常温核融合って将来可能ですか

質問

常温核融合は、1990年ごろに話題になって、現在は否定されていると聞いています。

　話題になった方法と違い、根拠のない浅はかな考えですが・・・将来のエネルギーに不安を持っている一高校生の思いつき愚問に付き合ってください。

　『まったく根も葉もない仮定ですが。

　4つの力（重力、電磁力、強い力、弱い力）の関係が統一され、それぞれの関係がお互いに数式で結ばれ、強い力を電磁力でコントロールすることにより。

　「軽い元素を、強い電界（磁界）中において、原子の方向を一定に保った常態で、さらに外部から、強い磁界（電界）を、ある定まった方向である高い周波数（原子内の素粒子の共振周波数など？４つの力が統一されれば判る？）で加え、原子の状態を不安定にした後、核融合の結果できる原子の安定する電磁界やエネルギー（高運動エネルギー素粒子などの衝突）を加える。」』

　このような方法で、常温核融合が出来る可能性はないのでしょうか。

　原子の中の中性子や中間子を構成している素粒子（クォーク）は電荷を持っており電磁界に影響を受けると思うのですが。しかし、フォトン、グルーオン、ニュートリノ、一部のクォーク、重力子（未だ見つかっていないようですが）は、電荷を持っていないので、電磁界に影響を受けないとは思いますが・・・。

　それとも、素粒子は寿命が短く（約１０のマイナス８～１６乗秒）なので、普段は素粒子の状態で存在しないため、この質問はまったく無意味な質問なのでしょうか。

回答No.3

kenojisan

私も核物理の専門では無いのですが、一応理系研究者ですのでコメントしてみます（笑）

> 　話題になった方法と違い、根拠のない浅はかな考えですが・・・将来のエネルギーに不安を持っている一高校生の思いつき愚問に付き合ってください。

　高校生レベルでも科学の問題を自分なりに考えてみることは非常に良いことだと思います。

> 　4つの力（重力、電磁力、強い力、弱い力）の関係が統一され、それぞれの関係がお互いに数式で結ばれ、強い力を電磁力でコントロールすることにより。

　これは素粒子論の世界の話で、核融合には直接的な関連は無いと思いますよ。

> 　「軽い元素を、強い電界（磁界）中において、原子の方向を一定に保った常態で、さらに外部から、強い磁界（電界）を、ある定まった方向である高い周波数（原子内の素粒子の共振周波数など？４つの力が統一されれば判る？）で加え、原子の状態を不安定にした後

　これは電磁波による核励起のことでしょうか？外場によって原子核に高エネルギーを与えるということは、普通の高温核融合と同じ話ではないでしょうか？

>、核融合の結果できる原子の安定する電磁界やエネルギー（高運動エネルギー素粒子などの衝突）を加える。」』

　ここの意味は良く分かりません。核融合が起こってしまった原子にさらにエネルギーを与えるのですか？それとも、安定化した時の原子核の共鳴エネルギーを励起状態の原子核に与えるという意味？どちらにしても意味不明です。

> 　このような方法で、常温核融合が出来る可能性はないのでしょうか。

　私の知識レベルで核融合の仕組みを簡単に言えば、独立した２原子より１原子に融合した方がエネルギー的に低くなるので、膨大なエネルギーが放出される。しかし、融合にたどりつくには電子どうし、さらには原子核どうしの強力な電気的反発などの高いエネルギーの壁を乗り越えないといけない。イメージ的には電子だけで話が終わる通常の化学反応の、原子核版のようなものでしょう。ただし、電子だけの場合と違って、途中のエネルギー障壁がハンパじゃない。そのため、その障壁を乗り越えるために非常に大きなエネルギーを原子核に付与しないといけない。また、邪魔な電子をはぎとって裸にした原子核を出来るだけ接近（高密度）させないといけない。その高温＋高密度状態を十分な確率で核融合が起こるだけの時間維持しないといけない。これが通常の高温核融合ですよね。
　一方、常温核融合のアイデアは、化学反応の時の類推から、何か都合の良い仲介物質（触媒）が仲立ちをすれば、途中のエネルギー障壁を低くできないか？あるいは、原子核を非常に近くに接近させられないか？そうすれば、トンネル効果で高いエネルギー障壁を低いエネルギーのままするりとすり抜けて融合してしまわないか？などではないかと理解しています。

> 　原子の中の中性子や中間子を構成している素粒子（クォーク）は電荷を持っており電磁界に影響を受けると思うのですが。しかし、フォトン、グルーオン、ニュートリノ、一部のクォーク、重力子（未だ見つかっていないようですが）は、電荷を持っていないので、電磁界に影響を受けないとは思いますが・・・。

　核融合自体は、中性子と陽子が結合したままの「原子核」の状態で行われますから、陽子や中性子に分解することは有りません。ましてや、加速器を使っても単独では取り出せないと言われている、さらに基本粒子となるクォークやグルーオンが核融合に直接関与することは有りません。従って、これらの素粒子に直接外部エネルギーを与える工夫を考えてみても意味無いと思いますが。また、陽子や中性子のようなもっと上のレベルの素粒子に種々の外場でエネルギーを付与すること自体は難しく無いですが、素粒子に分解する方法だと、逆に超高温核融合になってしまいますよ（笑）

お礼

ご回答ありがとうございます。

　高校生くらいが思いついて出来ることであれば、すでに実現していますよね！

　でも、あえて　思いつくままに書きます.

《融合にたどりつくには電子どうし、さらには原子核どうしの強力な電気的反発などの高いエネルギーの壁を乗り越えないといけない。》
　この、強い力の反発力を弱めるために、超高エネルギーでない電磁界を用いて、原子核を構成している素粒子に直接働きかけて、原子核自体を不安定にさせ、核力を低下させるような方法を書いたつもりです。

《電磁波による核励起》については、僕は良く知りません。ピンとはずれと思いますが、外部から電磁界を加えて、束縛電子や原子の核磁気共鳴（詳しく知りませんが医療器具に応用されているようです）などに影響させることではないつもりで書きました。（原子の方向はそろえる必要があると思いますが）

《核融合の結果できる原子の安定する電磁界やエネルギー（高運動エネルギー素粒子などの衝突）を加える》このへんは、僕自身も良くわかりません？！。
　言いたいことは、例えば、重水素原子の原子核が不安定になった状態で、2つの重水素を異常接近させ、ヘリウム原子核の安定する電磁界（あるのかないのかも知りません）を加える。粒子の衝突は、重水素原子が不安定になり、ヘリウム原子になるトリガー的な刺激を与えるようなイメージでした。
（むちゃくちゃですけど・・・）

《核融合自体は、中性子と陽子が結合したままの「原子核」の状態で行われますから、陽子や中性子に分解することは有りません。》
　分解するのではなく、原子核を不安定に出来ないのかなと思いました。

　4つの力が統一されても、物理学に大きな変化はないのでしょうか。

　ほんとに、むちゃくちゃな愚問に付き合っていただき、ありがとうございました。