You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
- 1 -<br />
ást <strong>II</strong>.<br />
edpoklady<br />
h stvoil hmotu, ale povrch vytvoil ábel<br />
Jaký druh fyzikálního procesu probíhá uvnit plazmy Jedinenou a velmi pekvapivou vlastností<br />
této zvláštní technologie je, že hlavní jevy probíhají souasn nejmén na tyech rzných úrovních<br />
velikosti a asové škály, v rozsahu 12 ád.<br />
Tyto úrovn jsou následující:<br />
Makroskopická – inženýrská úrove<br />
Složité oscilace plazmy na rzných frekvencích jsou v rozmezí ád jednotek Hz až GHz. Proto<br />
vlnové délky akustických oscilací jsou od centimetr až po submikrony. Když je plazma filmována<br />
vysokorychlostní kamerou, jsou rzné oblasti oscilací viditelné pouhým okem. Na nkterých<br />
filmech mžeme vidt oscilující sférické „šachovnice“ s oblastmi pohybujícími se ve fázi a<br />
v protifázi s podoblastmi pravidelné velikosti jako povrch oloupaného pomerane. Prachová plazma<br />
jako celek je považována za elektricky neutrální s výjimkou jejího povrchu.<br />
Jsou zde zdánliv podobné rozdíly v teplotách lokální plazmy pro rzné složky. Elektrony plazmy,<br />
urychlené mechanismem vnjšího pole, mohou dosáhnout rychlosti svtla, takže mohou proniknout<br />
hluboko do ástice prachu a vytvoit obrovskou hustotu náboje, kterou nelze vidt u kteréhokoli<br />
jiného technického zaízení.<br />
Urychlení dokonce i kladného iontu mže pekroit urychlení erné díry za horizontem události<br />
vlivem masivního záporného náboje prachové ástice. Ale neutrální atomy blízko chladné stny<br />
akustického rezonátoru mají rychlost mírnou, obvyklých hodnot jako kterékoli jiné technické<br />
zaízení (jako nap. svaovací hoák).<br />
Rozsah mikrometr<br />
Toto je úrove interakce nanoástic uhlíku s jejich okolním prostedím. Plazma v tomto rozsahu již<br />
není elektricky neutrální. Nelineární Debyeho délka je charakteristická vzdálenost interakcí<br />
prachové plazmy.<br />
Prachové ástice jsou zpoátku mikronové velikosti, ale v dob, kdy plazma dosáhne pracovní<br />
teplotu, jsou rozbity do velikostí nanometr vypaováním, kondenzací, krystalizací, erozí a<br />
Maxwellovým naptím (nebo také tlakem, v orig. Maxwell stress, pp), psobícím vlivem<br />
odpuzování elektron, akumulovaných v ásticích prachu. Nacházejí se zde malé „fullereny“ a<br />
sekce nanotrubiek, protože tyto ástice projdou dokonce i velmi jemnými filtry.<br />
zte, že bez jemného nanoprachu správné velikosti a tvaru, nedojde k žádanému efektu.<br />
(Plazmové leptání nebo bombardování ionty také vytváí takové malé ástice, jako asto proklínaný<br />
vedlejší efekt výroby polovodiových ip a iontové implantace, ale u kemíku.) Pravidelné<br />
vlastnosti této prachové krystalové mížky nebo tekutiny se zdají být podstatné pro úspch. Tato<br />
ížka mže pizpsobit pné, podélné a dokonce torzní oscilace a mže je zesílit pomocí<br />
rezonanních efekt. Zjednodušený nákres „prachové akustické rezonance“ nebo prachové<br />
akustické vlny je zobrazen na obr. 3/a a 3/b. Charakteristickým rysem této vlny je, že tžké
- 2 -<br />
nanoástice uhlíku jsou relativn nehybné, zatímco elektronový mrak je pohyblivý. Elektronový<br />
mrak je pohánn áste vnjším elektrickým polem pných vln magnetronu a<br />
samoorganizujícími se oscilacemi plazmy. Kladný iontový mrak (hlavn N + ), záporný iontový mrak<br />
(hlavn O - ) a záporné ástice uhlíku jsou dominantními „hmotami“ této oscilace. Elastickým<br />
médiem („pružinou“) je elektrostatické pole iont a nanoástic. Tato nelineární oscilace je<br />
charakteristická velkým množstvím rezonanních frekvencí a pouze nkolik z nich je ve slyšitelné<br />
oblasti. Vtšina z nich je v ultrazvukové oblasti (od 20kHz až do nkolika GHz) s pravidelnou<br />
distribucí vrchol rezonanních frekvencí (Tato kvantitativní distribuce je zobrazena na obr. 4 až do<br />
hodnoty 100kHz.)<br />
Obr. 3: Zjednodušené schéma prachové akustické vlny pro dv charakteristické pozice:<br />
Když je elektronový mrak uvnit (3/a) nebo vn (3/b) prachové mížky.<br />
Rozsah nanometr<br />
Dospli jsme do mítek asu a velikostí parametr, kde obvyklá makroskopická pravidla již<br />
neplatí, ale ani na n nelze uplatnit pravidla známá z kvantové mechaniky. Napíklad nanoástice<br />
zlata jsou chemicky reaktivní a vtšina materiál významn mní své fyzikální vlastnosti, jako je<br />
bod tání, elektrická vodivost, magnetické vlastnosti, atd. Povrchové úinky se stávají dominantními<br />
ed úinky mížky nebo krystalové struktury. Již na této úrovni velikostí se objeví zcela<br />
neoekávané kvalitativní a kvantitativní rysy! V tomto mítku velikostí se objevují zvláštní kvazi-<br />
ástice. Mají technicky užitené vlastnosti, které dosud nejsou využívány.
- 3 -<br />
Obr. 4: Charakteristická distribuce akustických amplitud<br />
(v logaritmickém mítku) jako funkce frekvencí (v lineárním mítku)<br />
Na povrchu prachových ástic uvnit plazmy vládne místní svt. Jsou tam málo známé neobvyklé<br />
fenomény, studované jen hrstkou fyzik. Kvazi-ástice jako elektronové „díry“ v krystalu<br />
polovodie, spinony, excitony nebo kvantované fotonové víry, atd. jsou podivné, ale užitené<br />
objekty. Souasn byly také objeveny magnetické monopóly (a nakonec zapomenuty). (Nabitý,<br />
rotující magnetický dipól o mikronové velikosti ozáený svtlem se chová jako dokonalý<br />
kvantovaný magnetický monopól).[3]<br />
Nejstarší a dobe známou kvazi-ásticí je povrchová vlna, která nese energii pomocí kolektivn<br />
organizovaných jednotlivých kapek. Pesto bylo pekvapením v 80. letech 19. století, že tyto<br />
objekty mohou být tém bezeztrátové.<br />
Na rozdíl od magnetických monopól, povrchové a objemové plazmon polaritony nebyly<br />
zapomenuty [4]. Tyto kvazi-ástice se objevují dokonce na nekonených styných plochách<br />
kov/dielektrikum. Vytváejí vlny hustoty elektron nebo elektromagnetické vlny siln vázané<br />
k tomuto rozhraní. Intenzita elektrického pole na tomto rozhraní mže být velmi vysoká. Na malých<br />
vodivých ásticích velikosti nanometr mže být dokonce zesílení rezonanního pole. Velikost<br />
chto ástic je menší než je vlnová délka budícího zdroje. Budícím zdrojem mže být náraz ástice,<br />
optické vlny a úinky blízkého pole. Zvlášt píhodné je záení uprosted infraervené oblasti.<br />
Povrchové plazmonové efekty mohou být významnjší na vodivých ásticích o velikosti nanometr<br />
než na optických úrovních nebo kovových deskách. Dobré vodie jako zlato, stíbro nebo<br />
mnohostnové uhlíkové nanotrubiky, které produkují zetelné efekty zesílení pole, zvlášt<br />
v pítomnosti plazmy, která má zápornou komplexní dielektrickou konstantu.<br />
Vodivé mnohostnové nanotrubiky jsou zhruba tisíckrát lepšími vodii než m nebo stíbro,<br />
jejich pítomnost je nutností. Ty mohou být zcela snadno „vyrobeny“ ve vysokotlaké oscilující<br />
reaktivní plazm [5].
- 4 -<br />
Vlivem zmínného zesílení rezonanního pole, mohou probíhat všechny druhy vysoce<br />
energetických efekt, které tvoí neutrální ástice, jak navrhoval Mills [6].<br />
Hromadn oscilující elektrony mohou interagovat s kladnými ionty, protony, a tak vytváet<br />
neutrony. Tato struktura se dokonale shoduje s modelem, vyvinutým Larsenem a Widomem [7]. Z<br />
chto interakcí se mohou zrodit extrémn chladné neutrony nebo další neutrální kvazi-ástice a<br />
potom reagovat s jakýmkoli jádrem, s nímž pijdou do styku.<br />
Tento proces velmi pravdpodobn není ovládán mocnými silami, ale zdánliv slabými<br />
elektrickými interakcemi. Takže hromadné oscilace povrchových elektron nutn nezpsobují fúzi<br />
silnou interakcí, ale fúzi mže zpsobit zbytek procesu. Takže tato velmi podivná skupina<br />
fenomén je pravdpodobn omezena na povrch nanoástic uhlíku. Naneštstí neexistuje zpsob,<br />
jak pímo pozorovat a posuzovat velmi rychlé reakce na povrchu uhlíkového prachu, ale bez tohoto<br />
prachu nedojde k žádnému efektu. Tento efekt pevládá na vnjší vrstv v rezonátoru, zobrazeném<br />
na obr. 5.<br />
Obr. 5 Schéma viditelné plazmy charakteristické pro pomalý pohyb v akustickém rezonátoru o<br />
prru 10 cm pi píkonu cca 1,5kW<br />
Toto je v podstat neradianí fenomén. Když je hustota vstupního výkonu držena pod prahovou úrovní<br />
plazmy (kolem 1kW/1dl), není detekována žádná radioaktivita. Když se hustota výkonu zvtší, radioaktivní<br />
záení se objeví, nap. mírné Rentgenové záení, záení a<br />
<br />
<br />
Úrove elektron a nukleon<br />
Zde vládnou vícemén známá pravidla kvantové mechaniky nebo QED. Podle našeho názoru silná interakce<br />
a „klasická“ fúze zaínají pevládat v tomto procesu nad jistou hladinou povrchového výkonu ve stední<br />
vrstv. Na pomalu bžícím filmu je vidt jiskení. Amplituda oscilací zejm také závisí na polomru<br />
plazmy, tlaku a teplot. Uprosted plazmy by amplitudy mly být mnohem vtší než u stn akustického<br />
rezonátoru. (Zde mže být nejvtší amplituda sférické stojaté vlny.) Na obrázku 5 jsou znázornny ti vrstvy.
- 5 -<br />
Blízko stedu plazmové koule (prostední vrstva) mže jaderným procesm dominovat nábojové stínní<br />
vlivem enormní povrchové nábojové hustot prachu. Potom odpuzující náboje proton mohou být pekonány<br />
obrovským záporným nábojem ástic uhlíku. Na zpomaleném videozáznamu je jasn vidt náhle se<br />
objevující malé jiskry. Geigerv poíta zaíná cvakat, i když na nízké úrovni. V souasné dob nikdo neví,<br />
co se dje uprosted akustického rezonátoru.<br />
Na obr. 6 jsou zobrazeny tyto souasn probíhající mechanismy jako zesílení pole rezonanním povrchem<br />
polariton (obr. 6/a), pímá objemová polarizace dopadem iontu a elektronu (obr. 6/b) a nábojové stínní<br />
(obr. 6/c), kde vládnou pravidla silné interakce (opt na rzných velikostních úrovních) pi charakteristické<br />
velikosti jádra. Je zejmé, že se ve všech pípadech jedná o hypotetické mechanismy, protože nemohou být<br />
pozorovány pímo.<br />
Obr. 6: Pedpokládáme, že na povrchu nanoástic fungují ti mechanismy<br />
že zde probíhat nkolik „klasických“ fúzních reakcí a další nové typy fúzí zahrnující tžší jádra. Povrch<br />
ástic uhlíkového prachu vytváí jadern aktivní prostedí, použijeme-li slova Ednunda Stormse [8].<br />
Klíovými slovy této nové arény „jadern aktivních“ prostedí jsou: prachová, rezonanní plazma,<br />
nanotechnologie, povrchové a objemové plazmon polaritony, nabíjení elektrony, krystalová plazma,<br />
vybuzení mikrovlnami nebo RF vybuzení. Technicky se jedná o „nejžhavjší“ z proces „studené“ fúze.<br />
Klasický proces Ponse-Fleischmanna probíhá pi teplot o málo vyšší než pokojové s palladiovou katodou a<br />
elektrolýzou tžké vody (D 2 O). Pestože existují i jiné konstelace, jedná se o rzné variace tohoto<br />
technického uspoádání. Toto je nejrozšíenjší a nejprozkoumanjší „válišt“, ale po zhruba dvaceti letech<br />
výzkumu neexistuje žádné masov vyrábné zaízení založené na tomto postupu, akoli pvodn byl velmi<br />
užitený a vlivný. Experimenty T. Mizuna s keramickým vodiem proton za vysoké teploty jsou výjimkou,<br />
nikoli pravidlem.<br />
Typ procesu Arata-Zhang nebo Focardi-Rossi (nebo Mills) s použitím mikro- nebo nano-prachu<br />
s nasycením vodíkem nebo deuteriem pi teplot kolem 300ºC již slibuje praktické aplikace. Rezonující<br />
prachová plazma, založená na prachu uhlíku mže být dalším „bojištm“, z nhož mohou vzejít další<br />
užitené technické aplikace a mže nabídnout spolehlivý, levný jaderný proces.<br />
To ale nco stojí. Stejn jako mnoho nových, doposud neslýchaných fyzikálních efekt musí být<br />
prozkoumána i samoorganizující se rezonanní prachová plazma. Toto je však zatím nejmén prozkoumaný<br />
a pochopený fenomén. Vedle spolehlivosti je další dležitou výhodou, že umožuje souasnou pítomnost<br />
kolika typ jaderných fenomén, generujících energii, vrstva vedle vrstvy, jak ukazuje obr. 6.<br />
Existují nejméntyi rzné škály velikostí a pt rzných fyzikálních fenomén, které mžeme pozorovat<br />
souasn. V rzných asových a prostorových mítcích a za rzných teplot probíhají „normální“ a neutrony<br />
indukované fúzní procesy, akustická rezonance prachu pohánná rezonujícími pnými a podélnými
- 6 -<br />
elektromagnetickými vlnami (oscilace krystalové plazmy), povrchové plazmon polaritony (jako kvazi-<br />
ástice), urychlování elektronového budícího pole (proniknutí elektronu do ástice prachu) a nábojové<br />
stínní.<br />
Všechny tyto dje musí být pozorovány souasn a mly by být pochopeny minimáln ve své podstat.<br />
Souasn probíhající sériové elektromagnetické, akustické a polaritonové rezonance a zesilování polí jsou<br />
podstatné dje pro vytvoení praktického zaízení.<br />
Pojem „studená fúze“ nebo LENR je zde použit pro oznaení d v nejširším smyslu, jako nkolik<br />
interaktivních fenomén založených na plazm, které probíhají souasn. Mla by být brána v úvahu<br />
možnost procesu Hagelsteinova typu, stejn jako to, že charakteristické frekvence mohou být v ádu tera Hz,<br />
díky intenzivnímu infraervenému záení.<br />
Fenomény založené na prachové (krystalové) plazm jsou nerovnovážné, nelineární, samoorganizující se<br />
komplexní fenomény. Hlavní efekty probíhají na všech tyech úrovních a zárove jsou propojeny pes<br />
kolik vnitních zptnovazebních smyek.<br />
esný popis vnitních kladných a záporných zptnovazebních smyek a jejich vzájemné vztahy jsou dosud<br />
v mlze naší nevdomosti a ješt njakou dobu zstanou, protože jejich vzájemné propojení je nkdy volné,<br />
jindy pevné. Napíklad energie generovaná slabými a silnými elektrickými interakcemi pímo ovlivuje<br />
prrnou teplotu plazmy. Avšak „prrná teplota“ je veliina, která o probíhajících procesech mnoho<br />
nevypovídá. Teplota elektronu, teplota mraku záporných a kladných iont jsou zajímavé jen jako funkce<br />
prostoru a asu. Kdo je dokáže poskytnout Nemluv o amplitudách oscilací krystalové-prachové plazmy.<br />
Krom toho, toto všechno by mlo být zalenno do picházejících pných vln a do áste odrážených<br />
podélných (Teslových) vln, generovaných na povrchu plazmy [9].<br />
Protože nemžeme rozložit tento fenomén na oddlené jevy (a tak proces zjednodušit), musíme tuto skupinu<br />
jev studovat jako botanik sledující rst njaké rostliny pi mírné zm jednoho z parametr.<br />
Samoorganizování dlá proces a zaízení chaotické plazmy jednoduchým, trvalým a levným. Na druhé<br />
stran, složitost d dovádí experimentátora k šílenství, když zdánliv malá zmna velikosti a tvaru obvykle<br />
zpsobí významné a fatální zmny v chování procesu. Jako píklad mže posloužit Dieselv motor. Tento<br />
motor produkuje jak oscilace plazmy, tak prachové ástice, ale žádnou krystalovou plazmu a žádný mížkou<br />
indukovaný jaderný fenomén. Tchto stroj byly vyrobeny miliony kus za více než sto let. Pesto jejich<br />
vývoj nebyl dosud ukonen. Amerití výrobci automobil nejsou schopni vyrábt vysoce kvalitní, malé a<br />
levné dieseové motory (jako VW), ale jsou schopni dlat velké motory do kamion. Toto je jen jeden píklad<br />
poteby know-how bhem fáze výzkumu a vývoje. Toto je „odvrácená strana“ této síly.