Fuziune catalizată de muoni
Fuziunea catalizată de muon este un proces care ar putea permite teoretic să se efectueze reacții de fuziune nucleară fără nicio tehnică de confinare. Acest efect ar fi obținut grație abordării spontane a nucleelor atomice care are loc în urma înlocuirii electronilor de legare cu muoni . Teoretic, acest fenomen ar putea da naștere la reacții de fuziune la temperaturi semnificativ mai mici decât cele necesare în fuziunea de confinare magnetică - ca fuziuni în Tokamak .
Acest proces poate avea loc, de fapt, și în condiții de presiune și temperatură ambiantă. Deși a fost posibilă reproducerea procesului folosind echipamente adecvate și în ciuda studiilor efectuate pe acest subiect, se crede că fenomenul nu va avea niciodată vreun impact practic din cauza eficienței energetice reduse a întregului proces.
Acest fenomen a primit inițial numele de fuziune la rece , dar astăzi pentru a evita confuzia cu alte procese, este de preferat să se evite referirea cu această nomenclatură la fuziunea catalizată de muoni.
Principiul de funcționare
Muonii sunt particule elementare cu o masă egală cu aproximativ 207 ori cea a electronilor (~ 105,658 MeV / c 2 împotriva ~ 0,510 999 MeV / c²). În situații obișnuite, electronii care, constituind legăturile chimice dintre atomi, au ca efect separarea nucleelor. Dacă acestea sunt înlocuite cu muoni, de asemenea încărcați negativ, se obține o formă de materie numită exotică, în care nucleii sunt de aproximativ 207 de ori mai aproape unul de celălalt. Probabilitatea ca în această situație nucleele să se contopească fără intervenții externe suplimentare este, prin urmare, mult crescută. Prin urmare, muonii acționează ca catalizatori ai reacției de fuziune. În urma reacției, majoritatea muonilor sunt din nou utilizabili pentru reacții noi.
Ideea originală a acestei tehnici se datorează lui Andrei Saharov și Frederick Charles Frank, care i-au prezis efectele datorită studiilor teoretice anterioare anului 1950 .
Principala dificultate practică a acestui proces este faptul că muonii trebuie produși continuu, datorită instabilității lor - durata medie de viață a unui muon este de fapt de 2,2 microsecunde (2,2 10-6 secunde) - și tendința lor de a se lega de nucleii de heliu creat ca urmare a reacției. Probabilitatea unei astfel de captare, dată de John David Jackson , limitează în mod semnificativ numărul de reacții un muon poate cataliza la doisprezece pentru deuteriu - fuziunea de deuteriu și o sută de deuteriu - tritiu fuziune.
Prin urmare, utilizarea practică a fuziunii catalizate de muoni nu se va putea dezvolta până când nu va fi disponibil un mijloc încă necunoscut, economic și eficient de producere a muonilor.
Bibliografie
- Alvarez și colab. , Fizic. Rev. 105 , 1127 (1957).
- Cohen și colab. , Fizic. Rev. , 119 , 397 (1960).
- Frank, Nature 160 , 525 (1947).
- Jackson, Phys. Rev. , 106 , 330, (1957).
- Rafelski și Jones în Scientific American , 257 , 84 (1987).
- Zel'dovitch, Doklady Akad. Nauk URSS 95 , 493 (1954).
Elemente conexe
linkuri externe
- (RO) Cataliza reacțiilor nucleare între izotopii de hidrogen de către microni, 15 aprilie 1957 (Rezumatul tezei de doctorat a lui JD Jackson)
