導入
Z マシンは世界で最も強力な X 線発生装置です。これは、アメリカ合衆国ニューメキシコ州アルバカーキにあるサンディア研究所のメインサイトにあります。温度と圧力の極端な条件にさらされる材料を制御するように設計されており、主に核兵器のコンピューターシミュレーションに必要なデータを収集するために使用されます。
また、最近の実験のおかげで、核融合エネルギーの分野に新たな展望を開くことも可能になりました。
この発電機の最も印象的な点は、2006 年以降、水爆の 4 ～ 6 倍高い温度を生成できることが証明されていることです。
動作原理
この実験装置は、中心に円筒形のターゲットを備えた円筒形のケージ (または空洞) で構成され、周囲には髪の毛よりも細い数百本のワイヤー (元はタングステン製) があり、内部には特別に調整された「泡」も入れることができます。この用途のために。得られる結果を改善することを目的として、ワイヤの構成と組成の多くのバリエーションが実験されてきました。
このプロセスは、数ナノ秒で互いに続くいくつかの連続フェーズで構成されます。簡略化すると次のように説明できます。
- 非常に強い電流(2,000 万アンペア) がワイヤに送られ、各ワイヤの蒸発が進行し、ワイヤの残りの部分にプラズマシェルが形成されます。
- この導電性シェル内の電流は増加し続けます。自身の磁場の影響下で、この電流はプラズマをラプラス力にさらし、挟むことによって激しい収縮を引き起こします。
- このプラズマの収縮により、イオンと電子がキャビティの軸に向かって、それを超えることのできない「停止点」まで投影されます。次に、その運動エネルギーは、X 線の「フラッシュ」の形で電磁エネルギー(電子制動放射線) に変換されます。
- Xフラッシュは衝撃波現象により対象を激しく圧縮する。
電気インパルスは、コンデンサーとして機能する水で満たされたタンクにエネルギーを蓄える 36 個のマルクス発電機のセットによって生成されます。これらの発電機はスパーク ギャップによってトリガーされ、ほんの一瞬で非常に強力な放電を可能にします。
新しい視点
2006 年 3 月にサンディア社によって結果が公表された最近の実験 (2004 ～ 2005 年) では、ワイヤーネットワークの直径を大きくし、タングステンワイヤーを鋼線に置き換えることで、プラズマ生成のイオン温度 20 ～ 30 億の測定が可能になりました。度。これまで、人間が設計した装置で、中型の星の中心温度（10 7 ～ 10 8度程度）よりもはるかに高い温度を示すことができたものはありませんでした。この温度は、水素、重水素、または三重水素原子の融合に必要な温度よりもはるかに高く、実際にはそうではないとしても、理論的には、水素原子とリチウムやホウ素などのより重い原子との融合が可能になります。これら 2 つの反応には、重水素と三重水素をベースとする反応には当てはまらない、中性子や放射性廃棄物が生成されないという点で、真にクリーンであるという利点があります。
放射された電力は、プラズマ圧縮中に発生する運動エネルギーの推定値を初めて (3 ～ 4 倍) 超えました。この余分なエネルギーの起源は、説明を試みる稀な試みしか発表されていないため、依然として不確かなままです。
現時点で最初のものは、インペリアル・カレッジ・ロンドンのプラズマ物理学の教授兼研究者であるマルコム・ヘインズのものである。これは、収縮の最終段階で無数の MHD 微小不安定性が出現する可能性を強調しており、その運動エネルギーがイオンに伝達され、それによってプラズマの温度が上昇し、その後電子の温度が上昇し、放出によって電子が放出されると考えられます。 X線。
