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Condensed Matter Nuclear Science (Cold Fusion) Jean-Paul Biberian Maître de Conférence, Faculté des Sciences de Luminy, CNRS / CRMC-N / Université d’Aix-Marseille II Tél: + 33 660 14 04 85 Email: [email protected]

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Page 1: Condensed Matter Nuclear Science (Cold Fusion) Jean-Paul Biberian Maître de Conférence, Faculté des Sciences de Luminy, CNRS / CRMC-N / Université dAix-Marseille

Condensed Matter Nuclear Science

(Cold Fusion)

Jean-Paul Biberian

Maître de Conférence, Faculté des Sciences de Luminy,

CNRS / CRMC-N / Université d’Aix-Marseille II

Tél: + 33 660 14 04 85

Email: [email protected]

Page 2: Condensed Matter Nuclear Science (Cold Fusion) Jean-Paul Biberian Maître de Conférence, Faculté des Sciences de Luminy, CNRS / CRMC-N / Université dAix-Marseille

Budapest November 15, 2006 2

Overview

A brief history of Cold Fusion The original Pons & Fleischmann experiment Excess Heat Helium detection Particles Transmutation Theory Conferences Laboratories Conclusion

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Brief history of Cold Fusion Discovered by Professors Stan Pons and Martin Fleischman in 1989. Announced at a press conference on March 23, 1989. Immediately after the scientific community split in two: a large majority disbelieved the reality of Cold Fusion, and a small minority either believed in the results, or managed to duplicate the results.

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The original Pons & Fleishmann experiment

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CRMC-N 29 janvier 2004 5

Experimental set up

LiOD

Silver coating

Thermistor

cathode

anode

Constant temperature bath

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CRMC-N 29 janvier 2004 6

Experimental set up

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CRMC-N 29 janvier 2004 7

Reactions

D + D T + p 4.0 MeV 50%

D + D He-3 + n 3.3 MeV 50%

D + D He-4 + gamma 24 MeV 10-7

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CRMC-N 29 janvier 2004 8

Miracles

1- The Coulomb barrier

2- No neutrons (where is the dead graduate student?)

3- No gamma rays

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Excess Heat measurements

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CRMC-N 29 janvier 2004 10

Double cathode : Arata

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CRMC-N 29 janvier 2004 11

Experimental set up : Arata

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CRMC-N 29 janvier 2004 12

Excess Heat D2O vs H2O : Arata

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CRMC-N 29 janvier 2004 13

Co-deposition Pd/D : Miles et al.

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CRMC-N 29 janvier 2004 14

Co-deposition Pd/D : Biberian

Dewar

Palladium

Platinum

Thermistor in

Thermistor out

100 ml/min distilled water at constant temperature

Pump

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CRMC-N 29 janvier 2004 15

Experiments with D2O- Pout vs time

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 337 361 385 409 433 457 481 505

Pin D2O Pout D2O

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CRMC-N 29 janvier 2004 16

Experiments with H2O- Pout vs time

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 337 361 385 409 433 457 481 505

Pin H2O Pout H2O

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CRMC-N 29 janvier 2004 17

Comparison D2O/H2O

Pin-Pout

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

D2O

H2O

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CRMC-N 29 janvier 2004 18

Energy produced

•Total energy produced, without correction for heat conduction losses: 0.33 MJ

•Assuming 100 kJ/mole : 3.3 moles

•Palladium electrode :1g, i.e. : 0.01 mole

•If D+D He-4 :2.1017 atoms He-4 produced in 21 days, 4.4 107 seconds, 4.5 109 He-4/sec.

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CRMC-N 29 janvier 2004 19

Gold layer on palladium : Biberian

Pd recouvert d'or

0

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2

0 5 10 15 20 25 30 35

Jours

DIC

(W

)

days

Gold plated Pd

XSH

(W

)

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CRMC-N 29 janvier 2004 20

Laser stimulation : Letts-Cravens

DGL565b24

0

50

100

150

200

250

300

350

1 53 105 157 209 261 313 365 417 469 521

Time(min)

Exc

ess

Pw

r(m

w)

Excess Pwr(mw)

Laser on

Laser Polar. change

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Particles detection Helium Tritium Neutrons Protons X-rays

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CRMC-N 29 janvier 2004 22

Arata : Helium-4

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CRMC-N 29 janvier 2004 23

Claytor : Tritium

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CRMC-N 29 janvier 2004 24

Experimental set up : Jones

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CRMC-N 29 janvier 2004 25

Jones : Neutrons

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CRMC-N 29 janvier 2004 26

Experimental set up : Violante

Anode

Electric contact

Metallic thin film (400 A)Plastic support

Electrolyte

Ge Detector

Lead shield

Anode

Electric contact

Metallic thin film (400 A)Plastic support

Electrolyte

Ge Detector

Lead shield

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CRMC-N 29 janvier 2004 27

X rays : Violante

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Transmutation

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CRMC-N 29 janvier 2004 29

Transmutations : Iwamura

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CRMC-N 29 janvier 2004 30

Experimental set up : Iwamura

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CRMC-N 29 janvier 2004 31

Cs Pr : Iwamura

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CRMC-N 29 janvier 2004 32

Sr Mo : Iwamura

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CRMC-N 29 janvier 2004 33

Anomalous Mo : Iwamura

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CRMC-N 29 janvier 2004 34

Transmutation reactions : Iwamura

Sr + 4 D Mo Cs + 4 D Pr

88

38

2

1

96

42133

55

2

1

141

59

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CRMC-N 29 janvier 2004 35

Anomalous Copper : Violante

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CRMC-N 29 janvier 2004 36

Theories

Phonon interaction. Plasmon interaction Bose Einstein type condensation. Electron screening. Hydrinos, Hydrex. Neutrinos.

Page 37: Condensed Matter Nuclear Science (Cold Fusion) Jean-Paul Biberian Maître de Conférence, Faculté des Sciences de Luminy, CNRS / CRMC-N / Université dAix-Marseille

CRMC-N 29 janvier 2004 37

Conditions for CMNS

High loading of deuterium in metals: palladium, titanium…. Metals must have an appropriate metallurgical structure: grain

size, thin film… Dynamic state through pressure change, current variations, laser

stimulation…

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CRMC-N 29 janvier 2004 38

Conferences

ICCFs: ICCF10, in Boston in August 2003, ICCF11 in Marseilles, October 31- November 5, 2004.

Italy regular meetings in Asti. Next one in March 2004. Russia: a meeting every year. Japan : A « Cold Fusion » Society has been created.

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CRMC-N 29 janvier 2004 39

Journals and Web sites

•www.Lenr-canr.org : with 250 000 downloads in a year

•www.cmns.org : New electronic journal with referees

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CRMC-N 29 janvier 2004 40

Laboratories working in the field of CMNS

USA: MIT, SRI International, University of Illinois, Naval Research Laboratory,Portland State University, National Institute of Standard and Technology, Space and Naval Warfare Center San Diego, Los Alamos National Laboratory, Brigham Young University, Northwestern University

Russia: 29 laboratories Japan: Tokyo University,Osaka University, Mitsubishi Heavy

Industries,Yokohama National University, Hokkaido University, Kobe University, Iwate State University, Sapporo University, Hanazono University, Nippon Bunri University

China: Tsinghua University, Southwestern Institute of Physics, Sichuan University, China Institute of Atomic Energy, Chinese Academy of Sciences

France: Marseilles University, CNAM (Paris), EDF. Italy: ENEA, INFN, Pirelli labs, University of Catania, University of

Rome, University of Lecce.

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Conclusion Condensed Matter Nuclear Science is a genuine scientific field. Hydrogen isotopes are involved, mostly at high loading. Excess heat has been measured by numerous laboratories with very different techniques therefore this excludes artefacts. Nuclear ashes have been detected: helium, neutron, gammas, X-rays, transmutation. The mechanism is not the high energy two particles reaction. Theories exist that are compatible with present quantum mechanics. Lot more work need to be done to understand the science and develop technologies.