Die Z-Maschine erzeugt zwei Milliarden Grad
Warum das ITER-Projekt gestoppt werden muss
- März 2006
http://www.univers-nature.com/inf/inf_actualite1.cgi?id=4218
- Mai 2010, vier Jahre später:
ITER, das Projekt der Kernfusion, sprengt die Kosten. ITER, der in Cadarache im Süden Frankreichs stationierte Reaktor, der die Kernfusion auf der Erde für eine quasi unbegrenzte Energiegewinnung verspricht (1), sieht seine Rechnung buchstäblich explodieren, da die Baukosten mindestens doppelt so hoch sein dürften wie die ursprünglich angesetzten 4,57 Milliarden Euro (2).
Wenn auch China, Südkorea, die USA, Indien, Japan und die Russische Föderation Teil des Projekts sind, so ist die Europäische Union der wichtigste wirtschaftliche Beitragszahler. In dieser Eigenschaft dürfte ihr Anteil über die zehn Jahre der Bauzeit von 2,7 auf 7,2 Milliarden Euro steigen. Für die Europäische Kommission sind zwei Möglichkeiten zur Bewältigung dieser Kosten denkbar: eine Erhöhung der Beiträge der Mitgliedstaaten oder eine Erhöhung des dem Projekt gewidmeten Anteils im EU-Haushalt.
Ganz zu schweigen von der aktuellen Abkehr der USA von der Finanzierung von ITER, ist diese Kosteninflation insbesondere auf die Komplexität des Projekts und eine tiefgreifende Weiterentwicklung seiner aktuellen Konzeption (2001) zurückzuführen, um sie an die heutigen technologischen Möglichkeiten anzupassen.
Darüber hinaus sind die Rohstoffpreise in den letzten zehn Jahren kontinuierlich gestiegen, was ebenfalls zur allgemeinen Erhöhung der ITER-Rechnung beiträgt.
Zur Erinnerung: ITER hat nicht das Ziel, kommerziell Energie zu erzeugen, sondern die Machbarkeit der Fusion auf der Erde nachzuweisen, indem es innerhalb von 6 Minuten etwa 500 Millionen Watt (MW) Wärme aus 50 MW „zugeführter Energie“ erzeugt.
Nach Abschluss dieses Schrittes soll in Japan ein erster Fusionsreaktor, DEMO, entstehen, um die industrielle Machbarkeit des Konzepts bis zum Horizont 2050 unter Beweis zu stellen.
Im Kontext der bekannten Wirtschaftskrise: Werden die betroffenen Regierungen wieder in die Tasche greifen? Das ist keineswegs sicher, und mangels einer ihren Erwartungen entsprechenden Finanzierung könnten die Wissenschaftler gezwungen sein, den Umfang des Projekts nach unten zu korrigieren.
Pascal Farcy 1- ITER, der Internationale Experimentelle Thermonukleare Reaktor, hat das Ziel, der Menschheit im zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts die Annäherung an das Energieproduktionsmodell der Sonne zu ermöglichen.
2- Im Jahr 2007 setzte sich das Gesamtbudget aus 4,57 Milliarden Euro für den Bau (10 Jahre), 4,8 Milliarden Euro für den Betrieb (20 Jahre) und 0,53 Milliarden Euro für den Rückbau (10 bis 15 Jahre) zusammen.
Mein Text von 2006:
Als ich zu einer angeblichen „Debatte“ ging, die am 16. März in Pertuis stattfand, waren die Anti-Atomkraft-Aktivisten erschienen. Sie setzten ihre weißen Masken auf und skandierten Parolen, angesichts des Lächelns der CEA-Mitarbeiter, angeführt von Patrick Legrand, der in einer Broschüre schrieb: „Die Debatte hat ihre Konturen angenommen.“
„Die Debatte hat ihre Konturen angenommen“
Die Leute waren extrem überrascht, den Inhalt meines Vortrags zu entdecken. Legrand sagte schließlich mit einem breiten Lächeln zu mir:
*- So, beruhigen Sie sich. Wir geben Ihnen ein Mikrofon. Sie können Ihre Frage stellen, und wir werden antworten. *
Aber meine Frage war:
*- Wie gedenken die Leute dieses Projekts, dem starken radiativen Abkühlungseffekt entgegenzuwirken, der durch die Bremsstrahlung infolge des Herausreißens schwerer Kerne aus der Wand entsteht? *
Und plötzlich war niemand mehr da. Legrand, mit offenem Mund, machte verneinende Gesten. Dasselbe galt für die administrative Leiterin des Projekts oder für einen Umweltspezialisten, der uns erklären wollte, dass man sich in diesem „Gesellschaftsprojekt“ besonders um den Schutz von Blumen und Käfern kümmern werde.
Schließlich fanden wir einen Ingenieur, der neben mir saß und stammelte:
- Hmm... das ist eine gute Frage.....
Tatsächlich ist dies die Millionen-Euro-Frage, die man unter keinen Umständen stellen darf. Die schnellsten Wasserstoffatome werden immer die magnetische Barriere durchdringen und beim Aufprall auf die Wand Atome herausreißen, die sofort vollständig ionisiert werden. Nun variiert der Verlust durch Bremsstrahlung (Bremsstrahlung) aufgrund der Wechselwirkung mit freien Elektronen mit dem Quadrat der elektrischen Ladung. Das Plasma wird sich verschmutzen und abkühlen. Der ITER-Kessel wird ersticken....
In Culham haben die Engländer eine Sekunde Fusion erreicht. ITER wird zehn, vielleicht zwanzig Sekunden produzieren, in 20 bis 40 Jahren. Niemand hat einfach nur vorgesehen, wie man dieses Problem des Erlöschens des Kessels lösen soll, außer zu sagen, dass „es einen Skalierungsfaktor gibt“. Die Strahlungsverluste sind in immer größeren Maschinen relativ geringer. Wenn man x Dutzend Sekunden Fusion erreicht hat, wird man sagen: „Wir müssen einen Super-ITER bauen, teurer, und diesmal wird es funktionieren.“
*Man startet kein Projekt dieser Größenordnung und mit solchen Kosten, wenn man nicht bereits alle Lösungen für gravierende, unvermeidbare Probleme parat hat. *
Es sei denn, ITER ist nur ein teures Spielzeug oder ein „Gesellschaftsprojekt“, wie ich in Pertuis gehört und gelesen habe.
ITER ist vor allem das Beispiel für den völligen Mangel an Vorstellungskraft unserer Wissenschaftler, das experimentelle Äquivalent zu den Superstrings im theoretischen Bereich. Die Fusion mit der Tokamak-Lösung dümpelt seit einem halben Jahrhundert vor sich hin. Man bittet uns um weitere 30 bis 40 Jahre Geduld, obwohl unsere Physik sich bis dahin vielleicht einfach grundlegend geändert haben könnte. Wie ich beim Verlassen des Saales sagte:
ITER ist die Dampfmaschine des 3. Jahrtausends
Tore-Supra, der französische Tokamak, dessen Bau vor fünfundzwanzig Jahren begonnen wurde (mit dem gleichen Lied des Blablatrons: „Die Sonne im Labor“ usw...), hat seine Versprechen nicht gehalten. Fusion: Null. Sehr begrenzte Temperaturanstiege. Aber „der supraleitende Magnet funktioniert“. Na und! 25 Jahre für den Bau eines supraleitenden Magneten, der 4 Tesla liefert: eine Technologie, die in allen Blasenkammern der Teilchenbeschleuniger der ganzen Welt perfekt beherrscht wird. Aber in Frankreich ist man schnell dabei, sich über Misserfolge zu freuen.
Die Anwesenden haben den letzten Austausch mit dem Spezialisten im Gedächtnis behalten, dem, der gesagt hatte: „Gute Frage“.
- Haben wir heutzutage die Mittel, uns eine solche „Tänzerin“ zu leisten? - Oh, das scheint viel Geld zu sein, aber prozentual zum BIP ist es viel weniger .....
Na klar.
Bevor ich den Saal verließ, erklärte ich meinen Standpunkt. Es ist nicht Nein zur Fusion, sondern Nein zu einer Fusion, die zur „wahren Fusion“ das ist, was die Dampfmaschine zum Verbrennungsmotor ist. Der Vergleich ist treffend. Bei ITER versucht man *kontinuierlich bei zu niedriger Temperatur mit einer verschmutzenden Reaktion zu arbeiten, *die die umgebenden Strukturen aktivieren und neue radioaktive Abfälle anhäufen wird, während die Zukunft folgendes ist:
eine saubere Fusion: Bor 11, Wasserstoff 1, im Impulsbetrieb, mit einer Milliarde Grad.
oder:
Lithium 7 + Wasserstoff 1: 500 Millionen Grad.
Am nächsten Tag, wie durch ein Wunder, gab das Sandia-Labor in New Mexico die Ergebnisse seiner Z-Maschine bekannt (geben Sie „z machine“ bei Google ein).
Quellen:
http://www.sandia.gov/media/z290.htm
http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/2003/nuclear-power/Zneutrons.html
http://www.futura-sciences.com/news-z-machine-depasse-deux-milliards-degres_8419.php
Inhalt des Futura-science-Artikels:
Die Z-Maschine hat Temperaturen erzeugt, die locker zwei Milliarden Grad übersteigen!
(Credits: Randy Montoya)
Normalerweise funktioniert die Z-Maschine wie folgt: 20 Millionen Ampere fließen durch ein Netzwerk aus Wolframdrähten von der Breite eines Haares. In einem Kern von der Größe eines Wollknäuels lösen sich die Drähte instantan auf, um Plasma zu erzeugen, das dann durch ein intensives Magnetfeld mit hoher Geschwindigkeit komprimiert wird, bis es die Dicke einer Bleistiftmine einnimmt. Nach der Kompression haben die Ionen und Elektronen keinen Ausweg mehr („Stagnationspunkt“) und stoppen abrupt wie ein mit voller Geschwindigkeit gegen eine Wand fahrender Bolide, wobei sie eine beträchtliche Menge Energie in Form von Röntgenstrahlen dissipieren. So war die Z-Maschine konzipiert worden, um Temperaturen von mehreren Millionen Grad zu erzeugen, ähnlich denen von Sonneneruptionen.
Der „Stagnationspunkt“ ist eine falsche Übersetzung von „stagnation point“, was „Staupunkt“ bedeutet. Als Staupunkt bezeichnet man den Punkt, an dem die Geschwindigkeit eines Gasstroms auf null reduziert wird. Nehmen Sie zum Beispiel die Nase eines Space Shuttles. Der Stagnation point ist der Punkt an der Nase, an dem die Gasgeschwindigkeit null ist. Logischerweise sollte man in diesem Aufbau von einer „stagnation line“ sprechen, da das Plasma auf die Achse des Systems zuläuft. Wenn man diesen Text dekodiert, scheint es, dass dieses Plasma dann, am Ende der Kompression, wenn die Geschwindigkeit null wird, die Form und das Volumen einer „Bleistiftmine“ hat.
Aber die Wissenschaftler hätten niemals gedacht, dass sie durch den Ersatz der Wolframdrähte durch breitere zylindrische Stahldrähte Temperaturen erreichen könnten, die eine Milliarde Grad übersteigen: „Anfangs wollten wir es nicht glauben. Wir haben den Versuch viele Male wiederholt, um sicherzugehen, dass es kein Fehler war“, erklärt der Projektleiter Chris Deeney.
Aber was ist im Sandia-Labor wirklich passiert? In einem Artikel, der in diesem Monat in den Physical Review Letters erschienen ist, stellt Malcolm Haines, Berater für Sandia, die Hypothese auf, dass diese überraschende Temperatur auf das Auftreten zahlreicher Instabilitäten am „Stagnationspunkt“ zurückzuführen ist, die die Umwandlung einer beträchtlichen Menge magnetischer Energie in thermische Energie innerhalb weniger Nanosekunden bewirken würden.
Man muss diesen Artikel erst besorgen, um genau zu sehen, was dahintersteckt.
Derzeit laufen Forschungen, um mehr über dieses Phänomen zu erfahren. Jedenfalls könnte die Erzeugung solcher Temperaturen nach Angaben von Malcolm Haines sehr nützlich sein: Dies würde die Erforschung von Sonneneruptionen erleichtern,
und könnte auch den Bau kompakterer und kostengünstigerer Kernkraftwerke ermöglichen.
Inhalt des Futura-science-Artikels:
Die Z-Maschine hat Temperaturen erzeugt, die locker zwei Milliarden Grad übersteigen!
(Credits: Randy Montoya)
Normalerweise funktioniert die Z-Maschine wie folgt: 20 Millionen Ampere fließen durch ein Netzwerk aus Wolframdrähten von der Breite eines Haares. In einem Kern von der Größe eines Wollknäuels lösen sich die Drähte instantan auf, um Plasma zu erzeugen, das dann durch ein intensives Magnetfeld mit hoher Geschwindigkeit komprimiert wird, bis es die Dicke einer Bleistiftmine einnimmt. Nach der Kompression haben die Ionen und Elektronen keinen Ausweg mehr („Stagnationspunkt“) und stoppen abrupt wie ein mit voller Geschwindigkeit gegen eine Wand fahrender Bolide, wobei sie eine beträchtliche Menge Energie in Form von Röntgenstrahlen dissipieren. So war die Z-Maschine konzipiert worden, um Temperaturen von mehreren Millionen Grad zu erzeugen, ähnlich denen von Sonneneruptionen.
JPP
:
Der „Stagnationspunkt“ ist eine falsche Übersetzung von „stagnation point“, was „Staupunkt“ bedeutet. Als Staupunkt bezeichnet man den Punkt, an dem die Geschwindigkeit eines Gasstroms auf null reduziert wird. Nehmen Sie zum Beispiel die Nase eines Space Shuttles. Der Stagnation point ist der Punkt an der Nase, an dem die Gasgeschwindigkeit null ist. Logischerweise sollte man in diesem Aufbau von einer „stagnation line“ sprechen, da das Plasma auf die Achse des Systems zuläuft. Wenn man diesen Text dekodiert, scheint es, dass dieses Plasma dann, am Ende der Kompression, wenn die Geschwindigkeit null wird, die Form und das Volumen einer „Bleistiftmine“ hat.
Aber die Wissenschaftler hätten niemals gedacht, dass sie durch den Ersatz der Wolframdrähte durch breitere zylindrische Stahldrähte Temperaturen erreichen könnten, die eine Milliarde Grad übersteigen: „Anfangs wollten wir es nicht glauben. Wir haben den Versuch viele Male wiederholt, um sicherzugehen, dass es kein Fehler war“, erklärt der Projektleiter Chris Deeney.
Aber was ist im Sandia-Labor wirklich passiert? In einem Artikel, der in diesem Monat in den Physical Review Letters erschienen ist, stellt Malcolm Haines, Berater für Sandia, die Hypothese auf, dass diese überraschende Temperatur auf das Auftreten zahlreicher Instabilitäten am „Stagnationspunkt“ zurückzuführen ist, die die Umwandlung einer beträchtlichen Menge magnetischer Energie in thermische Energie innerhalb weniger Nanosekunden bewirken würden.
JPP
:
Man muss diesen Artikel erst besorgen, um genau zu sehen, was dahintersteckt.
Derzeit laufen Forschungen, um mehr über dieses Phänomen zu erfahren. Jedenfalls könnte die Erzeugung solcher Temperaturen nach Angaben von Malcolm Haines sehr nützlich sein: Dies würde die Erforschung von Sonneneruptionen erleichtern,
und könnte auch den Bau kompakterer und kostengünstigerer Kernkraftwerke ermöglichen.
An der Spitze dieses Projekts steht Gérald Yonas, den ich 1976 in Sandia getroffen habe (siehe mein Buch „Les Enfants du Diable“). Schauen Sie sich das Ding an. Das war vor .. dreißig Jahren. Quelle: Pour la Science, Januar 1979, Seiten 52-53 (dort finden Sie auch den Artikel über die Umstülpung der Kugel, den ich mit dem Mathematiker Bernard Morin mitverfasst hatte).
Yonas' Versuchsaufbau, Sandia 1976. Elektronenstrahlen auf ein Ziel „von der Größe eines Taubeneis“
Der alte Gérald ist also kein Anfänger in Sachen starkem elektrischem Strom. Das Prinzip der „Z-Maschine“ ist ziemlich einfach. Yonas schickt insgesamt zwanzig Millionen Ampere in eine Anordnung von Drähten, die jeweils ein Zehntel des Durchmessers eines Haares haben. Diese Drähte sind so angeordnet, dass sie eine zylindrische Struktur bilden:
**Die Anordnung der Metalldrähte, durch die der Strom fließt.
Jeder verwandelt sich in Plasma, und dieses System ergibt schließlich eine Art Plasmavorhang, der in Richtung der Systemachse implodiert.**
Dies ähnelt der Fragmentierung einer zylindrischen Fläche. Eine Fragmentierung in eine ganze Reihe von Leitern, um eine homogenere Stromverteilung zu erhalten und Instabilitäten zu vermeiden.
Dieser Strom erzeugt also ein Magnetfeld, das Laplace-Kräfte J x B hervorruft, die auf das Medium wirken, das instantan in Plasma umgewandelt wird. Diese Systeme nannte man 1976 „Pinch-Maschinen“. Pinch bedeutet „quetschen“. Aber die Pinch-Maschinen basierten auf einer Entladung in einer Gassäule, die sich in Plasma verwandelte. Die Implosion war damals instabil. Die Drahtfläche von Yonas erinnert an ein „hohles Rohr“, das in eine große Menge „Drähte“ fragmentiert ist. Wenn die Entladung stattfindet, verwandeln sich alle diese Drähte in Plasmasäulen, die sich vermischen und sich schließlich so verhalten, wie es bei einem hohlen Rohr geschehen würde, durch das man den Strom fließen lässt. Der Unterschied ist, dass diese „Fragmentierung“ letztlich eine regelmäßigere Stromfläche ergibt. Wie dem auch sei, das Ergebnis ist eine Implosion dieser Plasmafläche in Richtung der Achse mit einer „Trägheitskompression“.
Anfangs wollte Yonas diese Systeme als Röntgenstrahlenquellen nutzen. Es scheint klar (ich werde versuchen, die Artikel so bald wie möglich detaillierter zu analysieren), dass das Ziel dieser Versuche in erster Linie militärisch war. Man strebte eine Röntgenstrahlenquelle an, die stark genug war, um ein Ziel zu fusionieren (das, wie ich vermute, entlang der zentralen Achse angeordnet war), also um das Funktionieren einer Bombe zu simulieren, ohne eine Atombombe als Quelle verwenden zu müssen.
Es scheint, dass Yonas zwischen das Ziel (entlang der Achse gelegen) und den Drahtvorhang, der sich in implodierendes Plasma verwandelt und die Rolle des Kompressors spielt, einen „Schaum“ (foam) geschaltet hat. Die Stabilität dieses Kompressionssystems war a priori nicht bewertbar. Man weiß, dass dies bei der Laserfusion das Schlüsselproblem ist. Man kann nicht in sphärischer Symmetrie komprimieren. Deshalb ist Mégajoule, gelegen in Le Barp bei Bordeaux, eine andere Art ITER, ein weiteres teures und sehr riskantes Projekt. Ein weiteres „Spielzeug“ für Militärs und Polytechniker.
Yonas komprimiert auf einer Achse. Und da, Überraschung, sind die Temperaturanstiege spektakulär, sogar unerwartet. Nachfolgend die vom System als Röntgenstrahlenquelle emittierten Leistungen.
**Auf dem Weg zur Fusion?
Die Forscher von Sandia erhöhen weiterhin die von ihrer Maschine in Form von Röntgenstrahlen emittierte Leistung. ****Ein wesentlicher Fortschritt wurde durch die Verwendung einer Drahtanordnung erzielt, die auf einer zylindrischen Fläche angeordnet ist. ****Wenn die Entladung ausgelöst wird, verwandelt sich dieses System in implodierendes Plasma. Dieses System ermöglichte eine erhöhte Leistungsgewinn an der Ausgabe (bis zu 290 TW). **
Hier ist die Maschine in Betrieb. Die reproduzierten kleinen Bilder erlauben es nicht, sich ein Bild davon zu machen, was passiert.
**Die Z-Maschine: Los geht's! **
Was Sie sehen, sind elektrische Lichtbögen, die in alle Richtungen schießen. Yonas ist der Nikola Tesla unserer Zeit.
Einige schnelle Notizen zu dem, was das Funktionsprinzip dieser Z-Maschine zu sein scheint. Zeigen wir zunächst das Prinzip des „Theta-Pinch“.
Man lässt einen starken Strom parallel zu den Erzeugenden des (gasförmigen) Zylinders fließen. Das erzeugte Magnetfeld geht mit Laplace-Kräften einher, die dazu neigen, diese Plasmasäule entlang der Achse zusammenzudrücken. Das System ist instabil. Wenn es irgendwo quetscht, steigt die Stromdichte und damit auch die JxB-Kräfte.
Prinzip der Z-Maschine:
Nehmen Sie zwei Drähte, die von parallelen Strömen durchflossen werden. Sie neigen dazu, sich anzuziehen. Dasselbe gilt für ein System von „Drähten in einem Käfig“. Im ursprünglichen Versuch hat Yonas versucht, den Kollaps dieser Drähte, die sich in einen „Plasmavorhang“ verwandeln, entlang der Systemachse zu erreichen. Einige schnelle Grobschätzungen mit einem Käfig aus hundert Drähten und insgesamt 20 Millionen Ampere. Das anfängliche Feld wäre 2 Tesla. Wenn die Drähte sich in einen Plasmavorhang verwandeln, könnte man die Stromdichte auf 3 x 10^12 Ampere pro Quadratmeter schätzen. Ich muss Yonas um Bestätigung bitten. Es ist nur grob und indikativ. Ich finde 60 Megabar als anfänglichen, zentripetalen Druck, der dieses Plasma mit 5 km/s auf die Achse zu treiben sollte. So wie es ist, erwärmt sich dieses aus Metallatomen bestehende Plasma, und ich stelle mir vor, dass dies eine von Yonas imaginierte Lösung ist, um eine Salve von Röntgenstrahlen zu erzeugen.
Wenn man das Volumen der Plasmasäule vor der Implosion grob abschätzt und davon ausgeht, dass sie entlang der Achse zu einem Objekt mit dem Durchmesser einer Bleistiftmine (2 mm) komprimiert wird, erhält man beeindruckende Kompressionsfaktoren. Zur Erinnerung: Bei der Laserfusion versucht man, ein Ziel aus schwerem, verflüssigtem Wasserstoff zu komprimieren, und man strebt eine Verringerung des Radius um den Faktor 10 an. Das würde ausreichen, um die Lawson-Bedingungen im Ziel zu erreichen. Eine Flüssigkeit zu komprimieren, führt zu einem erheblichen Temperaturanstieg. Mit meinen Grobschätzungen (chickzalés, wie die Absolventen der École Polytechnique sagen würden) finde ich einen Kompressionsfaktor in der Größenordnung von 40. Wenn das Material also ein Fusionsgemisch wäre, könnte es funktionieren.
Bemerken wir nebenbei, dass Yonas' Anliegen nicht zivil sind. Es handelt sich um militärische Forschungen. Stellen Sie sich vor, man lässt den Strom nicht durch Wolfram fließen (hoher Schmelzpunkt, um den festen Zustand so lange wie möglich zu erhalten und die Symmetrie zu wahren), sondern durch Plutonium. Wenn man es entlang der Achse komprimiert: Boom.....
Aber in einem zweiten Schritt entscheidet er sich, scheint es, für einen raffinierteren Versuch. Wolfram, Stahl, sind keine Fusionsgemische. Yonas verwendet daher offenbar einen Aufbau mit drei Komponenten.
Die Z-Maschine für die Fusion
Dies sind Schnitte. In 1 der Käfig aus Drähten. In der Mitte, entlang der Achse, ein Ziel aus Fusionsgemisch. Dazwischen ein „Schaum“ (foam) unbekannter Zusammensetzung. Wenn der Strom geschickt wird, erzeugt der Zylinder aus Metalldrähten (die sich in Plasma verwandeln) einen Kompressionsimpuls. Meiner Meinung nach sollte dies den Start einer zentripetalen, zylindrischen Stoßwelle auslösen, die sich durch diesen „Schaum“ (foam) ausbreitet, der ebenfalls durch diese „Blast Wave“ stromabwärts in Plasma umgewandelt wird. Die Welle nimmt einen Teil der Energie mit. Sie breitet sich in einem Medium mit null Magnetfeld aus. Daher mögliche Abwesenheit von Instabilitäten. Es gibt viel zu überlegen, um zu versuchen zu verstehen, woraus dieser berühmte „Schaum“ bestehen könnte.
Die erreichten Temperaturen sind so hoch, dass sehr wichtige Strahlungsprozesse den Prozess begleiten. Man muss dann mit der Absorptionslänge dieser Strahlung spielen. Yonas sagt, er habe es mit Argon versucht, und der Temperaturanstieg habe nicht stattgefunden. Wahrscheinlich, weil sich Argon zu stark erhitzt. Bei diesem Trägheitsfusionsversuch muss man die Dichte und die Geschwindigkeit beim Aufprall auf der Systemachse, wo sich das Ziel befindet, erhöhen und die Erwärmung so lange wie möglich hinauszögern, damit diese Erwärmung erst bei maximaler Kompression auf der „Stagnationslinie“ stattfindet.
Die neue Idee ist, dass eine achsensymmetrische Implosion stabil zu sein scheint, oder zumindest viel stabiler als eine sphärische. Bei der Laserfusion ist das Problem, dass die Einschläge der Laser perfekt synchron auf den „Pusher“ treffen müssen, die Schicht, die das Ziel aus verflüssigtem schwerem Wasserstoff umgibt. Das entspricht dem Schießen von 25 Revolverkugeln (oder mehr) auf eine Murmel in der Hoffnung, dass alle denselben Druckimpuls erzeugen.
Dort schafft Yonas es, dank seines Drahtsystems, das wie ein Käfig angeordnet ist, einen möglichst achsensymmetrischen Druckimpuls zu erzeugen. Er hat anfangs Wolfram verwendet, damit seine Drähte „so lange wie möglich halten“ und die Achsensymmetrie erzwingen. Später wechselte er zu einfachen Edelstahl-Drahten. Die Regelmäßigkeit der Kompressionswelle ermöglichte einen spektakulären Temperaturanstieg auf 2 Milliarden Grad!
Für die Fusion ist das Problem nicht die Energiemenge, sondern die Fokussierung. Die Idee ist diametral entgegengesetzt zum zentralen Thema von ITER, wo man eine kontinuierliche Fusion in einem riesigen Volumen mit allen damit verbundenen Mega-Technikproblemen anstrebt. Ich bin für diese Idee der Impulsfusion mit Fokussierung der Energie durch Stoßwellen. Und ich sage sogar, dass die erreichten Temperaturen es ermöglichen können, unverschmutzende Fusionsreaktionen ohne Neutronenemission anzustreben, wie Li-H oder B-H (500 Millionen Grad oder eine Milliarde Grad).
Wenn Sie einem ITER-Typen von solchen Temperaturen erzählen, geht er in die Luft. Die Maschine ermöglicht es nicht, das zu erreichen.
Wir haben gesehen, dass dieser Prozess der Energie fokussierung durch Stoßwellen ermöglichte, Bronze in kaltem Wasser zu schmelzen (Kavitationsphänomen, 1905 entdeckt), und dann Plasmen bei 10.000 °C durch Ultraschall zu erzeugen (Sonolumineszenz).
Dies sind Außenseiter-Wege im Vergleich zu diesen hyper-schweren Wegen wie dem Tokamak (ITER), der Jahrzehnte extrem teurer technologischer Probleme (vergangene und ... kommende) mit sich bringt. Ich gehöre zu denen, die glauben, dass es einen Weg zur Fusion gibt, mit relativ leichten Mitteln. Ich schließe nicht aus, dass Yonas noch höhere Temperaturen als seine 2 Milliarden Grad erreichen kann (...) da die endgültige Leistung nicht auf der Energiemenge beruht, sondern auf der Effizienz der Fokussierung (Art des Schaums, Geometrie).
In einer Zeit, in der „die Physik in Frankreich im freien Fall ist“, sehe ich hier einen Berg von Themen für Doktorarbeiten und relativ kostengünstige Experimente sowie faszinierende numerische Simulationen. Aber in Frankreich hat man alles auf den Tokamak gesetzt, und es kommt nicht in Frage ... das Pferd mitten im Fluss zu wechseln. Die Leute wären nicht bereit zu sagen:
- Nun, wir haben unsere Zeit und viel Geld ein halbes Jahrhundert lang verschwendet
Wer könnte so etwas sagen? Das erklärt die Sturheit bei diesem Typ von Maschine und diesem Fusionsweg.
Bereits am 7. April 2003 hatte Yonas' Maschine seine ersten echten Fusionsneutronen erzeugt. Aber ganz kürzlich wurde eine weitere Schwelle erreicht.
Die Z-Maschine hat zwei Milliarden Grad erzeugt
Das bedeutet, dass die Fusion von Bor 11 - Wasserstoff 1 machbar wird. Nun ist dies eine saubere Fusion, ohne Radioaktivität (! ...), die keine Neutronen emittiert, die die umgebenden Strukturen nicht radioaktiv macht, und die nur dumme Heliumkerne aussendet, die elektrisch geladen sind. Diese können nicht nur magnetisch eingeschlossen werden, sondern wenn man dieses Magnetfeld komprimiert, verwandeln sie das Ganze in einen MHD-Generator. Langfristig würde man einen „Zweitakt-Fusionsmotor“ erhalten (den ich bereits in meinem Artikel in Science et Vie von 1976 beschrieben hatte). Diese zwei Milliarden Grad wird kein Tokamak jemals erreichen können.
**Die Schlussfolgerung ist, dass das ITER-Projekt sofort auf Eis gelegt werden sollte. **
Es scheint, dass wir über einen anderen Weg verfügen, der zur „sauberen Fusion“ führen kann. Diese Arbeiten müssen im Detail analysiert werden. A priori könnte Yonas' Z-Maschine die Fusion eines Gemisches mit Produktion von Alpha-Teilchen, Heliumkernen, ermöglichen. Diese würden ein expandierendes Plasma bilden. Wenn diese Expansion in einem Magnetfeld stattfände, da das System einen hohen magnetischen Reynolds-Wert aufweist (enge Verbindung zwischen Magnetfeldlinien und ionisiertem Medium), resultiert daraus ein starker induzierter Strom in den Spulen. Die Maschine verwandelt sich dann in einen impulsiven MHD-Generator. Ein Teil dieser Energie könnte verwendet werden, um einen Kondensator aufzuladen, bereit für die nächste Entladung. Daher das Konzept eines „Zweitakts“ mit Fusion.
All das muss im Detail überprüft werden, aber es scheint a priori sehr interessant. Wie dem auch sei, es handelt sich um unendlich weniger kostspielige und weniger komplizierte Forschungen als diese wahre „Gaskammer“, die das ITER-Projekt ist.