质子–LaB\(_{6}\)辉光放电系统中过量热量产生的量热学证据

《Scientific Reports》：Calorimetric evidence for excess heat generation in a proton–LaB\(_{6}\) glow-discharge system

　　

摘要

通过连续量热法对在低压氢气环境下运行的高功率质子–LaB\(_6\)辉光放电系统进行了研究。在长时间放电的特定工作条件下，可重复观察到热量输出超过电输入的情况。该实验系统旨在研究非平衡等离子体条件下的高功率质子–LaB\(_6\)辉光放电现象，其中LaB\(_6\)既作为含硼材料，又作为热电子稳定性良好的阴极材料。量热系统依据ISO/IEC 17025标准进行了多次校准，且在运行过程中持续监测电输入功率和水冷系统的热量输出。在更高功率的放电条件下，多次实验中观测到积分增益值超过1。这类现象并非在所有放电条件下都会出现，而是在等离子体不稳定性更为明显的特定工作条件下更频繁地出现。在相似的量热条件下使用钨阴极进行的对照实验并未重现同样的高增益现象。对使用过的LaB\(_6\)阴极进行的SEM-EDS分析显示，经过长时间等离子体作用后，这些阴极出现了氧化、侵蚀、重新沉积以及表面局部显著变化。基于阴极质量损失的热化学估算结果仍远低于观测到的能量过剩值。目前，这种能量过剩现象的物理成因尚未明确。因此，本研究主要是报告在特定非平衡工作条件下，于质子–LaB\(_6\)辉光放电系统中获得的经校准的实验观测结果。