CFRL News No. 34 (2002. 4. 10)

　　　　　　　　　　　　　　　　　常温核融合研究所　　　　　　小島英夫

E-mail address; cf-lab.kozima@pdx.edu

Website; http://web.pdx.edu/~pdx00210/

www.mars.dti.ne.jp/~kunihito/cf-lab/index.html

CFRL News (Cold Fusion Research Laboratory News) No. 34 をお届けします。

第34号では､次の記事を掲載しました。

1) 講義ノート “Solid State-Nuclear Physics” (3)

– “捕獲中性子”と原子核の相互作用 –

2) “Isaac Newton’s Model” by J. Bronowskiについて

3) CFRL モデルが宣伝されましたが、キャッチフレーズは今一でした

4) アメリカ物理学会のCold Fusionセッションが開かれました

5) ICCF9（北京）で100以上の論文が発表されます

1. “Solid State-Nuclear Physics”講義ノートから(3)

“捕獲中性子”（中性子滴）と原子核の相互作用 – 反応分岐 –

(1) 中性子滴の形成

　“捕獲中性子”あるいは正のエネルギーを持った（結晶中の原子核に束縛されていない）固体中の熱中性子は、ブロッホ波として振る舞い、エネルギースペクトルにバンド構造が現れます[1]。格子核（結晶格子点にある原子核）の中の中性子は、他方、結晶に吸蔵された水素あるいは重水素核に媒介された相互作用をします[2]。前の場合の、エネルギーが正のバンドは中性子伝導帯と、後の場合の、エネルギーが負のバンドは中性子結合帯と呼ぶことができるでしょう。

　バンド状態の中性子は、境界領域で局所的コヒーレンスを示し、そこで大きな確率密度を持ちます[3]。陽子あるいは重陽子があると、その領域で中性子滴ができる可能性が高くなります[4]。

(2) 中性子の吸収　

既存の核^A_ZXが中性子を吸収して新しい核^A’_Z’X’ が生まれます。

^A_ZX　.⇒ ^A’_Z’X’

2.1 一個の中性子の吸収 A’ = A+1.

2.2 2個の中性子の吸収 A’ = A+2.

2.3 ν個の中性子の吸収 A’ = A+ν (.ν>2).

- - - - -

(3) 新しい核の崩壊

^A’_Z’X　.⇒ ^A’’_Z’’X’ + (^A’’’_Z’’’X” +ν’n)

中性子滴との相互作用があるときには、

3.1 安定化の新しい分岐　励起核^A’_Z’X’*^’_Z’X’* の安定核 ^A’_Z’X’への遷移は、ガンマ線放射による孤立原子核の安定化以外に、他のエネルギー散逸機構が存在します。それは、中性子滴および低密度の背景中性子を通じての結晶全体へのエネルギー散逸です。

3.2 相互作用によって加速されたβ崩壊が起こり(NT_D)、原子番号 Z’が1だけ増えた原子核が生じます。

3.3 相互作用によって加速されたα崩壊が起こり(NT_D)、原子番号Z’が 2､質量数が4だけ少ない原子核が生じます。

3.4 複β崩壊(NT_D)によりZ’が2だけ多い原子核が生じます。.

3.5 3重β崩壊(NT_D)によりZ’が3だけ多い原子核が生じます。.

3.6 相互作用によって加速された核分裂が起こり(NT_F)、A と Zが元の A’とZ’から大きく変化した原子核が数個(ν’)の中性子を伴って生まれますが、生まれた励起状態の原子核は3.1の機構で安定化し、ガンマ線放射は少ないでしょう。

(4) NT_Dによる生成核の質量スペクトル

　1998年に出版した拙著[5]で、Miley et al. [6]の観測したNT_F

の生成核の質量スペクトルを次のように説明しています。

“This table shows the same tendency observed in the branching ratio of fission products of a composite nuclei formed by the n–²³⁵₉₂U absorption reaction known in Neutron Physics that the larger the difference of masses of product nuclei is, the larger the branching ratio of the fission reaction is, although this fact is not explained yet. It is interesting to notice the same tendency is seen in the curious event, the nuclear transmutation by fission, in the cold fusion phenomenon.” ([5] p.221. There are misprints in Section 11.12c; Table 9.1 in this section should be read as Table 9.2.)

同じアイデアは、Fisherによってより定量的な質量スペクトルの説明に用いられています[7]。

References

(1) H. Kozima, "Neutron Bands in Solids," J. Phys. Soc. Japan 67, 3310 (1998). And also, Elemental Energy (Cold Fusion) 28, 30 (1998).

(2) H. Kozima, J. Warner and G. Goddard, "Cold Fusion Phenomenon and Atomic Processes in Transition-metal Hydrides and Deuterides" J. New Energy 6-2, 126 (2002).

(3) H. Kozima, K. Kaki and M. Ohta, "Anomalous Phenomenon in Solids Described by the TNCF Model", Fusion Technology 33, 52 (1998).

(4) H. Kozima, "Neutron Drop; Condensation of Neutrons in Metal Hydrides and Deuterides," Fusion Technol. 37, 253 (2000).

(5) H. Kozima, Discovery of the Cold Fusion Phenomenon – Evolution of the Solid State - Nuclear Physics and the Energy Crisis in 21st Century, Ohtake Shuppan KK., Tokyo, Japan, 1998.

(6) G.H. Miley, G. Narne, M.J. Williams, J.A. Patterson, J. Nix, D. Cravens and H. Hora, "Quantitative Observation of Transmutation Products Occurring in Thin-Film Coated Microspheres during Electrolysis", Progress in New Hydrogen Energy (Proc. ICCF6) (1996, Hokkaido, Japan), p.629 (1996). And also Cold Fusion 20, 71 (1996).

(7) J.C. Fisher, "Liquid-Drop Model for Extremely Neutron Rich Nuclei" Fusion Technol. 34, 66 (1998).

2. J. Bronowskiの“Isaac Newton’s Model” (Chapter III of The Common Sense of Science [1])について

J. Bronowski (1908–1974)) はポーランドに生まれ、イギリスで数学教授として長年働き、晩年はアメリカで過ごした数学者、生命科学者、哲学者です。

　ニュートンのプリンキピアThe Principia [2] は物理学書のなかでもっとも偉大な本ですが、わたしは通読したことがありません。学生時代に神田の古本屋で戦前の世界思想全集の一冊を買って、今でも書棚にあると思いますが、気になる本の一冊に留まっています。

　最近、ブロノフスキーのエッセイ｢科学の常識｣ The Common Sense of Science [1]に古本屋で出会い、その一章｢ニュートンのモデル｣に気がつきました。ニュートンの記述には不完全なところがあることは、前から思っていて、大学での講義｢物理入門｣でも学生に最初の数ページを読ませ、考えさせました。そのことを先ず説明します。

. “Definition 1. Quantity of matter is a measure of matter that arises from its density and volume jointly.” ([2] p.403)

この文章は、物体の密度と体積density and volume of matterが質量the quantity of matter (or mass)と独立に定義されていないと意味がありません。

この定義に続いて、質量“this quantity”の実質的な定義がなされています。

“Furthermore, I mean this quantity whenever I use the term “body” or “mass” in the following pages. It can always be known from a body’s weight, for – by making very accurate experiments with pendulums – I have found it to be proportional to the weight, as will be shown below.” ([2] p.404)

この説明は、ニュートンの質量が現代用語でいう重力質量であることを示しています。つまり、ニュートンは意識せずに慣性質量と重力質量の同等性を仮定していたことになります。アインスタインの一般相対性理論では、この同等性が等価原理という形で一般化されて理論の基礎原理となっていることは良く知られています。

　この解釈は、定義2および法則2ともなじみます。

Definition 2. Quantity of motion is a measure of motion that arises from the velocity and the quantity of matter jointly. ([2] p.404)

Law 2. A change in motion is proportional to the motive force impressed and takes place along the straight line in which that force is impressed. ([2] p.416)

　ブロノフスキーの本の第III章の表題 “Isaac Newton’s Model”を見たとき、ここでモデルと言っているのが何を意味するのか、すぐには理解できませんでした。ブロノフスキーの言うニュートンのin The Principiaにおけるモデルとは何かを、見てみましょう。

　The Common Sense of Scienceの第III章で、ブロノフスキーは科学の定式化に際してのモデルの重要性を強調しています。私がボーアの原子モデルについて再三論じてきたことはご存知でしょうが、ニュートンのモデルについてのブロノフスキーの意見も傾聴に値します。

　ニュートン自身、The Principiaで彼の｢モデル｣について次のように言っています。

“. . . The circular motions of bodies about their own centers also generally arise from reflections of this sort. But I do not consider such cases in what follows, and it would be too tedious to demonstrate everything relating to this subject.” ([2] p.421)

つまり、物体の自転を無視することによってニュートンは現代語でいう｢質点｣を取り扱うことができ、地上の物体の運動から天体の運行までを計算することができたのです。この場合も、ニュートンは物体“bodies”という言葉を使い続けていますが、上に引用した文章で断っているように、それは質点となった物体です。

　ブロノフスキーはこの点に着目し、次のように書いています。

“But it is at the next step that the break really comes. What Newton did now was to suppose that the general rules which fair-sized masses seem to obey are true of every piece of matter, whatever its kind or its size. And having decided to try this thought, he made himself a new world of his own, which he built up from minute pieces of matter each following the same laws or axioms.” ([1] p.33 – 34)

“He [Newton] supposed that everything in the world is assembled from small particles. He never defined these particles, and are have come to think of them as the atoms of Democritus and the poet Lucretius. Newton did not say this, and I am not sure that he believed it . . .” ([1] p.34)

“.. . There are two other [than the notion of cause] changes which to my mind are more important. One is the change from the world of will to the world of machine. The other is the change on which I have laid greater stress, from a world of hierarchies to the modeled world of Newton which is build upon a substratum of undefined particles and simple laws, yet which clocks in triumphantly at each revolution upon the orbits of the real world. This notion of cause is an essential cement within both these, within the machine and within the model. But it is not the fundamental notion. It can be replaced by other cements. And if it is not replaced at the right time, it can bring the machine and the model themselves to a standstill. This has been so historically and is apparent in the problems in science and outside it today. . . .” ([1] p.40) (括弧[]内の挿入句と太字は引用に際しての追加)

　上に引用した文章の最後の段落で、ブロノフスキーは彼の考察を物理学の外へ拡張しています。科学的な理性にもとづく思考は、専門領域に限られるべきものではなく､地球社会を動的で持続可能な社会的・エコロジー的系として維持することを可能とする鍵を握っているのは人間のこの能力でしょう。

　われわれは古い思考枠に囚われがちですが、新しい事態に直面したときにはためらうことなく新しい思考枠を模索し、それを自分のものとする革新性をもつべきなのです。

(1) J. Bronowski, The Common Sense of Science, Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, USA, 1978,

(2) Isaac Newton, The Principia – Mathematical Principles of Natural Philosophy, translated by I. Bernard Cohen and A. Whitman, University of California Press, Berkeley, California, USA, 1999.

3. CFRL Model, Kindly Advertised but with Obsolete　Catchphrases

　前号No.33の第二論文を書いたとき、A.C.の手紙の不必要な部分は省略しました。驚いたことに、｢A.C.は俺だ｣と名乗りをあげた人間が現れ、不完全な引用に難癖をつけて手紙原文を多くの読者に送ったようです。

　省略の理由は、紙面の節約のほかに、それが引用の価値のないものであることだったのですが、少し説明を加えておきます。

　拙著“Discovery” (1998, 日本語原著1997) 11.14節｢残った問題｣で説明したように、仮定に基づくモデルの結論は新しい問題を具体化して提起します。ここ数年間の我々の課題は、その問題を量子力学的に解決することであり、その方向での研究成果は中性子結合帯neutron valence bandsとして結実しつつあることは、いくつかの論文およびNewsでの報告でご承知のことと思います(Cf. News No.33, Article 1、News No.34, Article 1)。下記Websiteに11.14節は収録されています。

http://web.pdx.edu/~pdx00210/Books/Discovery/chap11.htm)

　これらの問題をA.C.は新発見であるかのように取り上げて多少の解説を加え、TNCFモデルの宣伝につかってくれたのですが、本質を理解しない彼の結論はまったく逆向きで､科学の最前線における研究についての無知をさらけ出しています。

この10年間に､私の講義Solid State-Nuclear Physicsを聴講した日本とアメリカの学生は、学部学生が約40人、大学院学生が約20人です。私の講義で強調していることは、実験事実、実験事実に裏付けられた仮定に基づく作業仮説およびモデルの役割、基本原理に基づく理論の、それぞれの役割を正確に認識し、常温核融合現象の現段階でのそれぞれの意味を把握することです。

学部学生を含めてすべての学生が、科学のフロンティアにおけるモデルの役割と作業仮説の機能を正確に把握しています。卒業研究をした学部学生、修士課程を終えた大学院学生のうち10人近くが常温核融合やそれに関連した分野で働いています。常温核融合現象は科学の最前線での研究の特徴を学ぶのに最適の分野の一つです。

実験事実を認めない人間には、その事実は無意味で、それに基づくモデルにクレームをつけることになるでしょう。われわれはこれまでも多くのそのような人間に出会っています。実験事実を認めることから研究は始まるので、その意味を明らかにするために、さらに実験を重ね、あるいはモデルを考えて解析し、あるいは理論的に説明しようとすることになります。ときに、事実が既成の枠に収まりきらないときがあり、新しい枠−新しい科学−の誕生をもたらします。

常温核融合現象がどの程度に現代科学の枠組みを変えるのかは、まだ分かっていません。量子力学を覆す新しい枠を見つける試み、新しい粒子を見つける試み、既存の粒子の新しい相互作用を考える試み、などなど、多くの試みがなされているのが現状です。メダワーゾーンの中のまじめな研究者とその外であら捜しをする無責任な批判者の本質的な差は、実験事実を信用するか、しないかです。A.C.の手紙は、このことを明瞭に示しています。愚かな批判者も、ときに科学に関する無知の標本としての役にはたつようです。

4. アメリカ物理学会(APS)の3月分科会が開かれました

　3月22日にインヂアナ州インヂアナポリスでAPSの3月分科会が開かれ、Cold Fusion分科で下記の14の講演が発表されました。概要は次のWebsiteに掲載されています。

http://www.aps.org/meet/MAR02/baps/abs/S7810.html

08:00 W21.001 Quantum Delocalized Interfacial Deuterium as Cold Fusion Heat Source Talbot Chubb

08:12 W21.002 Progress on the SRI/ENEA Collaboration to Investigate Gaseous D2/Pd Nuclear Effects Michael C.H. McKubre, Francis L. Tanzella, Paolo Tripodi, Vittorio Violante

08:24 W21.003 the Impact of Heavy Water (D₂O) Doping Mitchell Swartz

08:36 W21.004 The Elevation of Boiling Points in H₂O and D₂O Electrolytes

M.H. Miles, H.D. Arman, J.D. Carrick, C.K. Gren, K.A. Haggerty, H.Y. Kim, A.G. Ky, J.E. Markham, C.F. Meeks, D.E. Noga

08:48 W21.005 In-situ Long-range Alpha Particles and X-ray Detection for Thin-film Pd Cathodes During Electrolysis in Li₂SO₄/H₂O A.G. Lipson, A.S. Roussetski, C.H. Castano, Kim S-O., G.H. Miley

09:00 W21.006 Thermal Measurement during Electrolysis of Pd-Ni Thin-film Cathodes in Li₂SO₄/H₂O Solution C.H. Castano, A.G. Lipson, Kim S-O., G.H. Miley

09:12 W21.007 Preparation of Pd-Ni Thin-film Electrodes using Magnetron Sputtering S.-O. Kim, C.H. Castano, A.G. Lipson, N. Luo, G.H. Miley

09:24 W21.008 Sub-surface Separation of Pd Isotopes in Cold-worked Palladium Foils as a Result of Deuterium Loading E.I. Saunin, A.G. Lipson, G.H. Miley, V.I. Savenko

09:36 W21.009 Resistance Measurement of Sputtered Pd Thin-films During Electrolysis N. Luo, C.H. Castano, Kim S-O., A.G. Lipson, T.H. Woo, G.H. Miley

09:48 W21.010 Thermal and Pressure Gradients in the Polarized Pd/D System J. Dea, P.A. Mosier-Boss, S. Szpak

10:00 W21.011 Finding the Missing gamma　in D+D　→ ⁴He Cold Fusion Excess Heat Scott Chubb

10:12 W21.012 Evidence for D+D → ⁴He Without High Energy Particles via Cavitation Roger Stringham

10:24 W21.013 Progress Toward a Sono-fusion Demonstration Device Kenneth Rauen, Eugene Mallove

10:36 W21.014 Extracting Compact dd State Energies from the Kasagi Experiment Peter Hagelstein

5. ICCF9に100以上の研究発表が予定されています

大会委員長のProf. X.Z. Liが送ってくれたメールによると、ICCF9 (May 19 to 24, 2002 in Beijing, China) では、100以上の研究発表が予定されています。

　下にメールの一部を引用します。

“We have made progress in both academic and cultural parts of ICCF9.

We have more than 134 pre-registrations, and 102 abstracts submitted.

The International Advisory Committee has selected more than 26 abstracts for the Oral presentation in the plenary session. We will keep the tradition of

3 minute oral presentation per poster, and we will keep also the ICCF5 mode to give all the oral presentations a space in the poster session in order to have more communications.” (March 1, 2002)

イタリアのLericiで開かれたICCF8以来のほぼ２年間に得られた研究成果に出会うことができると思うと、期待に胸が膨らむのは私だけではないでしょう。ICCF9のウェブサイトを記しておきます。

http://iccf9.global.tsinghua.edu.cn/