Z-mașină

Z-machine ( ing.  Z machine , Z Pulsed Power Facility ) este o instalație experimentală și una dintre cele mai mari surse de raze X din lume . Este destinat investigarii materiei in conditii de temperaturi si presiuni extreme . Unitatea aparține laboratoarelor naționale de cercetare Sandia și este situată în Albuquerque , New Mexico , SUA . De asemenea, datele sale sunt folosite în programe nucleare pașnice și militare.

Titlu

Denumirea „Z-machine” se datorează, în primul rând, direcției verticale a radiației ( axa aplicată OZ ) și, în al doilea rând, acționării verticale. Un alt nume pentru configurație este Z-pinch .

Dispozitiv

Z-mașina este un cilindru de 32 m diametru și 6 m înălțime, înconjurat de 36 de conductori electrici radiali de peste 1 m în diametru. În centrul vasului, care este umplut cu apă deionizată pentru izolare , există o cameră de vid cu un diametru de 3 metri. Camera conține așa-numitul Z-Pinch - un dispozitiv special de 300 de fire paralele de tungsten în direcția axei Z, înălțime de 20 cm. Grosimea firului de tungsten este de 10 microni - aproximativ 1/10 din grosimea unui păr de om. În centrul cilindrului de fire este un recipient din plastic umplut cu un amestec de deuteriu și tritiu . Pentru ca fuziunea să fie posibilă , amestecul trebuie comprimat și încălzit rapid. Acest lucru poate fi realizat prin presiunea radiației electromagnetice folosind o mașină cu raze X.

Pentru a crea radiația necesară într-o perioadă foarte scurtă de mai puțin de 100 de nanosecunde, un curent electric de 20 de milioane de amperi este direcționat simultan prin toți cei 36 de conductori radiali. Firele subțiri de tungsten din centru se evaporă, transformându-se într-un gaz ionizat foarte fierbinte - plasmă . Un impuls electric creează un câmp magnetic puternic într-o plasmă conductoare de electricitate, în timp ce au loc compresia și încălzirea - așa-numitul efect Pinch . Materialul pereților din jurul cilindrului este încălzit la o temperatură de câteva miliarde de kelvin . Acest lucru duce la faptul că cilindrul pentru un moment[ clarifica ] emite un impuls intens de raze X cu o putere de vârf de 290 TW. Când acest puls ajunge la capsula cu deuteriu și tritiu, se micșorează sub presiunea radiației la o fracțiune din dimensiunea lor originală și se încălzește. În câteva nanosecunde, se atinge o putere de 80 de ori consumul de energie al întregului Pământ.

Tensiunea necesară pentru a crea un curent atât de mare este generată folosind generatoarele Marx .

Funcționare

În 2003, oamenii de știință au reușit să folosească un impuls de 120 TW pentru a comprima capsula la o șapte din dimensiunea sa inițială [1] . În aceste condiții, formarea unui nucleu de heliu din nuclee de deuteriu și tritiu a devenit posibilă . Oamenii de știință estimează energia eliberată la 4 MJ.

În 2006 s-a cunoscut că cu ajutorul instalației se poate obține plasmă cu o temperatură de peste 2 miliarde kelvin.

Datorită tensiunii foarte înalte, echipamentul de alimentare este scufundat în camere pline cu ulei de transformator și apă deionizată , care acționează ca izolatori. Cu toate acestea, pulsul electromagnetic creează o strălucire în jurul obiectelor metalice.

Perspective

După finalizarea experimentelor, este planificată construirea unei mașini de o nouă generație de dispozitive - ZR-Machines. Este planificată creșterea pulsului de raze X la 350 TW.

Vezi și

Note

  1. ↑ Sandia National Laboratories - Comunicat de presă - Z produce neutroni de fuziune (26 noiembrie 2005). Data accesului: 29 ianuarie 2017. Arhivat din original la 26 noiembrie 2005.

Link -uri

În limbi străine

În rusă