Camillo Franchini peer reviewed

Scientificast.it è il "primo podcast scientifico italiano". Curiosamente per saperne qualcosa sull'E-Cat -- o meglio sulle LENR in generale -- si è rivolto proprio al nemico giurato della fusione fredda in Italia, come possono testimoniare tanti ricercatori e scienziati in gamba di INFN, ENEA ecc. (si legga per esempio Electrochemical compression of hydrogen inside a Pd-Ag thin wall tube, by alcohol-water electrolyte, che ho evidenziato in questo blog qui e qui). 

Parlo naturalmente del chimico nucleare Camillo Franchini -- soprannominato Dr Cold Fusion dalle sue iniziali -- ex supervisore dell'unico reattore nucleare italiano il Galileo Galilei del CAMEN, personaggio notoriamente intollerante alle evidenze empiriche, a ogni anomalia contrarie alle teorie accreditate, a tutto ciò che non è raccolto nelle banche-dati di fisica nucleare, dove - a suo avviso - si può trovare ogni risposta ai segreti dell'universo, evidentemente anche a quelli che ancora non abbiamo scoperto e classificato. Ben ammanicato con ambienti chiave della politica e della grande industria italiana, è socio CICAP di lunga data, pure se ultimamente le sue intemperanze scientico-negazioniste gli hanno valso reprimende persino dalle sue stesse fila.

Ecco l'intervista in questione, pazientemente sbobinata e sottoposta a una prima peer reviewed da parte del nostro OTC.

Negli studi di Scientificast Paolo Bianchi e Simone Angioni.

File mp3 di tutta la puntata n. 4 (intervista da 0:50:30 a 1:12:07) o della sola intervista.

Grazie Camillo per aver accettato la nostra proposta di intervista. Se sei d'accordo partiamo subito con le domande così non ci perdiamo in convenevoli.

Sono d'accordo.

Allora… noi parliamo di fusione nucleare quindi la prima domanda che viene spontanea è: che cos'è la fusione nucleare e come avviene.

Si... la fusione e la fissione nucleare sono concetti purtroppo entrati nella coscienza di tutti perché legati alla tecnologia militare ed alle centrali nucleari di infausta memoria, diciamo così.
La fissione consiste nella rottura… nella frantumazione del nucleo di particolari isotopi di metalli come U-235  e Pu-239 con formazione di due nuclei più leggeri con conseguente emissione di una grande quantità di energia termica derivata dal fatto che i frammenti di fissione ed i neutroni che li accompagnano si allontanano a grande velocità da un centro di massa comune… e questa è energia termica, è energia cinetica che diventa energia termica.
Mentre la fissione riguarda nuclei pesanti di struttura complessa, la fusione avviene tra nuclei di piccola massa, come il deuterio (D) ed il trizio (T), forme particolari dell'idrogeno, o isotopi dell'idrogeno. La collisione D-D e D-T, al di sopra di una certa energia di soglia, porta alla fusione dei nuclei con formazione di isotopi di He, di neutroni e di radiazione gamma che rappresentano, per così dire, la cenere della fusione, la sua caratteristica identificativa; devono essere sempre presenti tutti, sia la radiazione gamma, sia i neutroni sia gli isotopi di elio, che possono essere 3He o 4He a seconda del tipo di reazione di fusione.
La fissione e la fusione sono reazioni fortemente esotermiche, producono cioè calore, in forma esplosiva oppure controllata come avviene nei reattori nucleari.
Prescindiamo dalle fusioni in successione che avvengono sulle stelle e portano alla nucleosintesi, queste non ci interessano perché non sono mai realizzabili sulla terra.
Prescindiamo anche dalla fusione solare che parte dalla reazione protone-protone, una reazione molto difficile, che richiede l'intervento della forza debole (o forza di Fermi o di Fermi - Klein) , che non può essere scatenata dall'uomo, dato che richiede l'intervento di oggetti definiti in maniera “strana”, i bosoni vettori dotati di una carica elettrica elementare la cui massa è pari addirittura a quella di 86 protoni, entità ottenuta al CERN, da Rubbia, dopo aver potenziato l'acceleratore.  

OTC: qui Franchini fa probabilmente una critica implicita alla teoria di Widom-Larsen, a tutt'oggi la più accreditata per spiegare le LENR ed in corso di validazione da parte della NASA, in quanto tale teoria chiama in causa l'interazione debole, e Franchini ritiene assai difficile che l'interazione debole possa essere sfruttata e/o controllata.


Per questo motivo il sole brucia, non esplode, ha difficoltà a generare i neutroni che gli servono per la produzione di He.
Sulla terra le solo fusioni praticabili sono quelle tra gli isotopi dell'idrogeno, le D-D e D-T, che avvengono ad energie relativamente basse raggiungibili anche per via termica, come avviene ad esempio nelle esplosioni militari.
Questo è possibile perché non deve essere coinvolta la forza nucleare debole.
La reazione D-D avviene per semplice collisione dei due nuclei, e deve essere superata la barriera di potenziale coulombiana. Per la D-D basta un acceleratore che faccia collidere nuclei di deuterio accelerati a circa 150Kev con molecole di deuterio assorbite da reticoli di titanio (o di scandio). Questi acceleratori, ed i bersagli di titanio o scandio caricati con deuterio elementare sono oggetti comunemente in commercio usati per produrre flussi di neutroni di 10^6 neutroni per cm^2 al secondo, usati per scopo scientifico, credo anche in medicina.
Nella banca dati BNL, che sarebbe il Brookhaven National Laboratory americano, sono riportati i riferimenti bibliografici di una quarantina di articoli che descrivono le condizioni sperimentali di queste reazioni relativamente semplici.
La reazione di Fleischmann e Pons presentata nel 1989 è certamente la più nota e studiata, non viene mai riportata come reazione fredda.

Ecco, a questo proposito, esiste una banca dati che contiene informazioni aggiornate sulle reazioni nucleari, è un argomento sempre in evoluzione oppure è abbastanza “concluso” ?

È un argomento certamente in evoluzione e mai concluso in pratica. Lo dimostra il fatto che esiste una gigantesca banca dati del BNL, ed è la IAEA che praticamente ripete le stesse cose, è quasi una ripetizione, una copia di quello che fanno là, credo che la IAEA sia una ripetizione dei dati ricavati e conservati al BNL. La IAEA sarebbe la International Atomic Energy Agency

Si, si…

sono descritti ben 19106 esperimenti a tutt'oggi, l'aggiornamento è circa trimestrale ed attualmente l'archivio è aggiornato al 3/10/2011, quindi non c'è niente di più preciso e più accurato direi, e di più attuale.
Ci sono anche le reazioni di Fleischmann e Pons e di Focardi e Rossi, ma non sono fredde, ed i dati raccolti dimostrano che non possono essere fredde, basta controllare l'andamento della sezione d'urto in funzione dell'energia di impatto.
La sezione d'urto è, diciamo, una misura della probabilità che una reazione avvenga in funzione dell'energia di impatto delle particelle che devono reagire.
In quella banca dati non sono riportate reazione LENR, cosiddette fredde, e piezonucleari. Di ogni reazione viene fornita la sezione d'urto (in questa banca dati) ed una quantità di altri dati. L'accesso è libero, ma per interrogare correttamente l'archivio ci vuole una notevole competenza, non è di accesso immediato, bisogna essere un po' gente del mestiere, o chimici o fisici, ecco. E sono a disposizione di chiunque desideri dati numerici, tabelle, diagrammi o altre informazioni su qualsiasi reazione LENR. Sono in grado di dimostrare che la reazione proposta è stata studiata, voglio mettermi a disposizione di chiunque voglia interrogare questa banca dati, la reazione proposta è stata studiata, realizzata, ma non ha la possibilità di essere low-energy.
Ovviamente la reazione, e questa è una cosa su cui insisto, la reazione deve essere scrivibile, non deve contenere difetti di forma, non possono dire “sottoponiamo a pressione un blocco di granito e ne ricaviamo dei neutroni”,

OTC: Qui CF fa riferimento agli studi del Prof. Carpinteri, Ordinario di Scienza delle Costruzioni al Politecnico di Torino, relativamente alle reazioni piezonucleari, ovvero prodotte da pressione (qui il video si una recente conferenza).

una descrizione del genere non mi consente di interrogare la banca dati BNL, devono essere reazioni scrivibili, e non avere difetti di forma.
Si può dubitare della validità delle banche dati, ma allora il confronto diventa duro, un confronto tra la comunità scientifica mondiale e pochi eccentrici, quindi bisogna stare molto attenti a criticare queste banche dati. Lo dico perché molti lo fanno, pensano che siano ambienti di pertinenza esclusiva degli accademici

Beh di fatto come dicevi tu in un certo senso lo sono, nel senso che serve una certa competenza per poterli consultare, parlavi di oltre diciannovemila esperimenti descritti, quindi diciamo che queste banche dati danno una buona idea di quale sia lo stato dell'arte delle conoscenze a proposito delle reazioni nucleari

Si, non ci sono complotti, non ci sono tentativi di insabbiare, se cominciamo a ragionare in questi termini qui allora davvero non c'è confronto tra la scienza “accademica”, comunemente accettata, e queste persone

Ci deve essere una certa distinzione tra un'affermazione “a caso” ed un'affermazione circostanziata da esperimenti e prove

Si, se mi criticano la banca dati BNL, mi tolgono ogni possibilità di confronto

Beh, andiamo avanti: volevo chiederti che differenza c'è tra la fusione calda e la fusione fredda... prima avevi detto che la fusione calda è quella che avviene militarmente, nelle bombe atomiche

La fusione calda è diversa da quella militare, utilizzata nelle bombe H, avviene sempre con l'aiuto di un generatore di potenza, modesta, ma non è necessario avere gli acceleratori del CERN, ecc, basta un oggettino grande come un calcolatore desktop, sono acceleratori molto piccoli, però ci vuole un acceleratore. Se la reazione è la D-T, l'energia di impatto può essere di soli 120Kev, la D-D e la D-T avvengono sempre con produzione di neutroni e di gamma, come ho detto prima. La reazione fredda proposta da Fleischmann e Pons e da Preparata è una reazione a-neutronica ed a-gamma, ovvero che non prevede la produzione di neutroni e raggi gamma. Per questa ragione non è mai stata modellizzata in modo accettabile. Preparata ha elaborato la teoria dei tre miracoli (la definizione è sua, è contenuta nel suo trattato di QED, Elettrodinamica Quantistica, scritta da lui, diversa da quella di Feynman in realtà), per indicare che i tre punti non erano “generally accepted” dalla comunità scientifica. I tre miracoli sono rimasti una curiosità… una teoria bizzarra in realtà:  [OTC: se fossero spiegabili con le conoscenze attuali, Preparata non li avrebbe definiti “miracoli”...] nessuno crede che la branching-ratio sia modificabile (la branching ratio sarebbe la possibilità… la frazione secondo cui una reazione può avvenire secondo diverse modalità). Nel caso della D-D le modalità sarebbero 3, ma non val la pena di entrare nei dettagli.  

OTC: I possibili “percorsi” (branch) della  reazioni di fusione D-D sono i seguenti:


(a) D + D -->³He (0.82 MeV) + n (2.45 MeV)
(b) D + D -->T (1.01 MeV) + p (3.02 MeV)
(c) D + D --> ⁴He + gamma (23.85 MeV)
La sezione d'urto (probabilità) di (a) e (c) è più o meno identica, mentre quella di (c) è 10^7 volte inferiore a quella di (a) e (b). Se la fusione fosse a-neutronica, dovrebbe per forza seguire il percorso (c) che però si è rivelato quello a probabilità più bassa (questo è uno dei “miracoli” di Preparata).

Né crede che gamma da 24MeV possano produrre calore sensibile, cioè calore misurabile con un termometro, per intenderci. Con i gamma non scaldi niente, non si aumenta la temperatura di un corpo, anche se trasportano molta energia, perché il gamma per essere assorbito richiede una grande massa di materiale, per cui l'aumento di temperatura non esiste, la temperatura rimane quella ambiente

Si… in parte hai già risposto anche alla prossima domanda, comunque te la chiedo lo stesso in maniera esplicita: esistono quindi degli elementi rivelatori per dimostrare che si tratta di fusione nucleare (fredda o meno) e non di una banale reazione chimica ?

Eh si, esiste eccome: tutte le reazioni nucleari portano a nuclei caldi, per così dire, la “sofferenza” della nascita, nascono in maniera piuttosto violenta, per cui sono caldi, sono instabili. Il nucleo caldo si “rilassa” con emissioni varie, la più semplice delle quali è un decadimento gamma “puro”. Nel caso della fusione il segnale rivelatore è la presenza di neutroni e di radiazione gamma (io parlo della fusione che abbiamo definito prima, quindi D-D e D-T), non conosciamo altre fusioni.
Basta una semplice apparecchiatura di fisica sanitaria per rilevare la presenza di fusione nucleare,  perché basta rilevare gamma o neutroni.

Tu la butti sul semplice, tuttavia negli ultimi anni sono state fatte molte dichiarazioni abbastanza sensazionali nell'ambito della fusione fredda, in seguito sono state smentite dai dati sperimentali ed il tutto si è concluso con un nulla di fatto. Ma perché è così difficile determinare se la fusione fredda è reale o se si tratta di un abbaglio ?

L'ho detto un po' prima: una fusione D-D (che è quella di Preparata, Fleishmann e Pons, ecc), e quella che stanno studiando in questo momento a Frascati [OTC: si riferisce agli studi del prof. Celani presso i laboratori INFN di Frascati] che non comporti la produzione di neutroni e di gamma, non ha ancora trovato un modello teorico accettabile. Gli articoli che descrivono la fusione fredda non reggono ad una peer-review. Non bisogna dimenticare che il rapporto 41 di Del Giudice, De Ninno, Frattolillo e Preparata non è stato accettato, se ricordo bene, da ben 5 riviste scientifiche, e di questo si sono molto lamentati.  

OTC: Ricordiamo che il Rapporto 41 è stato voluto da Rubbia, e che si tratta di uno studio quasi esclusivamente sperimentale, volto ad accertare la presenza di prodotti di fusione, in particolare 4He. Tali misure sono estremamente complesse e per completare ed approfondire lo studio in modo da agevolarne la pubblicazione, sarebbero serviti altri fondi, che però non sono mai arrivati.

È rimasto soltanto un rapporto interno ENEA. Lo stesso vale per il paper di Focardi e Rossi, che non è nemmeno stato accettato da arXiv, che addirittura è privo di peer-review, quindi non esiste una letteratura accademica di qualità sulla fusione fredda. I brevetti relativi alla fusione fredda sono respinti da molti anni. La fusione fredda è materia che appassiona soltanto 190 persone in tutto il mondo, tanti sono gli associati alla International Society for Condensed Matter Nuclear Science,  [OTC: Fra di essi ci sono anche Premi Nobel, come Brian Josephson, membri della Royal Academy of Science, ecc.] che si riunisce con cadenza annuale insieme alla ICCF (International Conference on Cold Fusion). Quindi sono molto pochi per una ricerca che ha grandi ambizioni, 190 persone sono “nessuno”, se la materia avesse interesse si sarebbero buttati a “corpo morto” su una materia del genere, soprattutto perché si tratta di produrre energia in quantità illimitata ed a buon prezzo.

A questo punto viene spontanea la domanda successiva: in ordine di tempo l'ultima uscita nel campo delle invenzioni riguardo alla fusione fredda riguarda il prototipo costruito dall'ing. Andrea Rossi e basato sulle idee del professor Sergio Focardi che abbiamo già citato in precedenza. Su quale principio di basa questa nuova invenzione ?

Si basa sulla convinzione che esista un catalizzatore che favorisca la interazione tra un protone ed un nucleo di Nickel, producendo un nucleo di rame, e sulla convinzione che la reazione sia esotermica. Le obiezioni sono due: in realtà le reazioni nucleari non sono catalizzabili,
questo è un principio inderogabile della scienza nucleare, ed infatti avvengono solo per urto diretto tra nuclei : a che livello del processo potrebbe collegarsi un fenomeno catalitico? 

OTC: Questo non è esatto: la fusione nucleare catalizzata da muoni è un esempio di come anche le reazioni nucleari possono essere catalizzate e realizzate ad energie molto più bassa, dal momento che il catalizzatore ne aumenta la loro sezione d'urto. Tale reazione catalizzata, tranquillamente accettata dalla comunità scientifica, avviene a basse temperature molti studiosi la annoverano a “pieno titolo” tra le LENR. Fu proprio in occasione della scoperta di tale tipo di fusione (fine anni 50) che per la prima volta che venne coniato il termine di “fusione fredda”.
Si veda ad esempio questa pagina di wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Muon-catalyzed_fusion, oppure questa presentazione dell'INFN: http://theor.jinr.ru/~mcf07/reports/Kimura_mcf07.pdf .
Cercando i termini “muon catalyzed fusion” nel database del CERN escono più di 70 articoli.
Tale tecnica non è ancora sfruttabile industrialmente in quanto l'energia necessaria per produrre i muoni è (leggermente) maggiore di quella che si ottiene dalla fusione; la ricerca in questo campo è molto attiva specialmente in Giappone ed Australia.
C'è da dire che la fusione catalizzata da muoni non fa “miracoli”, ovvero presenta comunque le caratteristiche “classiche” della fusione nucleare (gamma e neutroni), ma avviene a temperature ed energie inferiori.
Sarebbe interessante verificare se questa forma di fusione catalizzata è presente nei database BNL/IAEA.

Si tratta di elementi elementari, una collisione tra due corpi, inoltre la reazione non è esoergonica, perché bisogna tener conto che il nucleo di rame che si forma è caldo; io ho fatto dei calcoli su questo punto, e li ho anche messi in rete, tuttavia anche se l'interazione descritta da Rossi avvenisse, non si spiega perché si produce calore sensibile, dato che i gamma derivanti dal decadimento del nuovo nucleo formato non possono produrre calore sensibile, a causa di un LET (Linear Energy Transfer) molto basso… si sa, un gamma cede un po' di energia qui, poi un po' più in là, non è come un alfa che cede tutta la sua energia in un percorso molto, molto breve, e quindi può localmente scaldare.

 

OTC: effettivamente non è chiaro dal punto di vista teorico da dove venga fuori il calore in eccesso, o più in generale che cosa succeda dentro il reattore. Sarebbe interessante a proposito avere accesso alla teoria elaborata dal prof. Piantelli.

Dunque, per concludere, per tirare un po' le fila di quanto ci siamo detti, ad oggi quali sono le prove che sono state eseguite sul prototipo di Rossi e quale sarebbe la prova necessaria per giungere ad una posizione definitiva e condivisa sulla questione

Nessuna prova è stata prodotta in realtà, al di fuori che l'oggetto produce calore, in quantità discussa … stanno discutendo tuttora su come fare le misure calorimetriche, forse avrà seguito la questione. La prova più semplice sarebbe la misura di gamma associati alla produzione di nuclei caldi di rame. Una misura gamma la fa anche un fisico sanitario, basta uno strumento da laboratorio molto elementare. Se non si trovano gamma, non c'è niente di nucleare. Questo è tutto. 

OTC: questo è certamente condivisibile, aggiungerei anche una prova spettrometrica per individuare eventuali trasmutazioni. Sarei curioso di sapere se Franchini sarebbe d'accordo nell'approfondimento degli esperimenti del famoso Rapporto 41, che sostanzialmente aveva lo stesso scopo, ovvero quello di determinare se nelle celle a Deuterio-Palladio avvenivano reazioni nucleari.

Chiarissimo... grazie per aver risposto alle domande, e spero sarai nostro ospite ancora nel caso ci siano sviluppi futuri su questo argomento, e magari su altri argomenti che riguardano la chimica nucleare.

Si, mi tengo a disposizione volentieri perchè l'argomento è di grande attualità a quanto pare.
 
 OTC: Qualche considerazione conclusiva: tutto la ricerca sulle LENR si basa sul fatto di rompere un “tabù”, ovvero di provare a  “catalizzare” le reazioni di nucleari, aumentandone la sezione d'urto in modo da renderle possibili ad energie più basse ed in maniera meno “violenta” rispetto a quella standard (dove sostanzialmente i nuclei vengono accelerati e “sparati” contro un bersaglio).

La fusione catalizzata da muoni è un primo passo, poi le linee di ricerca sulle LENR si articolano nei seguenti filoni:

• fusione alla Fleischmann/Pons (Palladio + Deuterio, dove l'elemento catalizzante sarebbe la matrice metallica del Pd)
• reattori a Ni-H (dove il catalizzatore è segreto)
• reazioni piezonucleari (catalizzate da energia meccanica, prodotta attraverso frattura o cavitazione)

La teoria di Widom-Larsen attribuisce ai neutroni a bassissima energia (ULMN, Ultra Low Momentum Neutrons) il ruolo di catalizzatori delle reazioni nucleari.

Non c'è consenso unanime nella comunità scientifica sulla possibilità di ottenere reazioni nucleari “catalizzate”, ma molti indizi lasciano intendere che ciò sia possibile. L'esperimento più “probante” in questo senso è sicuramente quello di Arata, svoltosi nel 2008 presso l'Università di Osaka, dove con uno spettrometro di massa ad altissima risoluzione si rileva la presenza di 4He in una cella di Palladio/Zirconio caricata a Deuterio, segno inequivocabile di fusione nucleare. In ogni caso ricordiamo che l'esperimento di Arata non è stato però pubblicato in una rivista peer-reviewed.