CFRL News No. 58 (2004. 10. 20)
Cold Fusion Research Laboratory (Japan) Dr. Hideo Kozima, Director
E-mail address; cf-lab.kozima@nifty.ne.jp
Websites; http://www.geocities.jp/hjrfq930/
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常温核融合現象CFP(The Cold Fusion Phenomenon) は、「背景放射線に曝された、高密度の水素同位体(H and/or D)を含む固体中で起こる、核反応とそれに付随した事象」を現す言葉です。
CFRL News No.58をお送りします。この号では､次の記事を掲載しました。
1.
論文“Cold Fusion Phenomenon and Solid
State-Nuclear Physics”をICCF11で発表します。
2.常温核融合現象（CFP）とFleischmannの仮説
3. S. B. Krivit and N. Winocur, “The Rebirth of Cold Fusion — Real Science, Real Hope, Real Energy” was published。
1. H. Kozima, “Cold
Fusion Phenomenon and Solid State-Nuclear Physics”をICCF11で発表します。
次項でも触れますが、常温核融合現象（CFP）の研究は、応用可能性に引きずられて現象の科学の探求がないがしろにされる傾向が目に付きます。この分野では、限られた特定の事象だけを大きく取り上げて、その説明には科学的精度を多少犠牲にしても許されるような雰囲気が無きにしも非ずだと感じているのが、小生だけではないようです。研究をできるだけ科学的に行い、他の研究分野の成果とリンクさせ、CFPを広く世に受け入れさせるように努力してきたつもりですが、その方向の研究の一つの結果として、この論文を発表します。以下に要約を引用します。本論分は来年出版される予定のProceedingsに掲載されるでしょう。
Since the discovery of the cold fusion phenomenon (CFP) in 1989, it has been steadily developed researches of science of CFP experimentally and theoretically revealing its complex nature; sporadic occurrence of various events including nuclear transmutations (NT) of elements with large mass numbers in compound systems under ambient radiations with qualitative reproducibility. Such typical characteristics of CFP as occurrence of CFP only in fcc (and hcp) transition metal alloys with hydrogen isotopes but not in bcc alloys, the stability effect in NT (H. Kozima, Proc. ICCF10), helium production only in electrolytic systems with lithium electrolyte in heavy water, optimum combinations of [cathode-electrolyte-hydrogen isotope], etc. are investigated quantum mechanically in this work.
It is shown that quantum mechanical states of hydrogen isotopes in transition metals worked out in the physics of transition-metal hydrides have a close relation with appearance of CFP; H in Ni and D in Pd in favor of CFP are related with wave functions of protons (deuterons) in these metals．Quantum-mechanical calculation of the interaction between occluded protons (deuterons) at interstitial sites and neutrons in nuclei at lattice points (lattice nuclei) [1] has shown that neutrons in different lattice nuclei interact strongly each other through the “super-nuclear interaction” mediated by occluded protons (deuterons). Neutrons in excited states with rather extended wave functions are favorable for this interaction. This super-nuclear interaction between neutrons in different lattice nuclei makes possible appearance of neutron bands at around zero-level of energy (the neutron evaporation energy of the lattice nuclei), which induces accumulation of neutrons at surface/boundary layers and formation of cf-matter there. Neutron drops in the so-realized cf-matter induce nuclear reactions in the region observed as CFP very different from those reactions in free space investigated in nuclear physics, hitherto.
[1] H. Kozima, “Quantum Physics of Cold Fusion Phenomenon” Developments in Quantum Physics Researches pp. 167-196, ed. V. Krasnoholovets, Nova Science Publishers, Inc., New York, 2004.
２．常温核融合現象（CFP）とFleischmannの仮説
よく知られているように、常温核融合現象（Cold Fusion Phenomenon）の発見は、１９８９年に発表されたFleischmannとPonsの論文によって、社会に報知されました。[1] Fleischmannが後に述べたところによると、Pdなどの「水素吸蔵合金の中で２個の重水素の融合反応確率が高くなる可能性がある」という仮説が、この研究の動機だったということです。[2] 便宜上、この仮説を「Fleischmannの仮説」と呼ぶことにします。
この１５年余りのCFP研究の歴史は、良かれ悪しかれFleischmannの仮説に甚大な影響を受けてきたと言えるでしょう。この仮説は、天然に豊富に存在する重水素を原料にして、膨大な施設を使わずに、多量のエネルギーを生産することを予想させます。したがって、CFP研究は新しいエネルギー生産技術に直結し、ビジネスとして有望な産業の核となる可能性があります。初期の研究者が応用志向の高い行動パターンに振り回されたのは、この予想の直接の結果で、研究の方向性と質にも大きな影響を与えました。
安易な応用志向が強すぎるときの通例ですが、公平な科学的判断が失われることがあり、科学としての進歩が歪められることがあります。現在に至るまで、CFPの研究には安易な応用可能性の期待と、その方向での社会へのアッピールが蔓延している気配が感じられるというのは、筆者だけの感想ではないようです。蒸気機関の例が端的に示すように、原理がわからなくても、実用化に向けた装置の開発が可能であることは事実ですから、その方向の努力は高く評価すべきです。一方、科学者としては、科学の原理に基づいた理論的な説明を探求するのが使命であることも自明です。
これまでのCFP研究の成果を総括すると、現状は次のように表されるでしょう。
(1) 実験的には、(1-a)Fleischmannの仮定からは予想できない、種々の現象が見つかっています。その中でも「核変換」として分類されている、原子番号の大きな元素が、試料表面で多種多量に生ずる現象は、CFPの本質が単純な重水素融合反応ではないことを明確に示しています。(1-b)当初から問題にされている現象の再現性は、複雑系で起こる現象には当然予想されることで、定性的再現性という概念を導入すると無理なく理解できることです。(1-c)実験系の構造と生成物の関係から、特定の生成物（例えばHe）が生ずるのは特定の組成（Liを含む）の系に集中していることが分かります。この種の関係は、拙著の表１１．２と１１．３に整理してあります。[3] (1-d)現象が起こるための必要条件と十分条件が決定は、未だになされていません。(1-e)水素吸蔵遷移金属合金の物性とCFPの関係を丁寧に研究する必要があることは、最近の論文で指摘し、私なりの試みを提示しました。[4] 次のような実験事実も、現象の本質に関係したことだと思われます。(1-f) Niでの軽水素、Pdでの重水素という組み合わせが、高い確率で現象を引き起こすという基本的な事実があります。 (1-g) 核反応生成物、特に核変換生成物は、試料表面の一部分に局在しています。
(2) 理論的には、(2-a) Leggett and Baym,[5] Ichimaru[6] などの批判をまともに取り扱うこと、(2-b)上に述べた実験事実を含むCFPの全体像を把握できる理論的枠組みを構築することが必要です。(2-c)そうすることによって、他の分野の科学との間に科学的交流が可能となり、健全な研究の発展がなされるでしょう。
参考文献
[1] M. Fleischmann, S. Pons and M. Hawkins, "Electrochemically induced Nuclear Fusion of Deuterium", J. Electroanal. Chem. 261, 301 (1989).
[2] M. Fleischmann, "Cold Fusion: Past, Present and Future", The Best Ever! (Proc. ICCF7), p.119 (April 20 - 23, 1998, Vancouver, Canada), ENECO Inc. Utah, USA, 1998. The abstract of this paper is reproduced in our CFRL website on the following page:
http://www.geocities.jp/hjrfq930/Cfcom/Histry/histry/Flschmnhis.htm
[3] 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.
[4] H. Kozima, Quantum Physics of the Cold Fusion Phenomenon, in Developments in Quantum Physics – 2004, V. Krasnoholovets, ed. Nova Science Publishers, Inc. New York, 2005.
[5] A.J. Leggett and G. Baym, "Exact Upper Bound on Barrier Penetration Probabilities in Many-Body Systems: Application to 'Cold Fusion"', Phys. Rev. Letters, 63, pp. 191-194 (1989).
[6] S. Ichimaru, "Nuclear Fusion in Dense Plasmas", Rev. Mod. Phys., 65, 255-299 (1993).
３． B. Krivit and N. Winocur, “The
Rebirth of Cold Fusion — Real
Science, Real Hope, Real Energy” Pacific Oaks Press, Los
_Angels, CA, 2004 が出版されました。
CFRLニュースNo.56で報じたS.B. Krivit and N. Winocur の The Cold Fusion Report http://www.newenergytimes.com/ が、３００ページあまりの大冊となって出版されました。内容は基本的にReportと変わりませんが、研究の歴史やデータなどが補充されています。タイトルぺージと目次を添付します。
研究者の立場から見ると、項目2 で述べたCFP研究の基本線からは多少応用面に偏りすぎ、実験データの評価に甘いという面はありますが、ニュースNo.56でも述べたように、最新のデータの紹介という面では比較的公平なものと言えるでしょう。もっとも、小生の論文や著書を読んでいないらしい点に限界を感じます。