D(H)/Pd(Ni)气-固系统异常现象的实验与理论研究

摘要

本实验设计和制造了一个配以热流式量热计的氘/钯气-固系统，并在不同条件下做了相应的电流触发实验。利用量热计在氮气标定中得到输入功率和放热电动势的二次方程：P=(15.356±0.068) V-(0.014±0.039) V2，测量了氘/钯气-固量热系统经电流触发得到的过热。在氘气压力PD2=3×104Pa条件下，40个小时内测到0.70±0.02 MJ的过热，这相当于每个钯原子释放了(1.6±0.1)×103 eV的能量；按充氘率0.1计，每个氘原子放出的过热量级高于化学热4个数量级；所测得的过热与输入功率呈正相关趋势，其中在输入电流8.47 A时得到最大过热功率6.398±0.191 W。在讨论压力与过热关系的相关实验(PD2小于1×105Pa)中，结果显示当PD2为220 Pa时，系统产生的最大过热功率为10.284±3.402 W。实验中测到过热的重复率是10/10。为了进一步确认过热的真实可靠性，对氢/钯气-固系统在P=1atm N2、H2和低真空(~5Pa)条件下进行了较为精确的系统标定，结果表明氢/钯气-固系统在输入功率320W时只有0.6W左右的过热功率。氢/镍气-固系统的过热触发实验是在等温式量热计中进行的。结果显示当选用氩气做标定时，根据标定曲线的外推结果，在PH2=1×104 Pa、3×104 Pa条件下，如果输入功率为318.89W时，系统将分别产生25.478W和23.646W的过热功率；在选用氮气做标定时，当PH2=1×104 Pa、3×104 Pa条件下，在输入功率为318.89W时，系统将分别产生19.268W和17.908W的过热功率。实验的外推结果表明选用氩气做标定所得到的过热要明显高于氮气做标定时的过热。
　　目前大多数凝聚态核科学中气-固系统的过热触发实验都是采用氩气或氮气作空白对比实验，而出现过热时的输入功率都在500W以上，所以得到的“过热”是否与两种标定气体自身的性质有关，仍需作细致的讨论。

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第一章 绪 论

1.1 引 言

1.2 热核反应

1.2.1 传统核裂变

1.2.2 传统核聚变

1.3 常温核聚变

1.3.1 常温核聚变国内外研究进展

1.3.2 常温核聚变的困惑

1.4 研究常温核聚变的意义与影响

1.5 国内外探索低能核反应的实验

1.5.1 气态充氘进入金属中的实验

1.5.2 激光触发实验

1.5. 3 镍粉-氢气系统实验

1.5.4 气泡聚变实验

1.5.5 电解实验

第二章 实验材料的性质与设备

2.1 实验材料

2.1.1 氘

2.1.2 氢

2.1.3 钯

2.1.4 镍

2.2 金属钯（镍）吸附氘（氢）过程

2.3 钯氢（氘）化物的结构

2.3.1 钯氢体系

2.3.2 镍氢体系

2.4 实验仪器与设备

2.4.1 反应室

2.4.2 实验系统仪器图

2.4.3 量热计

2.4.4 循环恒温水浴

第三章 气-固系统的过热触发实验

3.1 氘钯气-固系统触发实验

3.1.1 实验材料的前处理工作

3.1.2 真空系统气密性检测

3.1.3 量热计的标定

3.1.4 电流触发实验

3.1.5 不同气体的标定实验

3.2 镍氢气-固系统触发实验

3.2.1 实验材料的前处理工作

3.2.2 实验线路的连接

3.2.3 系统常数k的确定

3.2.4 不同压力下的标定实验

3.2.5 标定结果的分析与讨论

第四章 实验结果分析

4.1 氘钯气-固系统实验结果分析

4.2 镍氢气-固系统实验结果分析

4.3 不同气-固系统实验结果分析讨论

结论

致谢

参考文献

附录