Die Z-Maschine von Sandia (Neu-Mexiko)
Die schadstofffreie und strahlungsfreie Fusion:
in Reichweite!
Wie mir ein Leser bemerkte, sind nur wenige Leute bewusst, dass bei höheren Temperaturen (Lithium-Wasserstoff bei 500 Millionen Grad und Bor-Wasserstoff bei einer Milliarde Grad) Reaktionen der Fusion stattfinden, die nur Helium erzeugen und daher keine Radioaktivität oder Abfälle verursachen. Mit der Z-Maschine (zwei Milliarden Grad) wurden diese Temperaturen gerade sehr deutlich überschritten.
Gemeldet von einem Leser, ein guter, aktueller Artikel in Wikipedia
http://fr.wikipedia.org/wiki/Z_machin
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Mai 2006
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Mai: Fehlende Reaktion im zivilen Bereich
Wir müssen die ganze Angelegenheit neu aufgreifen. In Frankreich waren die Reaktionen nahezu unmerklich, abgesehen von einigen Zeilen in Science et Vie und Science et Avenir. Der Start erfolgte auf der Website
http://www.futura-sciences.com
. Radio-Stillstand in der großen Presse. Nichts in "Le Monde des Sciences".
Lassen wir uns von den Fakten leiten. Suchen Sie in Google:
deeney z machine
Chris Deney leitet die an Sandia (Neu-Mexiko) durchgeführte Versuchsanordnung, die auf Arbeiten von Gerold Yonas aus den frühen 1970er Jahren (Fusion durch Elektronenstrahlen, siehe Pour la science, Januar 1979) aufbaut. Mit diesem Google-Aufruf finden Sie verschiedene Dinge, aber das Verlässlichste ist, direkt auf die ursprüngliche Information des Kommunikationsdienstes der Sandia-Labore zuzugreifen. Sie finden den Link, der zu dieser Information aus dem Kommunikationsdienst von Sandia führt, unter folgender Adresse:
http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/index.html
Daraus ergibt sich Folgendes:
Für Spezialisten die Beschreibung der Z-Maschine von Sandia:
( Wenn Sie kein Spezialist sind, überspringen Sie diesen eingerahmten Abschnitt )
Der PBFAZ-Generator ist ein Hochleistungs-Puls-Generator, der ursprünglich zur Erzeugung von Ionenstrahlen konstruiert wurde. 1996 wurde er für den Einsatz mit Z-Pinch-Lasten angepasst und seitdem als "Z" bezeichnet. Es handelt sich um einen Generator, dessen Stromverstärkung klassisch durch Wasserleitungen erfolgt. Er besteht von außen nach innen aus 36 Marx-Generatoren (am größten Radius sichtbar), dann einer Leistungsverstärkungsstufe durch Wasserleitungen und schließlich einem Vakuumteil. Der Generator hat einen Durchmesser von 33 Metern und eine Höhe von 6 Metern.
Schema:
Die Zeiten stellen die Laufzeiten in den verschiedenen Elementen dar, die selbst aus Unterelementen bestehen, deren Eigenschaften (Laufzeit, Impedanz) in den kleinen Tabellen daneben angegeben sind. Die Zündkerzen werden entweder durch Laser gezündet (Laserzündkerze ls im Schema) oder selbstzündend und im Wasser (Wasserzündkerze ws im Schema). Der Tabelle, die sich über die gesamte Länge des Schemas erstreckt (von den Marx-Generatoren bis zur Last), werden die Kapazitäten und äquivalenten Induktivitäten der Leitungen unterhalb der Leitungsbauteile entnommen.
Magnetisch isolierte Leitungen der Z
Die Marx-Generatoren speichern 11,4 Megajoule elektrische Energie und liefern 4,5 Megajoule an eine Reihe von Wasserleitungen, die den Impuls (Zeit der Entladung eines Kondensators) auf 105 Nanosekunden komprimieren. Die Ausgabe der durch Wasserleitungen in Serie geschalteten Stufe, getrennt durch Zündkerzen, versorgt magnetisch isolierte Leitungen über eine Wasser/Vakuum-Übergangseinheit. Diese Übergangseinheit mit einem Durchmesser mündet in vier übereinanderliegende Kegel (beachten Sie hierbei die Übergang von getrennten Leitungen zu einer Rotations-Symmetrie-Geometrie), die magnetisch isolierte Leitungen bilden.
Gewöhnliche Z-Konvolute
Diese instrumentierten Leitungen definieren vier Ebenen, die als A, B, C, D bezeichnet werden. Eine Konvolute, wie in der Abbildung dargestellt, summiert anschließend die Ströme der verschiedenen Ebenen, wobei Verluste minimiert werden sollen.
Die Last kann nun mit einem Impuls von 10 bis 20 Megampere für eine typische Z-Pinch-Last (d.h. 2 cm lang, 2 cm Anfangsradius mit einer Masse von 4 mg) mit einer Dauer von 105 Nanosekunden versorgt werden. Die gelieferte elektrische Leistung liegt bei etwa 40 Terawatt für eine solche Last.
Zur Diagnose basiert man auf der schnellen Photoionisation von Neonzellen:
Ja, Sie haben richtig gelesen. Billion bedeutet Milliarde. Machen Sie Ihre eigene Untersuchung. Sie finden eine ganze Reihe von Mitteilungen aus den Sandia-Diensten. Bisher gab es nichts, was man hätte erwähnen können. Die Temperaturen stiegen langsam an. Im Artikel:
http://www.sandia.gov/LabNews/LN06-04-99/zmachine_story.html
vom 4. Juni 1999 steht:
Wissenschaftler von Sandia, Chris Deeney (1644), Christine Coverdale (15344) und Victor Harper-Slaboszewicz (15344), haben die Z-Maschine letztes Monat auf neue Grenzen getrieben, als sie die weltweit stärkste Röntgenquelle nutzten, um die Auswirkungen von Strahlung auf Materialien in Experimenten zu testen, die die Reaktion nach einer Kernexplosion nachahmen sollten.
Klar ausgedrückt: Die Sandia-Versuchsanordnung dient dazu, die Röntgenstrahlung einer Kernexplosion nachzuahmen ("mimic"). Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich lediglich um eine "Röntgenquelle".
Während ihrer Experimente erzeugte die Z-Maschine mehr als 100 kJ Röntgenstrahlung (kJ steht für Kilojoule, eine Maßeinheit für abgestrahlte Energie) bei 4,8 keV (keV für Kilo-Elektronenvolt, eine Einheit zur Messung des Farbspektrums von Röntgenstrahlen). Diese Menge an abgestrahlter Energie stellt eine signifikante Fähigkeit für die Durchführung von Waffenwirkungsversuchen dar; andere Quellen bei dieser Röntgenenergie haben bisher nur 10 kJ erzeugt.
„Wir sind begeistert, dass wir diesen Meilenstein erreicht haben“, sagt Chris. „Die Einschränkung durch den Verzicht auf unterirdische Tests hat die Testmöglichkeiten eingeschränkt, aber dies ist der nächste Schritt, den wir mit Z-Pinches je erreicht haben.“
Chris, Christine und Victor arbeiteten mit Mark Hedemann, Bill Barrett und Brett Bedeaux (alle 15344) zusammen, um mit der Z-Maschine und anderen Quellen zu bestimmen, wie Materialien – in diesem Fall Kandidaten für einen Neutronen-Generator – auf hohe Strahlungseinwirkung reagieren. Bei einer Kernwaffenexplosion entstehen hohe Strahlungsniveaus, die sowohl in unmittelbarer Nähe als auch in weiter Entfernung zu Systemausfällen führen können. Um Ausfälle zu verhindern, müssen die von Sandia entwickelten und gebauten Waffenkomponenten und Untereinheiten an Strahlungsniveaus zertifiziert werden, die durch die Mission notwendig sind. Die Prüfung von Materialien bei hohen Strahlungsdosen und -raten, kombiniert mit fortschrittlichen Computerberechnungen, ist ein wesentlicher Schritt bei der Auswahl von Materialien für Waffenkomponenten.
Die Informationen aus den Z-Maschinen-Experimenten werden verwendet, um Computermodelle zu validieren. Chris sagt, dass Computermodelle immer mehr für die Zertifizierung von Komponenten im Rahmen des Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) Programms herangezogen werden, da geeignete Testumgebungen nicht immer verfügbar sind.
„Wenn unsere Ergebnisse nahe an den Computermodellen für dasselbe Ereignis liegen, bedeutet dies, dass das Modell auf dem richtigen Weg ist und wir mehr Vertrauen in die Aussagen des Modells für Bereiche haben, die wir nicht testen können“, sagt Chris.
Seit 1992, als die vollständigen Kerntests in den USA eingestellt wurden, haben Wissenschaftler neue Wege entwickelt, die Zuverlässigkeit von Waffen zu überprüfen, ohne sie tatsächlich zu detonieren. In oberirdischen Simulatoren wie Sandias Saturn und Z haben Wissenschaftler Röntgenquellen entwickelt, die für die Prüfung von Materialien und Teilen verwendet werden können. Die leistungsstarke Z-Maschine hat insbesondere Tests in einem realistischeren physikalischen Rahmen ermöglicht, als es bisher möglich war.
Diese jüngsten Experimente waren eine Zusammenarbeit, nicht nur innerhalb von Sandia, sondern auch innerhalb der Kernwaffen-Gemeinschaft, sagt Chris. Die Entwicklung der Röntgenquelle auf der Z wurde durch Ralph Schneider vom Defense Threat Reduction Agency (DTRA) finanziert, um die einzigartigen Testfähigkeiten innerhalb der Kernwaffen-Gemeinschaft zu verbessern, insbesondere für Bereiche des Verteidigungsministeriums. Victor Harper-Slaboszewicz und Bill Barrett haben diese Quellenentwicklung genutzt, um Daten für die Entwicklung und Zertifizierung von Komponenten von Sandia zu sammeln.
Die Z-Maschine ist ein gepulster Leistungsbeschleuniger, bestehend aus Kondensatoren, die wie große Batterien mehr als eine Minute lang elektrische Energie speichern. Die Energie wird in 100 Milliardstelsekunden freigegeben, was zu einem 50- Billionen-Watt-Puls mit 18 Millionen Ampere führt. Dieser Puls konvergiert auf ein Array von Drähten, genannt Last, und erzeugt einen Plasma. Dieses Plasma kollabiert entlang der Achse, was als „Z-Pinch“ bekannt ist, und strahlt Röntgenstrahlung aus.
Christine sagt, dass ein weiterer Meilenstein bei diesem jüngsten Test mit der Z-Maschine war, dass die Forscher eine „verschachtelte“ Drahttechnik für die Drahtlast verwendeten.
Diese Technik wurde theoretisch von Melissa Douglas (1644) und anderen am Naval Research Laboratory und in Frankreich entwickelt.
Bei früheren Experimenten mit Titan-Drahtanordnungen testeten die Forscher immer nur eine einzelne Titan-Drahtanordnung mit bis zu 160 Drähten. Dieses Mal legten sie eine zweite Anordnung mit 48 bis 70 Titan-Drähten innerhalb der ersten Anordnung mit 96 bis 140 Drähten, was eine größere Stabilität beim Kollaps der Drähte entlang der Achse ermöglichte. Diese zusätzliche Stabilität verbessert die Qualität der Z-Pinch und erhöht die Nützlichkeit der emittierten Strahlung.
Verschachtelte Drahtanordnungen wurden bereits zuvor auf der Z erfolgreich eingesetzt, jedoch nur mit Wolfram-Drähten. Diese Experimente erzeugten Hunderte von Terawatt Röntgenstrahlung zur Unterstützung des inertialen Konfinements-Fusionsprogramms. Chris und Christine verwendeten Titan in ihren Strahlungsprüfungen, da es eine höhere Leistung und höhere Energie Röntgenstrahlung liefert.
Als Teil dieser Tests wurden Kandidatenmaterialien für Neutronen-Generatoren an verschiedenen Abständen von der Quelle platziert, normalerweise eineinhalb bis vier Fuß. Mit Diagnoseverfahren wurde bestimmt, wie viel Stress bei jedem Abstand entstand, und durch die Untersuchung der Materialien nach dem Röntgenpuls konnten die Forscher die Auswirkungen der Strahlung beobachten.
„Wir suchen speziell nach Schäden in den Materialien, prüfen, ob die Strahlung Schäden verursacht und welcher Art diese Schäden sind. Zum Beispiel wollen wir wissen, ob das Material abblättert, Risse bekommt oder zerbricht“, sagt Christine. „Die Tests an der Z-Maschine bieten uns ein wertvolles Werkzeug, um herauszufinden, welche Materialien einer hohen Strahlungsexposition standhalten können.“
Die Forscher von Sandia, Chris Deeney, Christine Coverdale und Victor Harper-Slaboszewicz, haben die Z-Maschine in letzter Zeit auf neue Grenzen getrieben, indem sie eine leistungsstarke Röntgenquelle nutzten, um die Beständigkeit von Materialien gegenüber starken Strahlungen zu testen, die bei Kernexplosionen entstehen.
Während dieser Experimente hat die Sandia-Maschine 100 Kilojoule Energie bei 4,8 keV (Kilo-Elektronenvolt) abgegeben.
Der Kommentator betont weiterhin den Aspekt einer „einfachen Röntgenquelle“.
Diese Menge an Energie ist signifikant. Tatsächlich hat diese Quelle 100 Kilojoule erzeugt, während bis dahin nur 10 Kilojoule erzielt wurden.
Deeney sagt, er sei „sehr begeistert“, weil „diese Experimente beginnen, dem Strahlungsfeld zu entsprechen, das bei unterirdischen Kernexplosionen entsteht“. Der Text erklärt, warum es wichtig ist, die Beständigkeit der Materialien gegenüber diesen starken Röntgenstrahlungsfeldern zu testen. Danach wird allgemein gefeiert, dass die Experimente die Computer-Simulationen bestätigen und daher „der richtige Weg“ eingeschlagen wurde. Es wird erwähnt, dass dieses Programm 1992 begonnen hat. Weiter unten finden Sie einen Auszug aus dem Pour la science-Artikel von 1999, der das erste System in den USA im militärischen Labor Harry Diamond nahe Washington zeigt, das zur Prüfung der Beständigkeit von Waffen gegen Strahlung von Ballistischen Raketenabwehrwaffen entwickelt wurde.
Der Text erklärt, dass die Z-Maschine auf einem System von Kondensatoren basiert, die sich in einer Minute aufladen. Die Energie wird dann in 100 Nanosekunden freigegeben (ein Zehntel einer Mikrosekunde), mit einer Leistung von 50 Terawatt und einem elektrischen Strom von 18 Millionen Ampere. Der Impuls wird auf ein Drahtsystem, die Last, geleitet, das sich in Plasma verwandelt, das sich entlang der Achse zusammenzieht und eine „Z-Pinch-Maschine“ bildet.
Blick auf den roten Text:
Diese Technik wurde theoretisch von Melissa Douglas und ihren Kollegen am Naval Research Laboratory und in Frankreich entwickelt.
Zunächst wurde ein Anordnung von 160 Titan-Drähten verwendet. Dann wurde ein zweites System mit zwei konzentrischen Anordnungen verwendet, was eine bessere Stabilität beim Kollaps entlang der Achse des Systems ermöglichte (siehe weiter unten).
Dieses neue System (verschachtelte Anordnung) mit zwei Drahtgruppen, die auf einer zylindrischen Fläche angeordnet sind und konzentrisch angeordnet sind, sorgt für eine bessere Effizienz dieser „Z-Pinch-Maschine“ (wo ein Plasma entlang der Achse OZ des Systems konzentriert wird).
Dieser Aufbau mit mehreren Drahtgruppen wurde zuvor bereits mit Wolfram-Drähten verwendet (hohes Schmelzpunkt).
Diese Experimente erzeugten Hunderte von Terawatt (ich nehme an, es handelt sich um Spitzenleistung). Diese Experimente sind Teil des Programms zur inertialen Konfinementsfusion (Erwähnung des Yonas-Programms, das in den 1970er Jahren begann). Chris und Christine verwendeten Titan, da dieses Material als eine leistungsstarke Röntgenquelle fungieren kann.
Als Teil dieser Experimente wurden Materialien zur Prüfung, Neutronen-Generatoren, an verschiedenen Abständen von einerinhalb bis vier Fuß von der Quelle platziert. Die Forscher suchten dann nach den zerstörerischen Effekten der erzeugten Röntgenstrahlung auf diese Vorrichtungen.
Somit wird die Zielsetzung der Versuchsanordnung deutlich, die als Röntgenquelle entwickelt wurde, um die Beständigkeit von Kernwaffen gegenüber Systemen zur Ballistischen Raketenabwehr zu testen.
Speziell wird auf Schäden an diesen Vorrichtungen und die Art der Schädigung geachtet. Wir wollen beispielsweise wissen, ob diese Materialien abblättern, Risse bekommen oder in Stücke zerbrechen.
Und Christine fügt hinzu:
Diese Tests mit der Z-Maschine stellen ein sehr nützliches Werkzeug dar, um herauszufinden, wie Materialien einer starken Strahlungsexposition standhalten können.
(* ) In Frankreich wurden Studien in der DAM (Division der militärischen Anwendungen) durchgeführt, erhielten jedoch wenig Unterstützung, da diese Sparte den beiden „Kathedrallen für Ingenieure“ namens Megajoule und ITER im Weg stand.
Der Vorfahre: Das System „Aurora“, fotografiert 1976 im militärischen Labor Harry Diamond nahe Washington. Diese Quelle, die damals 20 Terawatt erreichte, arbeitete bei zehn Millionen Volt und erzeugte Impulse mit einer Dauer von 100 Nanosekunden. Es wurde jedoch angegeben, dass „Aurora nicht für die Fusion nutzbar war“.
Dort, wo Sie oben auf der Seite sind, lesen Sie die Nachricht, die die Sandia-Labore am 8. März 2006 veröffentlicht haben. Übersetzen wir:
SANDIA NATIONAL LABORATORIES.
Zur sofortigen Verbreitung.
Die Z-Maschine von Sandia hat zwei Milliarden Kelvin überschritten
Albuquerque, New Mexico. Die Z-Maschine des Sandia-Labors hat Plasmen erzeugt, deren Temperatur zwei Milliarden Kelvin überschritten hat, eine Temperatur höher als die im Inneren von Sternen (20 Millionen Grad im Zentrum der Sonne).
Dieser unerwartete Energiefluss, wenn seine Ursache erklärt und alles genutzt werden könnte, könnte bedeuten, dass Maschinen, die die Energie der Fusion nutzen, kleiner und kostengünstiger (im Vergleich zu dem problematischen ITER) eines Tages genauso viel Energie wie größere Anlagen produzieren könnten.
Dieses Phänomen könnte auch erklären, wie astrophysikalische Objekte wie Sonneneruptionen ihre hohe Temperatur aufrechterhalten können. (Ich habe eine andere Erklärung: http://www.jp-petit.com/science/couronne_solaire/couronne_solaire.htm, aber lassen wir das.)
Die starke Strahlungsemission könnte auch eine experimentelle Bestätigung für die Codes liefern, die für die Sicherheit und den Zustand der Atomwaffenbestände verantwortlich sind, was die Hauptaufgabe der Z-Maschine war (klar ausgedrückt: der Kommentator scheint nicht zu erkennen, dass die erreichte Temperatur die Z-Maschine weit über eine einfache Röntgenquelle hinaus bringt, die zur Prüfung der „Härte“ von Waffen gegenüber Raketenabwehrsystemen dient!).
Zunächst wollte man nicht glauben, sagte der Projektleiter Chris Deeney. Wir haben das Experiment mehrfach wiederholt, um sicherzustellen, dass es sich um ein echtes Ergebnis und nicht um einen Fehler handelte.
Diese Ergebnisse, die von Spektrometern aufgezeichnet wurden, wurden durch numerische Simulationen von Apruzese und seinen Kollegen am Naval Research Laboratory bestätigt.
Malcolm Haines, bekannt für seine Arbeiten zu Z-Pinches am Imperial College, kommentierte dieses Experiment und gab eine mögliche Erklärung für das beobachtete Phänomen in einem Artikel, der im 24. Februar in Physical Review Letters erschien.
Sandia ist ein Labor, das der US-Administration für nationale Sicherheit untersteht.
Was ist passiert und warum?
Die bei diesen Experimenten freigesetzte „Z-Energie“ wirft eine Reihe von Fragen auf.
Erstens: Die unter Röntgenstrahlung emittierte Energie erwies sich als viermal höher als die eingespeiste Energie.
Normalerweise sind bei fehlenden Kernreaktionen die emittierten Energien niedriger als die gesamte dem System zugeführte Energie. Es gibt also