolarů na myšlenku, která byla od začátku absurdní.’

Otázkou je, jaký je hlavní důvod odmítnutí studené fúze. Profesor Huizenga nám říká: ‘Je zřídka pravda, pokud vůbec, že je výhodné ve vědě přejít k nové disciplíně bez vybudování důkladných základů tohoto pole.’

Když uvážíme, že jedinou funkcí jeho výboru bylo doporučit, zda by měly nebo neměly být dány peníze na zcela novou oblast elektrochemie a že tento výrok je jedním z hlavních důvodů pro rozhodnutí neinvestovat do takového výzkumu peníze, jeho prohlášení nabývá téměř kafkovské kvality. Je nemoudré investovat peníze na výzkum nové oblasti, pokud nejsou položeny její solidní teoretické základy? Jak mohl někdo vůbec dostat peníze od výboru profesora Huizengy? Prokázáním, že o dané oblasti ví téměř vše, co se o ní dá zjistit?

Mnohem racionálnější je přístup dr. Edmunda Stormse, bývalého zaměstnance jaderné výzkumné laboratoře v Los Alamos, který řekl, „Věda roste soutěžením mezi dvěma možnostmi. Jedna je založena na velmi nedokonalé představivosti pro nové možnosti. Druhá je založena na vyzkoušeném pochopení našeho světa, na němž se všichni shodneme. Každá má svou roli ve vývoji intelektu a jeho posilování. Aby však tato soutěž mohla dokonale fungovat, jejich vztah musí být založen na vzájemném respektu, jako je tomu u všech vztahů. Tento respekt vede k otázkám, nikoli prohlášením, k diskuzi, ne ke konfliktu a k hledání vzájemně uspokojivého cíle, ne k svévolnému závěru. V partnerství se studenou fúzí tyto požadavky nejsou splněny a výsledkem je manželství na kamení.“

Celý příběh o studené fúzi si můžete přečíst na stránkách Alternative Science. Studená fúze je dokonalý exemplář „alternativní vědy“. Běží zcela proti intuitivnímu vysvětlení, produkovanému přijatým moudrem fyziky; byla objevena ‘outsidery’ bez zkušeností nebo s osvědčením pro výzkum fúze; samotná její existence je vehementně popírána, přestože ji Fleischnann a Pons demonstrovali ve sklenici s vodou světovému tisku a televizím; a je nevysvětlitelná pomocí současné teorie: znamená to roztrhat část silniční mapy vědy a začít od nuly.

Zdroj: http://www.alternativescience.com/cold_fusion.htm

Přeložil Ladislav Kopecký