（杨国威  中国科学技术大学  核能工程与技术）

近年漫威超级英雄电影引发了超级英雄热，其中最具人气的超级英雄当属高富帅钢铁侠—托尼·斯塔克。工业家及发明家托尼·斯塔克遭阴谋绑架，******制造最致命的武器，身受重伤的他却暗中制造了一套高科技盔甲，保护自己逃生，从此变身“钢铁侠”保卫地球。斯塔克再次证明了工科生拯救世界是真命题。本着“屌丝靠变异，土豪靠装备”的超级英雄成长法则，作为美帝国主义顶级富二代斯塔克同志为自己量身定做了一套钢铁豪华盔甲，从此化身钢铁侠，走在打击犯罪的最前沿。整套盔甲最重要的部分当属供能系统—方舟反应堆了。

方舟反应堆英文名为arc reactor。不知道为啥到了中国就成了方舟反应炉了，翻译成弧光反应堆不是更好？哦，我的老伙计，这译名一下子低了好几个level。 我们大胆的推断一下方舟反应堆的工作原理吧。电影中介绍该反应炉是钯金属做的，钯非放射性元素，所以应该不是裂变核能，那么很有可能是利用海绵钯或者胶体钯吸收大量的氢及其同位素，在加热时放出用于核聚变反应。以钯为主要材料，可见漫威动画的创造者也是科研迷，这是明显借鉴了科研史上很著名的反面例子—冷核聚变弗莱西曼-庞斯实验。

高大上的方舟反应炉（跑马灯限量款）

现在我们介绍一下冷核聚变。冷核聚变是指在相对低温（甚至常温）下进行的核聚变反应，这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变（恒星内部热核反应）而提出的一种概念性‘假设’，这种设想将极大的降低反应要求，可以使用更普通而且简单的设备，同时也使聚核反应更安全。早在1924年，即在人们知道聚变过程很久以前，柏林大学的弗里兹·潘勒塞（FritzPaneth）和库尔特·彼得斯（KurtPeters）曾经强行使氢气通过一个钯阵列，企图以此来产生氦。他们报告说，他们的实验得到了氦4（这是一种现在被认为可以表明发生了聚变的副产物）。不久，约翰·唐德贝尔格（JohnTand?berg）在1927年改进上述两人的方法，让电流通过重水以后再进入一根钯杆，似乎也昭示了可以廉价产生出氦的希望。可惜，潘勒塞和彼得斯以及唐德贝尔格所用方法得到的那种让他们高兴不已的产品是一种假象，原来是实验室中常会发生的沾染。因此，他们的假说未能成立。

冷核聚变正在名声大噪实在哎1989年，然而却是以反面例子出现，这也正是钢铁侠借鉴的例子。在1984年，英国皇家学会的成员和南安普敦大学的电化学研究教授马丁·弗莱西曼与犹他大学的化学教授斯坦利·庞斯两位电化学家开始关注起在低温下产生聚变的课题。他们设想，如果强行把两个氘（氢元素的一个变种）原子核挤进一个容不下两个原子核的小空间，这两个氘原子核就有可能发生聚合。金属钯的分子结构便提供了适合这种要求的小空间。

弗莱西曼-庞斯实验

他们制作了一个简单的电解槽，电解槽里的重水中有所需要的氘原子，而电解槽的阴极是用钯制成的。他们的假说是：电流从阳极向阴极的运动会迫使氘原子核从重水移入钯的晶格，从而在那里发生聚变。因为这种聚变将会是在接近室温的条件下发生，比起在极高温度下发生的聚变，它是“冷的”。

查明电学过******的产生了一个核事件的主要线索是两个迹象：一个是，发生聚变应产生的辐射，这可以通过测量放射性粒子即中子的数量来加以确定；另一个是，电解槽所产生的能量应当肯定大于提供给电解槽的电能，这可以通过测量温度来加以确定。这时他们获悉，布赖汉姆·杨（BrighamYoung）大学也有几位物理学家正在进行类似的实验，虽然要解决的问题与他们的并不相同。庞斯和弗莱西曼感到了压力，觉得必须尽快公布他们的研究成果。无疑，他们渴望获得首先发现冷聚变的殊荣。在这样一种情况下，弗莱西曼和庞斯两人在一次记者招待会上宣布，他们在一个电解槽里通过把氘核聚合在一个钯晶格里实现了冷聚变。他们解释说，在这项实验中，输出的能量至少是输入能量的四倍。 

消息一出，全世界就有科学家开始了两方面的工作：或者重做庞斯和弗莱西曼讲述的实验，或者竭力证明他们的错误。斯坦福大学、佐治亚理工学院、得克萨斯A&M、洛斯阿拉莫斯、佛罗里达大学和华盛顿大学等单位的科学家，先后公布了他们的肯定结果。巴西、捷克斯洛伐克、匈牙利、印度、意大利和苏联等国的科学家，也出面予以肯定。但是，密歇根大学、橡树岭和英国原子能管理局等处的科学家，却给出的是详细说明的否定性结果。而且，佐治亚理工学院的研究人员后来又收回了他们原来的意见，因为他们事后发现他们对中子数的测量大有问题。

1989年5月初，美国物理学会在巴尔的摩召开年会，会上出现了对冷聚变最严厉的批评。两位来自加利福尼亚理工学院的科学家内森·刘易斯（NathanLewis）和史蒂文·库林（StevenKoonin），向大会提交了一份关于冷聚变研究的毫不留情面的评论。库林面对众多的听众激动地说：“根据我的工作经验和我掌握的核聚变知识，我的结论是，犹他的实验是错误的。由于庞斯和弗莱西曼不够资格和采取了欺瞒手段，我们受骗了。” 国内有几位著名学者撰文批驳冷聚变，将其归结为“病态科学”并与N射线、伪气功等现象相提并论。美国的高级科普杂志《科学美国人》(Scientific American)甚至提出要给弗、庞二人颁发可耻诺贝尔奖。时至今日，国际权威学术刊物仍拒绝发表支持冷聚变的实验结果。对于冷聚变的许多进展很多人不以为然，抱着全然否定的态度。冷核聚变真的只能在科幻小说中出现了。

虽然主流科学界对冷核聚变持否定态度，但是也有许多科学家并未就此罢休，15年来，不断有人继续探索“冷核聚变”的可能性。美国麻省理工学院的彼得·哈格斯坦教授一直在进行“冷核聚变”研究；波特兰州立大学的约翰·达西教授不仅自己相信“冷核聚变”存在，还培养了一群弟子，继续这项研究；意大利的奥古斯都－蒙梯大学在重复“冷核聚变”实验中还取得了不小进展；德国、日本、以色列等国的科学家也在继续这项实验，他们甚至联合起来，成立了一个“国际冷聚变科学协会（ICCF）”，每隔一年半组织一次学术研讨会。

进入新世纪后，冷核聚变事业再次发展起来。2011年1月在意大利安德烈罗西和Sergio Focardi一同发布了冷聚变反应装置E-CAT（Energy Catalyzer 能源催化剂）。贝尔盖茨成立了泰拉能源公司，从事增值反应堆的研究，2014年，他看到了冷核聚变发展趋势，依然决定前往意大利核能研究院考察冷核聚变，投入了迄今为止冷核聚变领域最大的一笔研发资金10亿美元。

MIT研制的冷核聚变设备Nanor已经可以持续无故障运行，MIT成立了JET Energy公司来推广此产品。NASA发布了一个长达两分钟的视频，用平实的语言讲述了冷核聚变新的进展及其未来发展的前景，引起了大众对于这一创举的关注，（http://v.youku.com/v_show/id_XNTIwMTAyMTY0.html?from=s1.8-1-1.2#paction优酷视频链接）NASA正开发一种便宜，清洁，低能量级别的核反应技术（LENR），在不远的未来，我们会在汽车，飞机，还有家庭中见到它，根据NASA的说辞，世界上1%的镍产量就可以抵消掉世界上四分之一的燃煤能量供给。

冷核聚变的未来是怎样？也许在不就的将来，冷核聚变实现并普及，将没有人再会羡慕钢铁侠的那颗‘心脏’。