ماكينة Z وLTD
ماكينة Z المزودة بتقنية LTD
بواسطة جوليان جيفراي
21 مايو 2007
تبدأ الأنشطة والأخبار المتعلقة بالاندماج النووي من جديد بفضل ماكينة Z، على الأقل في الولايات المتحدة. أما ماكينة Z الفرنسية "سبينكس" فهي مختلفة، لأن DGA قد أغلقت كل شيء بالفعل، كما يمكنك ملاحظته من خلال قراءة هذا المقال الذي ظهر في جريدة "ليس إكو" بتاريخ 16 مايو 2007 :
**
* *****
**** **
**
ليس إكو
16 مايو 2007
المهارات
النووي
ماكينة Z الفرنسية ترفض الطاقة
صغير "سبينكس".
في وسط قوقو، في مركز دراسات جرامات (CEG)، تقوم DGA بتشغيل ماكينة Z فرنسية صغيرة (2.5 مليون أمبير)، تسمى "سبينكس" منذ بضع سنوات. وكما أختها الكبيرة الأمريكية، تُستخدم بشكل رئيسي لاختبار مقاومة الرؤوس النووية.
بما أنها تختلف، لن تعرف أي تجارب مدنية. قبل بضع سنوات، حاول الباحثون في جرامات إقناع مشرفهم العسكري بالتوسع في أبحاثهم، دون نجاح.
عندما سُئل من "ليس إكو"، أوضح "الشديد التحمس" لـ CEG أنه لا يملك أي مشروع طاقة اليوم. هذه الحذر في الاستثمار يثير قلق الخبراء في مجال التقلص.
تُهدد المهارات الفرنسية في هذا المجال الكهربائي القوي.
في بريطانيا، ماكينة مماثلة، ماكينة "ماجبي" من كلية إمبريال (1.4 مليون أمبير)، تعمل بنشاط على التقلص المغناطيسي، وخاصة بتمويل أمريكي. ليست قوية بما يكفي للوصول إلى أهداف ماكينة Z النووية، لكنها تُستخدم من قبل الأمريكيين لتعزيز أبحاثهم حول التقلص نفسه. وربما يخطط الروس أيضًا للاستثمار في هذا المجال البحثي.
ملاحظة: "التقلص" هو الترجمة الفرنسية لـ "pinch"، والتي تعني "الإمساك". وبالتالي، ماكينة Z تندرج ضمن فئة ماكينات البلازما المعروفة باسم "Z-pinch"، حيث يتم "إمساك" البلازما وفق محور التماثل OZ للنظام. جميع ماكينات Z-pinch هي أيضًا ماكينات MHD، وهي تخصص كان فرنسا في مقدمة العالم فيه منذ ... ثلاثين عامًا، وقد تم التخلي عنها تمامًا وعمداً في منتصف السبعينيات. كما أن غياب رد فعل الجهات الرسمية يحتوي أيضًا على نسبة كبيرة من سوء الفهم واللامهارة. على سبيل المثال، MHD العسكرية موجودة تمامًا في فرنسا، بينما في الولايات المتحدة وروسيا وغيرها من البلدان... تتحرك بسرعة. يمكن تلخيص ذلك بعبارة واحدة:
بينما تسير الدول الأخرى بسرعة، يقف الفرنسيون على المكابح
ملاحظة أخرى: تم تعيين ألان جوبه "وزير البيئة". وبهذه الصفة، تم دعوة عدد كبير من ممثلي الجمعيات التي تركز على حماية البيئة. ولكن هذا لا ينفصل عن إجراءات فعالة لدعم مصادر الطاقة الجديدة. وهنا، غياب كامل. غياب الدافع، ولكن أيضًا المعلومات والمهارات. ولكن دعنا نعود إلى موضوع المقال.
في الولايات المتحدة، الأخبار المتعلقة بمحطات LTD من الجيل الأخير مثيرة للاهتمام، والتطورات أسرع من المتوقع. نشر مختبرات سانديا بيانًا صحفيًا في 24 أبريل 2007 بعنوان:
Impulsions ultra-brèves rapprochent un peu plus la Z-machine d'un générateur à fusion à haut rendement (الانفجارات السريعة تقرب ماكينة Z من محطة توليد الطاقة النووية بالاندماج بعائد عالي)
يصف المقال، الذي تم ترجمته بالكامل لاحقًا على هذه الصفحة، محطة تُسمى LTD (لـ Linear Transformer Driver) والتي يمكن ترجمتها إلى "مفتاح تحويل خطي" والتي ستسمح فعليًا باندماج نووي مُدار يمكن استخدامه في ماكينة Z. سيجعل LTD ماكينة Z أصغر وأقل تعقيدًا، من خلال جعل خزان الماء والزيت الضخم والخطوط المائية التي كانت ضرورية لتعديل النبض في الوقت غير ضرورية. وسيسمح أيضًا بإجراء إطلاقات متكررة بتردد 0.1 هرتز، حيث لا يمكن ماكينة Z الحالية إجراء إطلاق سوى مرة واحدة في اليوم! لا تشكل محطات LTD مفاجأة حقيقية، لأن ماكينة Z الفرنسية "سبينكس" مزودة بها منذ فترة طويلة. والجديد هنا هو الأداء الذي حققه الروس مع نموذجهم الأخير LTDZ:
محرك LTDZ الروسي بقدرة 100 جيجاواط: 1 مليون أمبير و100 كيلوفولت
القطر: 3 أمتار - العمق: 22 سم
لنشرح ببساطة محرك LTD: إنه مجموعة مكونة من "البلاط"، كل منها بحجم صندوق أحذية يحتوي على مكثفين ومحول. متصلة بالتيار الكهربائي بشكل متوازٍ ومرتبة في دائرة في النسخة التي نهتم بها، 40 من هذه "البلاط" تشكل "غرفة" واحدة على شكل حلقة.
مخطط مقطع لـ "بلاط" يشكل جزءًا من LTDZ
1: مكثفان GA 31165 (100 كيلوفولت، 40 نانوفاراد)، 2: مفتاح متعدد الفجوات HCEI، 3: فوهة الإخراج، 4: نواة مغناطيسية، 5: عزل، 6: غرفة فراغ أو زيت، 7: غرفة الشحن، 8: قضبان من الكابرولاكتام
هذه النسخة الروسية، الأحدث حاليًا، تُختبر في معهد الإلكترونيات ذات التيار العالي (HCEI) في تومسك في سيبيريا، حيث اشترت مختبرات سانديا أربع منها مؤخرًا. لاحظ التقارب الأمريكي الروسي في مجال الاندماج عبر Z-pinch... هذا LTD الروسي، الأقوى في العالم (100 جيجاواط)، قادر على إنتاج 1 مليون أمبير بجهد 100,000 فولت، في نبضة تدوم بشكل طبيعي 100 نانوثانية (إذن دون الحاجة إلى ضغط مدة النبضة). كما تم تصميمه للقيام بإطلاق كل 10 ثوانٍ! والآن، هذه هي المعدل المحدد لمحطة مستقبلية للاندماج النووي عبر التقلص المغناطيسي تعمل فعليًا، والتي ستُعمل ببساطة كمحرك "ديتربا" (ضغط، توسع).
يبدو أن المفهوم موثوق. النسخة السابقة من هذا LTD، وهي نفس الشيء ولكن بقوة نصفها (20 بلاطة تنتج 0.5 مليون أمبير بجهد 100,000 فولت) قد تم التحقق منها من قبل مختبرات سانديا بعد دورة أكثر من 11,000 إطلاق. في تومسك، قام مفتاح بإجراء أكثر من 37,000 إطلاق كل 12 ثانية.
بما أن هذه الغرف قابلة للتوسيع، تخطط سانديا لتركيبها كأصابع مقلية على قضيب وثم مضاعفة هذه القضبان. سيكون هناك 70 وحدة أسطوانية موزعة بشكل شعاعي، كل منها تحتوي على 70 LTD مكدسة بشكل محوري. كفاءة هذه التكوين لا يمكن التغلب عليها:
- في كل وحدة، طولها حوالي عشرين مترًا، يتم توصيل 70 LTD الداخلية بالتسلسل لزيادة جهودها. وبالتالي، ستنتج كل وحدة تيارًا قدره مليون أمبير وجهدًا قدره سبعة ملايين فولت.
- سيتم توصيل 70 وحدة بشكل متوازٍ لزيادة تياراتها، مما يعطي في النهاية آلة تُنتج 70 مليون أمبير بجهد سبعة ملايين فولت.
مشروع سانديا "IFE driver" بقطر 104 أمتار.
70 مليون أمبير، 7 ملايين فولت، 490 تيرافولت نظريًا. 70 وحدة من 70 LTD كل منها تمثل إجمالي 392,000 مكثف.
مع الأخذ في الاعتبار الخسائر غير المتجنبة، مثل تلك التي تحدث على طول خطوط النقل المغناطيسي (MITL)، تخطط سانديا لاستخدام 60 مليون أمبير بجهد 6 ملايين فولت. سيؤدي ذلك إلى قدرة تبلغ 360 تيرافولت قبل التغذية بالهدف.
سيتم وضع هذا المعدّ للاختبار على مستوى، وفقًا لخريطة موضحة. وقد اقترح العلماء الروس أيضًا تثبيت هذه الوحدات بشكل عمودي. يمكن حتى تخيل تناظر كروي. كما قال أحد العلماء العاملين في الموضوع: "إنها مثل لعب لعبة ميكانو..."
مخطط تركيب LTD
إنها... روسية، ببساطة. فكرة بسيطة. التقدم كبير. كما ذكر في نص سانديا (الذي يعيد ما قلته منذ فترة طويلة. أول مرة تحدثت عن "الديتربا بالاندماج" مع مكثف MHD كانت في "ساينس أند في" عام 1975، أعتقد) هو مسار للاندماج التفاعلي، من خلال الضغط. "محرك الانفجار" مقابل "الماكينة البخارية" للقرن الثالث عشر: إيتير.
إذا عدنا إلى عدد يناير 1979 من "Pour la Science"، سنجده يحتوي على ماكينة Z في شكلها الأصلي، المبنية في سانديا بواسطة يوناس. كانت القوة بالفعل كبيرة، لكنها كانت تفتقر إلى التركيز. قال جيerald لي بفمه في 76، عندما قابلته في سانديا: "نستطيع تركيزه في حجم بحجم بيضة طائر، لكننا لا نستطيع تحسينه أكثر". كان التقدم الأساسي هو "السلة المغلقة"، "الأنبوب المعدني" الشهير الذي سمح بتركيز لم يُتخيله أحد من قبل. تم تركيز 24 خيطًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، موزعة على أسطوانة بقطر 8 سم وفقًا لحبل بلازما بقطر 1.5 مم. وهنا تبدأ درجة الحرارة بالارتفاع، bingo ! أما بالنسبة للباقي، فهو كهرباء قوية، منذ زمن بعيد. يجب إضافة حيلة الروس الشهيرة، الذين يسرعون في خفض الأسعار. لم يتأخر الروس في أخذ الكرة، وفهموا ما يخفيه تجربة 2005 مع درجات بلغت 3.5 مليار درجة. مع معرفة جيدة بأنها لا تمثل أي حد. إنها 35 مرة درجة الحرارة التي تحققت في JET من Culham، الذي يجب أن يكون خليفة إيتير المكلف. إنها سبعة أضعاف درجة الحرارة التي توجد في قلب قنبلة هيدروجينية، 175 مرة درجة الحرارة الموجودة في قلب الشمس.
يقول الناس ويكتبون "نحن نؤكد أن ظروف الاندماج لم تُحقَّق بعد باستخدام هذه Z-pinches (على عكس توكاماك...). ابدأ بتأكيد إمكانية الحصول على تفاعلات اندماج باستخدام هذه الطريقة..."
إثبات ذلك؟ كيف؟ أين؟ بمال؟ بأي باحثين؟ ....
سيتم ذلك، لكن ليس في بلادنا.
مع سرعة تقدم الأمور، أي بسرعة هائلة، باستثناء فرنسا التي تبقى نائمة على أذنيها، مثل العادة، سيُنتج المسار التفاعلي تفاعلات الاندماج قبل أن يُبدأ أول ضربة من الحفريات لهذا المشروع الضخم. نذكر أن قرار الانخراط في هذا المشروع تم اتخاذه شخصيًا من قبل عالم فرنسي مشهور: الأستاذ جاك شيراك. هل سيجرؤ ساركوزي على التوقف عن هذا التنين في بداية الطريق، هذا "الخطة الاجتماعية على مستوى منطقة". مع هذه التطورات الأخيرة، يستحق التفكير.
السبعتين من شيراك هي حقًا... سياسة بحتة. كيف تُركب على الرأي العام، كيف تُعاد انتخابك، كيف تُManipulate مجموعة معينة. وتحب أن أخبرك بتنبؤ؟ سيُعيد شيراك نفسه كمدافع كبير عن الكوكب، البيئة. سيؤدي دور الغربان في الكابيتول، الآن بعد أن لم يعد مأهله. نذكر الفترة التي زار فيها هولوت بانتظام، دخلت إلى ساحة الإليزيه بدراجته النارية. جاكو قدم خطابات كبيرة... خارج فرنسا. سيجد لنفسه مكانًا، في مكان ما، ليقدم دروسًا في الأخلاقيات البيئية.
نرى؟
يقول لي قراؤني "لماذا لا نتصل بجوبيه؟ والوزيرة الجديدة للبحث، فاليرية بيكريس؟"
أنا ألتقي من يريد، غدًا. ولكن خلال سنة كاملة، كنا نجري محادثات مع السياسيين من جميع الأحزاب، دون جدوى. ظننا أن مع الانتخابات سيكون لدينا فرصة أفضل. خطأ. في محاولة التواصل مع هولوت (وحتى هوبير ريفز، مستشاره العلمي): فشل تام. الكثير لم يفهم... تمامًا، هم وبيئتهم التقنية العلمية. بايرو أظهر عينين مفتوحتين. القيادة في حملة سيلين رويال اقترح علينا قراءة مدونتها. الخ...
بأي حال، لدينا شيئًا، بطاقة في أيدينا، منذ بداية عام 2007: رسالة من "شخص رفيع" روسي، مسؤول عن الاندماج في معهد كورتشاتوف، مُكرَّم بجوائز علمية، وشهادات، عضو في الأكاديمية العلمية. هذه الرسالة، كتبها. موجودة لدينا. يدعم تطوير Z-pinches. ولكن كما قلت بالفعل، لا لدينا... أي مُستلم! لا يمكننا وضع هذا الوثيقة على مدونة الإنترنت. إذا تحدث شخص من محيط فاليرية بيكريس (أو حتى هي نفسها، من يدري؟)، يُوقّع الروسي ويُرسل.
سيتم عرض النتائج التجريبية الأخيرة لمحطات LTDZ الروسية في المؤتمرات الدولية لعام 2007 (المؤتمر الدولي للطاقة النبضية International Pulsed Power Conference ومؤتمر هندسة الاندماج Symposium on Fusion Engineering) في ألبوكيركي في نيو مكسيكو، من 17 إلى 21 يونيو. يمكن للقارئ المهتم قراءة تقرير مبسط من مختبرات سانديا من سبتمبر 2006 الذي يعرض هذا المفهوم للـ LTD المرتبط بـ Saturn. هذه ليست قوية كما كانت، لكن محتوى هذا الوثيقة قابل للتطبيق مباشرة على ماكينة Z. اقرأ أيضًا المقال العلمي الروسي حول هذه المحطات من الجيل الأخير، الذي تم عرضه في المؤتمر الدولي الأخير: 100 GW Fast LTD Stage.
هذا هو النص الفرنسي للمقال الذي ظهر على الموقع الرسمي لمختبرات سانديا في 24 أبريل 2007:
http://www.sandia.gov/news/resources/releases/2007/rapid-fire-pulse.html
--- ****
** **
************ **
تحميل الصورة JPEG بدقة 300dpi "fowler.jpg" - 2.2 ميغابايت
**
تحميل الصورة JPEG بدقة 300dp، "LTD-check-out.jpg" - 2.1 ميغابايت
تحميل الصورة JPEG بدقة 300dpi "LTD-system.jpg" - 1.6 ميغابايت
**
تحميل الصورة JPEG بدقة 300dpi “insulators.jpg" - 1.4 ميغابايت
**** --- ********
رابط المقال الأصلي :
24 أبريل 2007 نبضات مسرعة تقرب ماكينة Z أكثر من محطة توليد الطاقة النووية بالاندماج بعائد عالي. دائرة كهربائية ثورية قادرة على إطلاق آلاف الطلقات دون خطأ. في سيبيريا وليس في منطقة 51: الباحث في سانديا بيل فاولر يختبر دوائر محرك LTD قادر على إنتاج نبضات كهربائية قوية بسرعة ومتكررة. (صورة بواسطة راندي مونتوا) ألبوكيركي، ن.م. — دائرة كهربائية تقدم قدرة كافية لإنجاز الاندماج النووي المُدار بعائد عالي، وشيء بالغ الأهمية وهو القيام بذلك كل 10 ثوانٍ، تم اختبارها بشكل مكثف في تجارب أولية ومحاكاة حاسوبية داخل مختبرات سانديا التي تضم ماكينة Z.
ماكينة Z، عندما تُطلق، هي الآن أكبر منتج للأشعة السينية على الأرض، وقد تمكنت بالفعل من إنتاج نيوترونات الاندماج. ولكن يتم الحاجة إلى إطلاقات متكررة بسرعة لمحطات المستقبل التي تعمل لتصنيع الطاقة الكهربائية من مياه البحر. لم يكن هذا ممكنًا حتى الآن.
سانديا هي مختبر تابع لإدارة الأمن النووي الوطني.
كيف يعمل؟
محرك يُشعل أسطوانة واحدة فقط ويستغرق ساعات قبل أن يبدأ مرة أخرى لن يقود السيارة بعيدًا.
تمامًا مثل ذلك، آلة يجب أن توفر للبشرية طاقة كهربائية لا نهائية، من مياه بحرية وفيرة ورخيصة، لا يمكن أن تكتفي بإطلاق طلقة واحدة ثم البقاء في الراحة طوال اليوم. يجب أن توفر الطاقة لدمج حبيبات الهيدروجين كل 10 ثوانٍ، والحفاظ على هذه المعدلة خلال ملايين الطلقات بين كل صيانة - نوع من محرك احتراق داخلي للاندماج النووي. هذا هو الأسلوب الموصى به في ماكينة Z في مختبرات سانديا وغيرها، تحت مسمى "الاندماج بالتحفيز الكتلي".
الباحثون في سانديا ديلون مكديمل (الثاني من اليسار) وستيف غلوفير (اليمين) يفحصون في سيبيريا بجانب ألكسندر كيم (HCEI، تومسك، روسيا) محرك LTD بقدرة 500 كيلو أمبير قبل إرساله إلى سانديا (الشخص على اليسار هو المترجم من سانديا رومان كاهن). هذا LTD يتم اختباره في سانديا منذ عامين ونصف.
غير قادر على إنتاج الاندماج إلا بشكل متقطع، تم تجاهله من قبل تقنية تُسمى "الاندماج بالتحفيز المغناطيسي" - والتي تستخدم مجالًا مغناطيسيًا لمحاولة إغلاق تفاعلات اندماج مستمرة، من أين يتم استخلاص الطاقة.
لكن الدائرة الكهربائية التي تظهر في بداية التكنولوجيا قد تغير التوازن بين النظامين. تُعتبر بالفعل "ثورية" حتى من قبل الباحثين الذين عادة ما يكونوا حذرين، وقد تتمكن من تغطية الفجوة الظاهرة بين الطريقة الأولى والثانية.
المحرك قادر على إطلاق طلقة كل 10.2 ثانية بكميات قوية وسريعة من الكهرباء.
"إنها أكثر تقدمًا في البحث عن إنتاج الكهرباء منذ عدة عقود" يعترف كيث ماتزن، مدير مركز الطاقة النبضية في سانديا.
النظام الجديد، المعروف باسم Linear Transformer Driver (LTD)، تم إنشاؤه من قبل الباحثين في معهد التدفق العالي في تومسك في روسيا، بالتعاون مع الباحثين الأمريكيين في سانديا.
ريك ستولين، نائب رئيس مؤسسة العلوم والتكنولوجيا والبحث في سانديا، يصر على أن "هذه التقنية الجديدة لا تمثل فقط تقدمًا تقنيًا متميزًا، بل هي أيضًا دليل على التزام قوي من العلماء والمهندسين في سانديا داخل المجتمع الدولي." الطريق الملكي نحو الاندماج النووي
الدائرة - مفتاح مرتبط بشكل وثيق بمحولين - تبلغ حجمها تقريبًا حجم صندوق أحذية وتُعرف باسم "بلاطة". عندما يتم تجميع عدة بلاطات معًا في مجموعات من 20 وربطها كهربائيًا بشكل متوازٍ في حاوية دائرية تشبه كعكة كبيرة، فإن الغرفة الناتجة يمكن أن تنقل نصف مليون أمبير بجهد 100 كيلوفولت.
تم اختبار هذه الغرفة في منطقة 4 في سانديا، حيث تم إطلاقها بشكل متكرر دون أي عيوب أكثر من 11,000 مرة.
بوريس كوفالتشوك (HCEI، بملابس رمادية) يعرض خطط جهاز LTD جديد للباحث في سانديا ديلون مكديمل، أمام ألكسندر كيم (الشخص على اليمين غير معرف). لأن هذه الغرف قابلة للتوسيع، يمكن تجميعها مثل الحلويات على قضيب معدني يُسمى "قضيب". عند ترتيبها بشكل مناسب، يمكن أن تطلق 60 مليون أمبير و6 ملايين فولت، بما يكفي (نظرًا للنظرية) لإنتاج انفجار نووي عالي العائد مع جميع المعايير اللازمة لتصميم محطة كهربائية حقيقية.
"إنها تقدم ثوري" يقول كرايغ أُولسون، عالم متميز ورئيس برنامج "الطاقة النووية بالاندماج من خلال الطاقة النبضية" في سانديا.
النموذج الجديد من الجيل، الذي يتم اختباره حاليًا في تومسك، ينقل 1 مليون أمبير بنفس الجهد والسرعة. خمس وحدات تم بناؤها؛ أربع تم شراؤها من سانديا، وواحدة من جامعة ميتشيغان. تكلفة كل وحدة 160,000 دولار. أيضًا، وفقًا للعالم في سانديا مايك مازاركيس الذي تولى اختبارات الموقع السيبيري، تعمل كما هو مخطط لها دون عيوب.
"إنها إنجاز استثنائي" يقول نائب رئيس سانديا جيري يوناس، خبير في ماكينة Z وفريق المفاهيم المتقدمة في سانديا.
مزايا التقنية الجديدة
من المؤسف بالنسبة لمحاسبي سانديا ولكن من المؤسف أيضًا بالنسبة للمحبين للصورة الشهيرة التي تظهر برقًا كهربائيًا وشرارات ملتقطة بواسطة مصور ماكينة Z، راندي مونتوا، فإن المفتاح الجديد يجعل خزانًا كبيرًا مملوءًا بآلاف الأمتار المكعبة من الماء والزيت، والذي يشكل جزءًا من هيكل ماكينة Z، قديمًا. كانت الشواشات الكهربائية تنشأ فوق سطح السائل، وهي ظاهرة محبوبة من حيث الجودة الفنية ولكنها محبوبة من قبل المهندسين بسبب الطاقة المهدورة التي تمثلها. كما تم تجريد النظام المعقد من مفاتيح الطاقة، الذي كان ضروريًا لتقليل النبض الأول من ميكروثانية إلى نانوثانية.
ينتج محرك LTD نبضه مباشرة في فئة 100 نانوثانية. يعمل بشكل جيد بفضل تصميمه الذي يقلل بشكل كبير المقاومة، والتي عادة ما تبطئ نقل الكهرباء.
ديلون مكديمل يفحص العوازل التي تقع بين طبقات مكثفات LTD بقدرة 250، 500، و1000 كيلو أمبير.
يفعل ذلك جزئيًا من خلال إزالة اللوحات الكبيرة والأسلاك الطويلة من ماكينة Z الحالية، والتي تنتج جميعها مجالات مغناطيسية. في النظام الجديد، كل بلاطة لا تحتوي على أسلاك تقريبًا. مكثفان بحجم قارورة صغيرة مرتبطان بشكل وثيق بمفتاح بحجم طبق طعام. هذا يترك القليل من فرصة للحقول المغناطيسية المبطئة للظهور.
بالإضافة إلى ذلك، فإن توصيل البلاطات بشكل متوازٍ في غرفة لا يضيف فقط تياراتها، بل يقلل أيضًا المقاومة إلى مستويات أقل بكثير مما كان ممكنًا سابقًا.
ثم يتم توصيل عدة هذه الوحدات المتصلة بشكل متوازٍ بشكل تسلسلي لزيادة جهودها.
هذا يعطي آلة قوية جدًا قادرة على إجراء سلسلة من الطلقات بسرعة كبيرة، مطلوبة فقط طبقة رقيقة من الزيت تغمر الحلقات والخطوط للمفاتيح.
تُعتبر تقنية LTD أكثر فعالية بنسبة 50% من أجهزة إطلاق ماكينة Z الحالية، من حيث نسبة الطاقة القابلة للاستخدام إلى الطاقة المضافة. ماكينة Z لديها حاليًا كفاءة 15% على شحنها (وهو ما يمثل بالفعل كفاءة جيدة مقارنة بالحلول التنافسية للاندماج).
ومع ذلك، هناك تكلفة معينة لهذا الكفاءة.
تم تخصيص الموارد المخصصة لـ Z تاريخيًا لأهداف عسكرية مرتبطة بالدفاع: تجاربها تهدف في الأصل إلى إنتاج بيانات لمحاكاة على أجهزة حاسوبية قوية تساعد في الحفاظ على قوة وفعالية وسلامة قوة الردع النووية الأمريكية. حتى بدون قدرتها على إطلاق متكرر، ماكينة قوية تعتمد على LTD ستُمكن من محاكاة أفضل الظروف التي تخلقها الأسلحة النووية، لذلك يمكن استخدام البيانات المجمعة من هذه الانفجارات المعملية مع ثقة أكبر في المحاكاة النووية الحاسوبية المتطورة. لم تعد الولايات المتحدة تجري اختبارات أسلحة نووية حقيقية منذ 15 عامًا.
مع إطلاق متكرر، قد تصبح الآلة أساس أول محطة كهربائية نووية بالاندماج تعمل خلال عشرين عامًا. سيتطلب التقدم في هذا الاتجاه موارد من قسم "الطاقة" في وزارة الطاقة.
كي تكون حلًا عمليًا، هذا المفهوم الجديد سيكلف 35 مليون دولار على مدى خمس إلى سبع سنوات لبناء منصة اختبار تضم 100 غرفة. إذا كان الاختبار إيجابيًا، ستُصمم جيلات مستقبلية من ماكينات Z باستخدام محركات LTD.
حتى الآن، تم تمويل هذه الموارد من خلال مبادرتين من الكونغرس عبر برامج إدارة الأمن النووي الوطنية في وزارة الطاقة الأمريكية، والموارد من أبحاث تُدار من قبل المختبرات الداخلية في سانديا، وبرنامج الاندماج بالتحفيز الكتلي في سانديا.
"إنها مثل بناء لعبة ميكانو" يقول ماتزن. "نعتقد أننا بحاجة إلى 60 مليون أمبير للحصول على كفاءة جيدة في الاندماج. ولكن على الرغم من أن نماذجنا تشير إلى إمكانية ذلك، لن نعرف حقًا إلا بعد تصنيعه." تم تصميم الجهاز من قبل مدير الأبحاث في الجهد العالي النبضي في تومسك، ألكسندر كيم، وتم تطوير المفتاح من قبل بوريس كوفالتشوك؛ وتم تسريعه من ميكروثانية إلى 100 نانوثانية من قبل مهندس سانديا ديلون مكديمل، ودعمه زملاؤه ريك سبيلمان وكين ستروف؛ تم مراقبة العمل في سانديا وتومسك من قبل الباحث في سانديا مايك مازاركيس؛ تم إجراء الاختبارات في سانديا من قبل بيل فاولر وروبن شارب؛ تم إطلاق برنامج الطاقة النووية Z-IFE في سانديا من قبل كرايغ أُولسون.
سيتم عرض النتائج الأخيرة في تطوير LTD في مؤتمر الطاقة النبضية الدولي ومؤتمر هندسة الاندماج التابع لـ IEEE، الذي سيُعقد في ألبوكيركي في يونيو 2007.
قدمت سانديا طلب براءة اختراع لمحرك قوي نبضي اخترعه ويليام ستايجار، باستخدام نظام LTD كمصدر كهربائي أساسي لاستبدال مولدات ماركس التقليدية.
سانديا هي مختبر متعدد البرامج، يُدار من قبل شركة سانديا، وهي شركة تابعة لشركة لوكهيد مارتن، لحساب إدارة الأمن النووي الوطني في وزارة الطاقة الأمريكية. تتحمل سانديا مسؤوليات كبيرة في البحث والتطوير في الأمن الوطني، الطاقة، والتقنيات البيئية، والمنافسة الاقتصادية.
الاتصال بالأخبار والوسائط في سانديا:
نيل سينجر، (505) 845-7078
لإنهاء هذين المقالين، الذين طلب مني ج. بي. بيت أن أكتبها لموقعه، أشير بمرور أن كان من أوائل من لفتوا انتباه الجمهور، والعلماء، والصحفيين العلميين إلى هذه المجموعة من القضايا، مع تقديم تفاصيل وتحليلات غالبًا مفصلة (مثل هذا المقال لمالكوم هاينز)، لم يذكر أحد هذه الجهود، ولا وضعت رابطًا يشير إلى موقعه. هذا ليس جديدًا، ونأمل أن لا يتغير.
21 مايو 2007 **جوليان جيفراي ** --- ---
