冷聚变 理想还是幻想?

《 光明日报 》（ 2012年01月31日   09 版）

CFP

▲中国国家能源局12月14日公布,今年前11个月中国全社会用电量42835亿千瓦时，同比增长11.85%。若“冷聚变”能够实现，或许能源将不再是个问题。张海岩/CFP

意大利物理学家安德烈·罗西宣称他制造的机器能够实现“冷聚变”，即在没有辐射危险的情况下，可产生大量安全核能。如果他真的实现了“冷聚变”，未来人们也许就不必再支付高昂的电费，仅靠一个玻璃瓶大小的装置就可以为家里的冰箱、电视、洗衣机提供足够的电力。然而，安德烈·罗西的成果没有为他带来荣誉，反而惹起了一片质疑的声音。

不断有人声称实现“冷聚变”，又不断被否定。“冷聚变”，究竟是理想还是幻想？

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瓶中的“太阳”

原子弹和核电站是人们所熟知的利用核能的方式，它们都是利用质量较重的原子核裂变所释放出的能量。除此以外，还有另一种核反应，就是由较轻的原子核聚合成较重的原子核，在这个过程中释放出巨大的能量，也就是核聚变。例如，太阳的能量就是来自于太阳内部氢的同位素原子的聚变反应。

但是，发生核聚变反应的条件非常苛刻，太阳核心的温度高达1500万℃，压力达到2500亿大气压，在这样极端的条件下，才能发生核聚变。在地球上实现这样的高温高压环境是极其困难的。氢弹，也只是人们利用原子弹爆炸产生的能量实现的非受控核聚变。而要把核聚变产生的能量转换为电能、为人类所用，则需要精确地控制核聚变过程，使能量缓慢地释放。

如果真能实现这一点，将解除人类面临的能源危机。

这是因为发生核聚变所需要的原料——氢的同位素氘、氚，就存在于海水中，非常易于获得，而且在地球上的储量非常丰富。有科学家估算，如果能利用氘、氚的聚变获取能量，地球上现有的氘、氚可供人类用上几百万年，而且不会像核裂变那样产生核废料，真可谓是理想的能源。

原料非常丰富、获取成本也不高、没有辐射污染、还能产生大量的能源——受控核聚变无疑是一个极具诱惑性的领域。然而，苛刻的反应条件，却只能让人类止步于遐想。

如果，能够在常温常压下，实现可控的核聚变反应呢？这就是安德烈·罗西所说的“冷聚变”。

它是针对恒星内部热核聚变反应而提出的一种“假设”，在接近常温常压的条件下实现缓慢的核聚变能量的释放。它极大的降低反应要求，可以使用更普通更简单的设备，甚至只需要一个能握在手里的玻璃瓶子就能实现。正因为如此，“冷聚变”被形象的称为“玻璃瓶子里的太阳”。

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争议似曾相识

提到“冷聚变”，就不得不回顾一段科学史上著名的公案。

宣称能够实现“冷聚变”的从来就不只有安德烈·罗西一人。

早在1989年，美国化学家马丁·弗雷希曼（Martin Fleischmann）和斯坦利·庞斯（Stanley Pons）就通过一场新闻发布会宣称他们实现了受控核聚变，人类有望一劳永逸地解决能源问题了。

弗雷希曼和庞斯用一个很廉价的简单电解池就实现这一过程。这个电解池实际上就是一个玻璃瓶，瓶里盛着锂盐和重水，将一对正极是铂、负极是钯的电极浸入其中，通上电流，重水中的氘就能聚变成氦，并释放出能量。弗雷希曼和庞斯宣称他们测到了热量的升高和释放出的中子，这些足以证明发生了核聚变。由于这个过程在常温下就能实现，与太阳核心的温度相比，这实在是太低的温度了，弗雷希曼和庞斯将这个过程称为“冷聚变”。

在宣称实现“冷聚变”之后，弗雷希曼和庞斯一夜之间声名鹊起，成为当时最受瞩目的科学巨星。

但故事并不都以喜剧结束，欧美多个实验室的科研人员依据弗雷希曼和庞斯所讲的方式模拟这个实验，然而他们却没有弗雷希曼和庞斯那么“幸运”，无一例外的，都失败了。

接着，幸运之神也抛弃了它的“宠儿”。弗雷希曼自己重建了一个同样的电解池，并联系了英国著名的原子能研究机构哈威尔实验室，帮助他测定实验结果，但结果是：无法检测到释放了中子。

对于弗雷希曼和庞斯的质疑之声开始甚嚣尘上，这个实验的无法重复给了弗雷希曼和庞斯致命一击，人们怀疑弗雷希曼和庞斯的成功不过是实验误差或疏忽的结果。他们选择新闻发布会而不是主流学术期刊发布自己研究成果的行为，更成为不遵循科研规范和道德的笑柄。

又是一夜之间，“巨星”沦为了“骗子”。

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谜底还没揭晓

自弗雷希曼和庞斯之后，“冷聚变”拥有了一批追随者，他们继续着弗雷希曼和庞斯的梦。“冷聚变”能带来近乎取之不尽用之不竭的能源——这似乎让一些人难以自拔。

2009年，美国、日本和德国的科学家在美国化学学会年度会议上宣布，他们已经在实验室证实了“冷聚变”。美国圣地亚哥海军空间和海洋作战部队系统指挥中心的研究人员表示，他们证实实验中释放出了中子，这说明室温下可以出现聚变反应；日本北海道的研究人员称，他们也发现了大量的热量和伽马射线释放出来的证据。美国的《电子工程时报》网络版刊出了这一消息。

随着时间的推移，对于“冷聚变”的争论也出现了一些新的变化。一些科学家提出，当初弗雷希曼和庞斯实验中的“发热”现象确实存在，但发生这种现象的原因并不是在常温常压下发生了核聚变，而是发生在“分子间化学变化和原子间核物理变化之外的第三种交叉物质变化”。但这种物质变化的原理究竟是什么，至今还没有一个定论。

大多数科学家仍然对所谓的“冷聚变”持怀疑态度，因为在现有的理论中，同带正电的原子核要克服相互之间的斥力聚合成新的原子核，必须在极端的高温高压下才能发生。

受控核聚变容器“托卡马克”就是利用通电时产生的巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，才能实现受控核聚变。截至目前，“托卡马克”仍然只是一个庞大的实验装置，并不能为人们所利用。

不论怎样，“冷聚变”的追随者们没有停下他们的脚步。他们似乎都陷入了一个怪圈：他们的实验永远都只有自己能看到成果，别人不能重复验证，没有主流学术期刊承认他们的研究成果，永远只能引起媒体的关注。

再一次提出实现“冷聚变”的安德烈·罗西也没能跳出这个怪圈，他证实自己的方式仍然是进行一场示范实验，邀请了一组没有透漏姓名的工程师和少数媒体记者作为他这一“伟大”创举的见证人。

他也像他的前辈们一样，没能获得其他科学家的信任，质疑的声音仍然四起，比如，美国能源顾问乔纳森·库米索就直指其“应该被视为一个骗局”。

复制并分析该实验，仍然是验证真实性的焦点。（本报记者 詹 媛 通讯员 余新刚）