The Basics
English/Nederlands
Wat is Quasifusie?
Het is het derde proces bij de opwekking van kernenergie, naast kernfusie en kernsplijting. Het gaat om nucleosynthese, die ontstaat door straling producerende neutronenvangst, elektronenvangst, bètaverval en door quasi-deeltjes ondersteunde zwakke kernreacties (QAWNT) (isotopen-verschuivingen en transmutaties).
Korte en Eenvoudige Verklaring van Quasifusie.
Lang konden we niet echt begrijpen hoe de zon werkt, omdat we er niet in slaagden de hitteproductie ervan na te bouwen in experimenten. Maar met waterstof/metaal experimenten werd het mogelijk. Zoals bekend wordt de kernfusie in de zon veroorzaakt door de warmte die vrijkomt wanneer protonen, oftewel waterstofkernen, zich eerst tot zwaar waterstof verbinden. Hierdoor ontstaan gebonden neutronen, zwaardere neutrale kerndeeltjes. De vorming van dit zware waterstof, een zogenaamde isotoop die we deuterium noemen, bleek echter meer energie op te leveren dan verwacht als we dit experimenteel uitvoeren door normaal waterstof elektrochemisch te bewerken. Het probleem te begrijpen hoe dit kan gebeuren blijkt te berusten op een verkeerde aanname. We dachten dat bij de eerste stap van de vorming van een neutron nodig voor het synthetiseren van deuterium, de zogenaamde positron antimaterie die zich daarbij vormt, niet zou bijdragen tot de energie-opbrengst van een laagenergetische kernreactie (een z.g. LENR).
Gerepliceerde LENR-experimenten toonden echter aan dat uit gewoon waterstof, dankzij deze - naar wij aannemen - werkzame antimaterie, zich gebonden neutronen kunnen vormen met de afgifte van energie, zelfs nog voordat zich zware kernen zoals helium manifesteren. Dit moeilijk te aanvaarden en begrijpen maar sedert 1989 in vele experimenten gereproduceerde onderzoeksfeit, kan op een aanvaardbare manier worden verklaard met de volgende hypothese. Het lukt door het in drie stappen onderscheiden van een enkelvoudige reactie waarin drie protonen en twee elektronen zich omvormen tot een zware (deuterium) waterstofkern , een vrij neutron en twee neutrino's;
- Stap I - een proton kan zich omvormen tot een neutron mits er plaatselijk voldoende energie wordt verschaft door de omringende vaste stof. Het aldus geproduceerde antimateriedeeltje dat direct met een elektron weer oplost kan dan aan hoogfrequente lichtenergie (gamma) meer energie opleveren dan het kost om een neutron te vormen.
- Stap II - door die gamma energie is er genoeg energie om met een tweede elektron en een tweede proton een tweede neutron te produceren. Dat tweede neutron kan alleen maar ontstaan als het - zonder een antimateriedeeltje vrij te geven - wordt gebonden bij de synthese van een zware (deuteron) waterstofkern in een derde stap.
- Stap III - als het door een derde proton ingevangen tweede neutron zich tot die zware waterstofkern ontwikkelt, komt er uiteindelijk netto de massa-energie van een aantal elektronen meer aan gamma-energie uit deze keten van een laagenergetisch elektron- en neutronvangstproces (LECR), dan er werd ingevoerd. Die energie komt vrij omdat een samengestelde kern minder zwaar weegt dan de som van het gewicht van de deeltjes afzonderlijk.
Het neutron vrijgemaakt in stap I is dan vaak niet of lastig te meten omdat het allerlei andere samenstellende reacties kan aangaan die tot zwaardere deeltjes leiden. Hetzelfde geldt voor de twee kleinste ruimtedeeltjes (z.g. neutrino’s) die bij de reactie ontstaan en die samen de energie van ongeveer een elektron afvoeren. Die energie kan niet worden omgezet, terwijl de geproduceerde gammastraling wel kan worden gebruikt. Als daarbij, gegeven een afdoende experimentele insluiting, het vrije neutron vervolgens met het gesynthetiseerde deuteron een nog zwaardere (tritium) waterstofkern vormt, kan er - afhankelijk van de experimentele condities - nog eens zo’n 12 keer de massa-energie van een elektron aan extra energie in de vorm van lichtdeeltjes vrijkomen die kan worden omgezet in hitte en/of elektriciteit.
En ziedaar, zo verschijnen er dan in een laagenergetische opzet voor kernreacties met een afdoende plasma-insluiting, temperatuur en elektrische spanning, een lang niet begrepen overmaat aan energie en verschillende soorten van waterstof. Dit begrip van een z.g. triple proton hybride p-p-p-neutronisatieproces wordt ondersteund door verschillende bestaande LENR neutron-reactie-modellen. Hoewel het nog verder onderzoek vereist, biedt het wel een hypothese die binnen de onderzoeksgemeenschap bekend staat en wordt aanvaard als een door zwakke interactie ondersteunde vorm van nucleosynthese in vaste stof met meerdere deeltjes.
Door de combinatie van deze reacties, beschikken we nu over een methode om op een zeer efficiënte manier de productie van kernenergie in te richten naar het voorbeeld van wat er in een ster gebeurt, en wel op een zeer efficiënte, relatief eenvoudige, veilige en goedkope manier. Kernenergie is aldus begrepen op de quasifusie manier, meer een gevolg van het vormen van kernen dan van het fuseren van kernen. Daarom spreken we van quasifusie wat betreft de gecontroleerde p-p-p-keten van nucleosynthese, die plaatsvindt op basis van verval- en vangstreacties. We kunnen een lus vormen met dit proces die zichzelf in stand houdt, zo bevestigen LENR-experimenterenden. Met de reacties die daarbij horen kunnen we de netto energie-opbrengst dan opvoeren tot ver boven de 1,36 keer de energie-input nodig voor de basis-driestaps p-p-p-reactie. Zo krijgen we dan niet alleen veilige kleine kerngeneratoren voor privégebruik, maar kunnen we ook de industrie en het openbaar vervoer volledig elektrificeren. De schadelijke invloed op het milieu van onze 20e eeuwse achterhaalde energiepolitiek kan aldus worden teruggedrongen.
En ziedaar, zo verschijnen er dan in een laagenergetische opzet voor kernreacties met een afdoende plasma-insluiting, temperatuur en elektrische spanning, een lang niet begrepen overmaat aan energie en verschillende soorten van waterstof. Dit begrip van een z.g. triple proton hybride p-p-p-neutronisatieproces wordt ondersteund door verschillende bestaande LENR neutron-reactie-modellen. Hoewel het nog verder onderzoek vereist, biedt het wel een hypothese die binnen de onderzoeksgemeenschap bekend staat en wordt aanvaard als een door zwakke interactie ondersteunde vorm van nucleosynthese in vaste stof met meerdere deeltjes.
Hoewel iets soortgelijks in zeer beperkte mate ook plaatsvindt in de zon (p-e-p) met slechts één elektron en één extra proton, zijn waterstofisotopen veel gemakkelijker te produceren in een lage-energiereactor. Ook al kunnen we met deze uitleg niet met zekerheid de gehele overmaat aan energie verklaren die we waarnemen in LENR, bevinden we ons echter wat betreft het beredeneren van de basisreactie van dit katalytische p-p-p quasifusieproces op een veilige weg, omdat al deze reacties verlopen volgens de standaardregels van de deeltjesfysica. Sedert de bekendmaking van ‘koude fusie’ door Fleishmann en Pons in 1989 staat deze keten, van z.g. laagenergetische vangstreacties van nucleosynthese, bekend als een derde proces van schoon kernenergie opwekken. Nu mogen we aannemen dat dat gebeurt op basis van het a) veranderen van elektronen in bruikbare energie middels neutronisatie en b) het samenstellen van niets dan zwaardere kerndeeltjes zonder noemenswaardige schadelijke straling of radioactief afval.
Door de combinatie van deze reacties, beschikken we nu over een methode om op een zeer efficiënte manier de productie van kernenergie in te richten naar het voorbeeld van wat er in een ster gebeurt, en wel op een zeer efficiënte, relatief eenvoudige, veilige en goedkope manier. Kernenergie is aldus begrepen op de quasifusie manier, meer een gevolg van het vormen van kernen dan van het fuseren van kernen. Daarom spreken we van quasifusie wat betreft de gecontroleerde p-p-p-keten van nucleosynthese, die plaatsvindt op basis van verval- en vangstreacties. We kunnen een lus vormen met dit proces die zichzelf in stand houdt, zo bevestigen LENR-experimenterenden. Met de reacties die daarbij horen kunnen we de netto energie-opbrengst dan opvoeren tot ver boven de 1,36 keer de energie-input nodig voor de basis-driestaps p-p-p-reactie. Zo krijgen we dan niet alleen veilige kleine kerngeneratoren voor privégebruik, maar kunnen we ook de industrie en het openbaar vervoer volledig elektrificeren. De schadelijke invloed op het milieu van onze 20e eeuwse achterhaalde energiepolitiek kan aldus worden teruggedrongen.
Deze tekst maakt deel uit van het boek Quasifusie, waarvan het basisconcept werd gepresenteerd op IWAHLM 17 in Bergamo Italië 26-3- 2026.