Μηχανές MHD
Αυτές τις μηχανές που θα μας σώσουν ή θα μας καταστρέψουν
11 Ιουνίου 2006
Θα ήθελα να σας πω μια ιστορία που γράφεται αυτή τη στιγμή μπροστά στα μάτια μας. Κάτι μόλις γεννήθηκε, έβγαλε το πρώτο του φωνάκι στα εσωτερικά της μηχανής Z του Sandia, ένα εργαστήριο του Νέου Μεξικού. Το παιδί έβγαλε το πρώτο του φωνάκι τον Μάιο του 2005. Εξέβαλε από το κενό στη μια φορά.
Προσπαθούμε να φτάσουμε στο φαινόμενο της σύγκλισης για μισό αιώνα. Ενώ ο δαίμων της διάσπασης είχε αποτελεστικά ελεγχθεί· στις αρχές της δεκαετίας του 40, παράγοντας την πρώτη ατομική βόμβα που έκανε έκρηξη στο Alamogordo, στις Ηνωμένες Πολιτείες
Η έκρηξη της πρώτης ατομικής βόμβας, στο Alamogordo
το δεύτερο παιδί των ανθρώπων, το προμηθεικό παιδί, έμεινε μόνο ως παιδί του πρώτου. Αμέσως μετά που οι άνθρωποι έμαθαν ότι μπορούσαν να απελευθερώσουν την φανταστική ενέργεια που κρύβεται μέσα στην ίδια την ύλη, έθεσαν την ιδέα να χρησιμοποιήσουν αντί για αντιδράσεις διάσπασης, αντιδράσεις σύγκλισης.
Αρχικά οι "ατομιστές", οι "φυσικοί του πυρήνα", όπως τους αποκαλούσαν αργότερα ήταν απλοί χημικοί (όπως ο ανακαλύπτης του ατόμου, ο Νεοζηλανδός Ernest Rutherford). Για ένα χημικό η διάσπαση δεν είναι τίποτα άλλο παρά μια αντίδραση διάσπασης, πολύ εξωθερμική, που χρησιμοποιεί ένα διαδικασία αυτοκαταλυτική. Το ουράνιο 235 θέλει μόνο να διασπαστεί σε τμήματα με παρόμοιες μάζες, ελευθερώνοντας ταυτόχρονα κάποια νετρόνια. Αυτά τα νετρόνια, χτυπώντας τους γειτονικούς πυρήνες, εκκινούν τη φωτιά της "αλυσιδωτής αντίδρασης", υπό την προϋπόθεση ότι η ποσότητα των ατόμων που συγκεντρώνονται είναι αρκετά μεγάλη για να μπορούν τα νετρόνια να συγκρουστούν με έναν άλλο πυρήνα του 235. Αντί για κρίσιμη μάζα θα έπρεπε να μιλάμε για κρίσιμο όγκο. Δείτε
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/energetiquement_votre.htm
Μετά την εκμετάλλευση της αστάθειας του ουρανίου 235, που υπάρχει σε μικρές ποσότητες (0,7%) στο φυσικό ορυκτό ουρανίου 238, οι άνθρωποι εκμετάλλευσαν την αστάθεια του πλουτωνίου 239, ένα στοιχείο που αυτή τη φορά δεν υπήρχε στη φύση αλλά μπορούσε να παραχθεί με την προσθήκη "ταχύτητας νετρονίων" που εκπέμπονται κατά τη διάσπαση ενός U235. Το πλουτώνιο είναι επίσης "διασπώμενο", έχει μια "κρίσιμη μάζα" και είναι κατάλληλο για την παραγωγή βομβών. Αυτή ήταν η δεύτερη βόμβα που "δοκιμάστηκε" στο Ναγκασάκι, στην Ιαπωνία.
Με την οπτική του χημικού, η σύγκλιση ήταν πολύ περισσότερο όμοια με τις συνηθισμένες χημικές αντιδράσεις που γνωρίζουμε. Στα αριστερά των "προϊόντων της αντίδρασης". Στα δεξιά, το αποτέλεσμα της αντίδρασης. Σχηματικά
A συνδυασμένο με B δίνει C περισσότερη ενέργεια
Η αντίδραση σύγκλισης που πραγματοποιείται στη χαμηλότερη θερμοκρασία είναι αυτή που εμπλέκει δύο ισότοπα του υδρογόνου: το δευτέριο και το τρίτιο (που αποτελεί το τιμόνι του "βαρύ υδρογόνου"), το δεύτερο από τα οποία έχει το μειονέκτημα να είναι ασταθές, "ραδιενεργό" (διάρκεια ζωής: 12 χρόνια). Αυτή η θερμοκρασία είναι 100 εκατομμύρια βαθμούς. Οι Αμερικανοί προσπάθησαν να εκκινήσουν αυτή την αντίδραση χρησιμοποιώντας τα ακτίνια Χ που παράγονται από την έκρηξη μιας βόμβας διάσπασης, τοποθετώντας απλά ένα μείγμα δευτερίου-τριτίου "δίπλα" σε μια "Α" βόμβα, διάσπασης. Αυτή η εμπειρία ονομάστηκε "Greenhouse", "θερμοκήπιο". Το υδρογόνο είχε το μειονέκτημα να πρέπει να παρουσιαστεί σε συμπιεσμένη μορφή, υγρή, δηλαδή σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Με μια εκτεταμένη εγκατάσταση παγοποίησης, αυτή η πρώτη "βόμβα Η" δεν ήταν επομένως λειτουργική.
Υπήρχε μια δεύτερη αντίδραση που επέτρεπε τη χρήση ενός εκρηκτικού που υπάρχει σε στερεή μορφή: το υδρίδιο του λιθίου Li H. Ωστόσο, η θερμοκρασία που προέβλεπε ήταν πέντε φορές υψηλότερη: 500 εκατομμύρια βαθμούς αντί για 100 εκατομμύρια. Στη Ρωσία, ο νεαρός Andrei Sakharov είχε την ιδέα να τοποθετήσει τη μικρή βόμβα διάσπασης στο κέντρο ενός ελλειψοειδούς που έχει τη μορφή ενός μακρύ ωού, μιας κελύφους που υπηρετεί ως ανακλαστήρας ως προς τις ακτίνες Χ. Όλοι οι οπτικοί του κόσμου γνώριζαν αυτό από πολύ καιρό. Τοποθετώντας μια πηγή ακτινοβολίας στο πρώτο εστιακό σημείο αυτής της ελλειψοειδούς επιφάνειας, αυτή η επιφάνεια συγκεντρώνει αυτή την ακτινοβολία στο δεύτερο εστιακό σημείο. Επομένως, αρκεί να τοποθετηθεί το άκρο μιας φορτίου υδριδίου λιθίου που έχει τη μορφή ενός "κομματιού ζάχαρης".
&&&
Συναρμολόγηση Sakharov-Teller-Ulam
Στις Ηνωμένες Πολιτείες δύο νεαροί ερευνητές Εβραίοι, ο πρώτος από την Ουκρανία, Stanislaw Ulam:
Stanislaw Ulam
ο δεύτερος από την Ουγγαρία, Edward Teller, είχαν την ίδια ιδέα την ίδια στιγμή, την οποία οι αγγλοσαξόνες χαρακτήρισαν ως "technically sweet".
Edward Teller το 1958, που έγινε το μοντέλο του χαρακτήρα του "Δόκτορα Φολαμούρ"
και που ονομαζόταν ευχερώς τη βόμβα Η "my baby" ("το μου παιδί")
(αναφέρουμε απλά για μνήμη το χιλιαδικό χιλιοστό της αντίληψης ορισμένων επιστημόνων που γράφουν βιβλία που ασχολούνται με τη γέννηση τέτοιων μηχανημάτων, ένας από αυτούς, Antoine Schwerer, έδωσε τον τίτλο "Παράπονο με τη βόμβα μου" στο δικό του βιβλίο, που δημοσιεύτηκε το 1990 (120 σελίδες)
Antoine Schwerer: "Παράπονο με τη βόμβα μου" ....
Οι Αμερικανοί επέλεξαν να δοκιμάσουν πρώτα τη βόμβα "υδρογόνου", που λειτουργεί στους 100 εκατομμύρια βαθμούς, με ένα μείγμα δευτερίου-τριτίου. Ωστόσο, με την έκπληξη όλων, οι Σοβιετικοί παρέλειψαν αυτό το βήμα, χάρη στους υπολογισμούς που έκανε ο Andrei Sakharov και εφάρμοσαν τις πρώτες "στεγνές βόμβες", οι οποίες είχαν μορφή στερεού: το υδρίδιο του λιθίου. Μια βόμβα που ήταν επομένως αμέσως λειτουργική. Αυτή η απότομη πρόοδος των δυνάμεων του "Ανατολικού Μπλοκ" έδωσε το ξεκίνημα μιας απελευθερωτικής αγωνίας για τα όπλα.
Σε αυτό το σημείο, ο αναγνώστης πρέπει να κρατήσει στο μυαλό του αυτό το "μείγμα τέρμα" Λιθίου6 + Υδρογόνο1 που παράγει δύο πυρήνες Ηλίου4 και .. χωρίς νετρόνια. Αυτή η "βόμβα Η" είναι έτσι "ανεπιθύμητη". Ωστόσο, αν κάποιος άνθρωπος την υποστεί κάποια μέρα, δεν θα έχει πολύ χρόνο να απολαύσει αυτό το αποτέλεσμα. Αν οι "βόμβες Η" είναι τόσο "ανεπιθύμητες", αυτό οφείλεται κυρίως στην εκρηκτική φορτίο που χρησιμοποιείται ως ανατροπή και στην "ενεργοποίηση" του ανακλαστήρα σε "αποφορτισμένο ουράνιο", που αποτελείται από ουράνιο 238. Αυτό το ουράνιο, απορροφώντας ένα νετρόνιο που εκπέμπεται από την αντίδραση σύγκλισης, μετατρέπεται σε πλουτώνιο 239 που διασπάται επίσης. Έτσι, παράγεται το πιο τρομακτικό όπλο που έχει ποτέ βγει από τη φαντασία των ανθρώπων, η βόμβα "FFF" (διάσπαση - σύγκλιση - διάσπαση), η πιο πλούσια σε ραδιενεργά υπολείμματα.
Ενώ οι στρατιωτικοί ασχολούνταν με την ανάπτυξη των βομβών τους, οι πολίτες, από την πλευρά τους, προσπάθησαν να ανάψουν ένα μείγμα δευτερίου-τριτίου σε κλειστούς χώρους με τη μορφή τοροειδών, τα "tokamaks", που εφεύρεσαν ο Ρώσος Artsimovitch (πολύ φαντασιώδεις, αυτοί οι Ρώσοι, οριστικά ...).
Οι περισσότεροι αναγνώστες γνωρίζουν τώρα το σχήμα αυτών των μηχανών όπου το αέριο μείγμα, φορτισμένο σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, είναι "συγκεκριμένο μαγνητικά", δηλαδή στο εσωτερικό ενός περιβάλλοντος που έχει τη μορφή του τόρου (ή σήμερα πιο ακριβώς τη μορφή της γραμμής "D", περιστρεφόμενη γύρω από έναν άξονα. Αυτή η ιδέα είναι στο επίκεντρο αυτής της καθεδρικής αντιπροσωπείας για μηχανικούς που φέρει το όνομα: ITER.
Η μηχανή ITER
Στην εικόνα παραπάνω μπορεί να διακριθεί, σε τομή, αυτός ο κλειστός χώρος, περιστρεφόμενος, περιβαλλόμενος από όλες τις περιφερειακές συσκευές του. Αυτή η μηχανή θα ακολουθήσει, στην ιστορία της γαλλικής έδρας του Cadarache, μια παρόμοια μηχανή, "Tore-Supra", που ξεκίνησε πριν ένα τέταρτο αιώνα:
Tore supra
Εσωτερικό του Tore-supra
Αυτή η πρώτη γαλλική μηχανή, η οποία ξεκίνησε πριν ένα τέταρτο αιώνα, δεν ικανοποίησε τις υποσχέσεις της. Στο σχήμα παραπάνω, ωστόσο, μπορεί να διακριθούν τα πολλά εξαρτήματα με τα οποία προσπαθούν να φέρουν το πλάσμα σε υψηλή θερμοκρασία και αποτελούν διαφορετικούς τρόπους εισαγωγής ενέργειας σε αυτή την τοροειδή θάλασσα (μικροκύματα, "ακτίνες νετρονίων", κλπ.). Το πρώτο συγκεκριμένο αποτέλεσμα θα επιτευχθεί τελικά σε μια αγγλική μηχανή που τοποθετήθηκε στο Culham, το "JET" (Joint European Torus).
Η αγγλική μηχανή JET, 12 μέτρα ύψος
Ο όγκος του πλάσματος που είναι συγκεκριμένος βρίσκεται μεταξύ 80 και 100 κυβικών μέτρων. Το 1997 το τοκαμάκ του Culham έλειψε για ... μια δευτερόλεπτο.
Το εσωτερικό του JET
Αυτό το αποτέλεσμα που θεωρήθηκε "πολύ ενθαρρυντικό" οδήγησε ερευνητές και μηχανικούς να προτείνουν να "πάρουμε το επόμενο στάδιο" προτείνοντας το έργο ITER, με ακόμα μεγαλύτερες διαστάσεις.
Γιατί αυτή η δραστηριότητα στο γιγαντιαίο;
Ένα τέτοιο πλάσμα ψύχεται ακτινοβολικά. Η εξωτερική επιφάνεια είναι εκπεμπτική, εκεί γίνεται η απώλεια θερμότητας. Αυτή η απώλεια αυξάνεται όπως η επιφάνεια του πλάσματος, το τετράγωνο της χαρακτηριστικής διάστασης της μηχανής, θα πούμε τη διάμετρό της, ενώ η ποσότητα της ενέργειας που περιέχει αυτό το ίδιο πλάσμα μεταβάλλεται όπως το όγκος του, δηλαδή όπως το κύβο της διαμέτρου. Αν μια τέτοια μηχανή έχει τάση να ψύχεται ακτινοβολικά, η αύξηση των διαστάσεών της θα μειώσει αυτό το φαινόμενο.
Τελικά... όλα είναι σχετικά. Το JET έχει λειτουργήσει για μια πολύ μικρή δευτερόλεπτο, και έχει πνιγεί ως παλιό καυστήρας, απλά λόγω αυτής της ακτινοβολικής ψύξης. Αλλά γιατί αυτό το φαινόμενο κατακτά τόσο γρήγορα την ενέργεια που εκλύεται από την ίδια τη σύγκλιση; Επειδή το περιβαλλοντικό κατακράτηση, που ανατέθηκε στο μαγνητικό πεδίο, είναι μόνο ατελές. Αποτελεί ένα πολύ υψηλό ρεύμα που καταφέρνει να "περάσει από τα τρύπια του δικτύου" και να χτυπήσει τις στερεές τοιχοποιίες της μηχανής. Κάνοντας αυτό, απορροφούν πυρήνες που ανήκουν σε αυτό το στερεό περιβάλλον, όπως πυρήνες μετάλλων, που άμεσα ιονίζονται και συγχωνεύονται στο πλάσμα σύγκλισης. Εκεί, αυτοί οι πυρήνες αλληλεπιδρούν με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια με Bremstrahlung, "ακτινοβολία επιβράδυνσης". Αποκλίνοντας τα ελαφριά ηλεκτρόνια από την πορεία τους, τα κάνουν να εκπέμπουν ακτινοβολία. Το "αέριο ηλεκτρονίων" ψύχεται. Αυτό το φαινόμενο ψύχει το μείγμα δευτερίου-τριτίου. Αμέσως μετά την θερμοκρασία πέσει κάτω από τους φοβερούς 100 εκατομμύρια βαθμούς, η μηχανή πνίγεται και σβήνει, απλά. Αυτό το φαινόμενο είναι ακόμα πιο ενοχλητικό επειδή η ακτινοβολική ψύξη μεταβάλλεται όπως το τετράγωνο της ηλεκτρικής φόρτισης των βαρύτερων ιόντων που απορροφούνται από τα τοιχώματα.
Το JET σβήνει με αυτόν τον τρόπο, μετά από μια δευτερόλεπτο λειτουργίας. Το ITER θα το κάνει επίσης. Είναι σχεδιασμένο για λειτουργία πέντε λεπτών αλλά όλα δείχνουν ότι θα υπερβεί μόνο μια δεκαριά δευτερολέπτων. Σήμερα δεν υπάρχει κανένας λειτουργικός σύστημα που να επιτρέπει την προστασία από αυτό το φαινόμενο της ρύπανσης του πλάσματος σύγκλισης και της ακτινοβολικής ψύξης της "καυστήρας". Οι προτεινόμενες λύσεις στην εφημερίδα βρίσκονται μόνο στο υποτακτικό. Αυτά τα τεχνικά σχήματα δεν είναι απλά στην αντίληψη ενός τυπικού αναγνώστη. Το λόγο μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
- Οι άνθρωποι χρειάζονται ενέργεια. Το πυρηνικό τους παρέχει, με την παραγωγή αποβλήτων ραδιενεργών που είναι πολύ ενοχλητικά, το οποίο αναγνωρίζουμε. Η σύγκλιση είναι η πορεία του μέλλοντος. Αλλά η διαδρομή θα είναι μακρά. Το ITER θα ανεβεί σε ισχύ μόνο σε δέκα χρόνια, και τότε ....
Και τότε, τι; Θα απαλλαγούμε δωρεάν; Θα βρούμε μέχρι τότε τον τρόπο να θεραπεύσουμε το τρομακτικό του ισχυρισμό; Θα ανεχτεί η θερμοκρασία να παραμείνει για το χρονικό διάστημα που εξετάζουμε ή θα μας εξηγήσουν τότε ότι "για να λειτουργήσει πρέπει να προβλεφθεί μια μηχανή ακόμα μεγαλύτερη", με ένα νέο κάλεσμα στο χρήμα του φορολογούμενου. Τι θα γίνει με τις παρακαμπίλες δομές που ενεργοποιούνται από ένα ισχυρό βομβαρδισμό από νετρόνια με ενέργεια 14 Mega-ηλεκτρονιοβόλτ; Πώς θα προβλεφθεί η μηχανική αντοχή του τεράστιου υπεραγωγικού μαγνήτη, που ο Νομπελικός Γκιλλές ντε Γκένς έδειξε την ευπάθειά του, ως προς αυτόν τον βομβαρδισμό; Τι θα συνέβαινε αν αυτή η μηχανική αντοχή έχει απότομα αλλοιωθεί, μετατρέποντας το αντικείμενο σε ένα φανταστικό εκρηκτικό, ικανό να διασπάσει μια σημαντική ποσότητα ραδιενεργού τριτίου στη φύση.
Δεν θα δείτε αυτές τις ερωτήσεις να αναφέρονται πουθενά, απλά γιατί το ITER δεν είναι σχεδιασμένο για να λειτουργεί ... για πολύ καιρό, αρκετά για να μην υποβαθμιστεί το σύστημα υπεραγωγικής μαγνήτισης του. Όταν θα πάρουμε το "πολύ-ITER", σε 25 χρόνια, θα είναι πάντα το χρόνο να ανησυχούμε για αυτό το ... νέο πρόβλημα.
Όπως θα έλεγε ο δόκτωρ Πανγκλόσς, ποια είναι η αρκετή αιτία για τέτοια φαραγγικά έργα; Τα πιστεύουμε γιατί οι ανάγκες για ενέργεια της πλανήτη είναι απεριόριστες. Η αύξησή τους αποδεικνύεται τρομακτική, εκθετική. Το πετρέλαιο εξαντλείται. Κάποιες χώρες, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, διαθέτουν μεγάλες ποσότητες σε ... άνθρακα, αλλά αυτός έχει το μπλε λωρίδα της ρύπανσης. Μετά τη Χάρυβδη, τη Σκύλλα.
Οι "αντικαταστάσεις" δεν φαίνονται αρκετές, όπως το αιολικό, το ηλιακό, το θαλάσσιο, το γεωθερμικό. Οι "αποδόσεις επενδύσεων" φαίνονται αρκετές σε σχέση με τις ανάγκες των ανθρώπων. Έτσι το πυρηνικό "φαίνεται ως το μικρότερο κακό". Αυτή είναι η θέση του Claude Allègre, του πρώην υπουργού μας, του σύγχρονου Παγγλόσου της τεχνολογίας που υποστηρίζει ότι "όλα είναι για το καλύτερο στο καλύτερο δυνατό πυρηνικό".
Η "αναπτυξιακή" είναι μια λύση για πλούσιες χώρες. Δεν θα μπορέσουμε να φτάσουμε στο επίπεδο των παγκόσμιων αναγκών περισσότερο με την οδήγηση με έλαιο σογιάς, την αναφορά με λαμπτήρες 25 watt, την οδήγηση με ποδήλατο και τη θέρμανση του νερού των μπανιών μας με ηλιακά πάνελ, την εξοπλισμό των οικιακών χώρων με δύο ταχύτητες. Αυτό ξεκινά από μια καλή πρόθεση, αλλά ανεξάρτητα από τον τρόπο που προσεγγίζετε το πρόβλημα, είναι ανεπαρκές, είναι ένα όνειρο για πλούσια παιδιά.
Η κατάσταση φαίνεται να έχει γίνει τόσο κρίσιμη που πολλές χώρες εξετάζουν τη μετάβαση στο πυρηνικό (κατάσταση που είναι πηγή χαράς για τόσους υπεύθυνους Γάλλους). Η αγωνία για τη σύγκλιση μέσω μηχανών τόσο προβληματικών όσο το ITER αποκαλύπτει την έκταση της ανησυχίας. Είναι τόσο βαθιά που εξετάζουν διαδρομές για τις οποίες δεν ξέρουμε πότε θα αποδειχτούν κερδοφόρες και αν θα το γίνουν ποτέ. Ωστόσο, μέχρι το Πρωί του 2005, η απάντηση ήταν αναπόφευκτα:
*- Έχετε κάτι άλλο να προτείνετε; *
**Το πυρηνικό, με άλλο τρόπο. Η μη ρυπαντική σύγκλιση, χωρίς ραδιενεργικότητα. **
Το πλήρες πυρηνικό είναι μια φοβερή προοπτική. Σημαίνει την αποθήκευση χιλιάδων τόνων επικίνδυνων ραδιενεργών προϊόντων με διάρκεια ζωής ... άπειρη σε χρόνο σε σχέση με τις σύντομες ύπαρξεις των ανθρώπων. Από τα ατυχήματα του Three Miles Island και του Chernobyl γνωρίζουμε ότι τα πυρηνικά αντιδραστήρια είναι επικίνδυνα, ότι μπορούν να ρυπάνουν μεγάλες περιοχές όπου θα γεννηθούν παιδιά με αναπτυξιακά προβλήματα, όπου μεγάλες ομάδες ανθρώπων θα αναπτύξουν καρκίνο. Πού θα βρεθεί αυτή η πηγή ενέργειας, που η Φύση θα μας παρέχει σε μεγάλες ποσότητες και θα μην ρυπαίνει το περιβάλλον μας, θα μην τοποθετεί τις ύπαρξής μας σε κίνδυνο;
Πράγματι εκπληκτικό, αυτές οι λύσεις υπάρχουν από το μισό αιώνα. Η πρώτη από αυτές είναι ακριβώς αυτή που χρησιμοποιείται ως σημείο εκκίνησης για τις οποίες ονομάστηκε "η βόμβα υδρογόνου": η διαδρομή Λιθίου - υδρογόνο. Υπενθυμίζουμε την αντίδραση σύγκλισης:
Λιθίου7 + Υδρογόνο1 ----> δύο πυρήνες Ηλίου4 και .. χωρίς νετρόνια
Μόνο μειονέκτημα: χρειάζεται θερμοκρασία 500 εκατομμύρια βαθμούς, πέντε φορές υψηλότερη από αυτή που κατάφεραν να δημιουργήσουν για μια δευτερόλεπτο στο τοκαμάκ του Culham. Υπάρχει μια άλλη:
Βόριο11 + Υδρογόνο1 ----> τρεις πυρήνες Ηλίου4 και .. χωρίς νετρόνια
Αυτή τη φορά, πρέπει να φέρουμε το μείγμα στη θερμοκρασία φαρμακευτικής των *μιας δισεκατομμυριού βαθμών Kelvin, ένα δισεκατομμύριο βαθμών! *. Δύο φορές η θερμοκρασία που κατοικεί στο εσωτερικό μιας βόμβας Η που μόλις έκανε έκρηξη, πεντακόσιες φορές η θερμοκρασία που κατοικεί ... στο εσωτερικό του Ήλιου.
Ναι, πολλοί αναγνώστες το αγνοούν, οι αστέρες δεν έχουν το ρεκόρ θερμοκρασίας. Γιατί; Απλά επειδή αν η θερμοκρασία του Ήλιου έφτανε τα 100 εκατομμύρια βαθμούς, ή ακόμα και περισσότερο, δεν θα ήταν πια μια ήρεμη καυστήρας, μια κατσαρόλα που μαγειρεύει, αλλά μια ... βόμβα. Οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες τις βρίσκουμε στο σύμπαν στις "υπερκοσμικές" που είναι αστέρες που εκρήγνυνται. Μετά από μια σχετικά ήρεμη λειτουργία, με θερμοκρασίες αρκετά κοντά σε αυτή που αναφέραμε παραπάνω, αυτοί οι αστέρες απότομα πέφτουν σε παρακμή (σε μερικές ημέρες! ) σε καύσιμο. Εκρήγνυνται τότε ως παρακμή, από την αρχή τους, στον εαυτό τους. Πιο συγκεκριμένα στο "κατάλοιπό" τους, σε έναν πυρήνα σιδήρου, του οποίου τα άτομα, που σχηματίστηκαν από αντιδράσεις σύγκλισης, έχουν απλά κατεβεί στον αστέρα από τη βαρύτητα.
Ο αστέρας εκρήγνυται στον εαυτό του με ταχύτητα που φτάνει εκατοντάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η κινητική ενέργεια μετατρέπεται απότομα σε θερμοκρασία και αυτή η φορτισμένη ενέργεια θα παράγει τα βαρύτερα στοιχεία του πίνακα του Mendeleiev, τα άτομα από τα οποία είμαστε εμείς, εσείς, εγώ, το ορυκτό του μολύβδου του μολυβδούχου μου, το ουράνιο του αντιδραστήρα που, τώρα, παράγει την ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτεί τον υπολογιστή μου.
Ο Κόσμος διαθέτει άλλες πολύ εξωθερμικές πηγές: τα κουάσαρς. Σε αυτή την περίπτωση, μια μάζα υδρογόνου, ασταθής, συγκεντρώνεται στο κέντρο μιας γαλαξίας. Η κινητική ενέργεια που αποκτούν αυτά τα άτομα μετατρέπεται σε θερμότητα και αυτή η μάζα μετατρέπεται σε μια φανταστική βόμβα υδρογόνου, μεγαλύτερη από το ηλιακό σύστημα, εκπέμποντας ένα στιγμιαίο ποσό ενέργειας όσο και ολόκληρος ο γαλαξίας. Με τη συγκέντρωση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου του γαλαξία, αυτό το σύστημα μετατρέπεται σε έναν τεράστιο επιταχυντή σωματιδίων που εκπέμπει πυρήνες σε υπερφωτεινές ταχύτητες, σύμφωνα με δύο αντίθετα προς τον άξονα πεδία, συνδεδεμένα με αυτό το "μαγνητικό δίπολο" που δημιουργείται.
Εκτός από τα ισχυρά φαινόμενα, η θερμοκρασία που επικρατεί στο εσωτερικό των βομβών μας υδρογόνου (500 εκατομμύρια βαθμοί) είναι η υψηλότερη που υπάρχει σε όλο το ... ηλιακό σύστημα και ακόμα σε αρκετά χιλιόμετρα απόσταση. Μπορούμε να αποκτήσουμε μια νόμιμη υπερηφάνεια.
Τον Μάιο του 2005 αυτός ο ρεκόρ έπεσε απότομα, με τελείως αναμενόμενο τρόπο, εκπληκτικά. Πρέπει να αναδρομή σε αυτό το δρόμο που καταλήγει σε μια ανακάλυψη που θεωρώ ότι είναι τόσο σημαντική όσο ... αυτή του πυρός, δεδομένες τις συνέπειες που θα έχει, αναπόφευκτα.
Περιγράψτε. Τι είναι έν
*- Φτιάξτε μας μία πηγή ακτίνων Χ όσο το δυνατόν ισχυρότερη, που εκπέμπει σε ένα αρκετά μεγάλο όγκο, ώστε να μπορούμε να τοποθετήσουμε κοντά εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων πλήρων πυρηνικών κεφαλών, για να αξιολογήσουμε την αντοχή τους σε αντιπυρηνικά όπλα. *
Πώς δημιουργείται η ακτινοβολία Χ; Ιστορικά, φορτίζουμε μία κάθοδο να εκπέμπει ηλεκτρόνια, τα οποία επιταχύνονται σε τόση ταχύτητα ώστε, όταν συγκρούονται με μία ανόδο, να διεγείρουν τα άτομα αυτής και να εκπέμπουν αυτό το είδος ακτινοβολίας. Ωστόσο, τέτοια συστήματα θα παρείχαν εξαιρετικά ανεπαρκή ισχύ για να χρησιμοποιηθεί αυτή η ακτινοβολία στη δοκιμή πυρηνικών κεφαλών. Έτσι, οι ερευνητές του Sandia εξέτασαν τη δυνατότητα να συμπιέσουν μεταλλικά στοιχεία, ώστε η επιτευχθείσα θερμοκρασία να τα κάνει να συμπεριφέρονται ως πηγές ακτίνων Χ.
Τα πρώτα πειράματα ήταν ικανοποιητικά. Η μηχανή εκπέμπει διαστήματα ακτίνων Χ που ικανοποιούν τους στρατιωτικούς. Στη συνέχεια, το 1998, η επιτευχθείσα θερμοκρασία φτάνει τα 1,6 εκατομμύρια βαθμών. Δείτε:
http://www.sandia.gov/media/z290.htm
Από την υπηρεσία διάδοσης των εργαστηρίων Sandia, 1998: 1,6 εκατομμύρια βαθμών!
Αν διαβάσετε το άρθρο, θα δείτε ότι οι συγγραφείς επισημαίνουν την υψηλή ακτινοβολία που εκπέμπεται στην περιοχή των ακτίνων Χ. Επιπλέον, η θερμοκρασία του στόχου ανέβηκε σε 2,2 εκατομμύρια βαθμών, αλλά "μέσος όρος" περίπου 1,6 εκατομμύρια βαθμών Kelvin. Αρχίζουμε να μιλάμε λίγο για συντήρηση, αλλά όχι πολύ πιστεύοντας σε αυτό. Στην πραγματικότητα, δεν είναι για πρώτη φορά που ερευνητές προσπαθούν να επιτύχουν υψηλές θερμοκρασίες με την προσπάθεια να κάνουν να συμπιεστεί μία κυκλική στόχος. Συνηθισμένα, χρησιμοποιείται μία τμήμα κυλίνδρου που ονομάζεται "liner". Δεν έχω χρόνο σήμερα για να αναφέρω όλη αυτή τη διαδικασία, όπου οι Ρώσοι έπαιξαν κεντρικό ρόλο, ακολουθούμενοι από την ομάδα του Fowler στο Los Alamos. Ωστόσο, μέχρι τώρα, χρησιμοποιούσαν έναν "συνεχή" liner. Σκοπός ήταν να περάσει μέσα σ' αυτό το λεπτό κύλινδρο μία πολύ μεγάλη ένταση, που αρχικά μετριόταν σε εκατομμύρια αμπέρ, και στη συνέχεια σε δεκάδες εκατομμύρια αμπέρ (20 εκατομμύρια αμπέρ στη Z-machine). Αυτή η ροή ρεύματος δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με το υλικό αυτό, μέσω ενός συστήματος δυνάμεων, κεντρομόλων και αξονικών, προκαλώντας το να συμπιεστεί προς τον άξονά του. Ωστόσο, αυτή η ροή ρεύματος είναι τάσσεται να είναι ασταθής. Συνέπεια: ο κύλινδρος δεν συμπιέζεται προς τον άξονά του, αλλά... όπως είναι. Συχνά σε σημείο που βρίσκεται 1 εκατοστό από αυτόν! (Διάμετρος των ρωσικών liners: 6 εκατοστά, ύψος 1 εκατοστό).
Στο Sandia, οι ερευνητές αντικατέστησαν τον κύλινδρο με ένα στρώμα πολύ λεπτών νήματων που φυσικά θα εξατμίστηκαν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, τελικά μετατρέποντας σε ένα "πλέγμα πλάσματος". Ωστόσο, η αρχική δομή εγγυάται μία καλύτερη αξονική συμμετρία στη διαδικασία, άρα και καλύτερη εστίαση. Ο Deeney, ο κύριος πρωταγωνιστής του έργου, αφήνει τον εαυτό του να όνειροποιηθεί για μία μέρα να δει τη μηχανή του να φτάνει θερμοκρασίες παρόμοιες με εκείνες που επιτεύχθηκαν στα τοκαμάκ, πλησιάζοντας τα εκατομμύρια εκατομμύρια βαθμών.
Και εδώ έρχεται η γενική έκπληξη, η απρόσμενη. Τον Μάιο του 2005, η συμπίεση του "νήματος" επιτεύχθηκε τόσο καλά ώστε η θερμοκρασία που επιτεύχθηκε στο τέλος της συμπίεσης υπερέβη τα... δύο δισεκατομμύρια βαθμών! Μία θερμοκρασία που δεν είχε ποτέ επιτευχθεί, ακόμη και στα πιο ισχυρά θερμοπυρηνικά όπλα. Τι άλλαξε; Ο Deeney ελαφρώς αυξήθηκε η διάμετρος του liner: 8 εκατοστά αντί για πέντε. Επιπλέον, οι μερικές εκατοντάδες λεπτά νήματα του τουγκστένιου αντικαταστήθηκαν με ανοξείδωτο χάλυβα.
Ακολουθεί η σελίδα ανακοίνωσης, ημερομηνίας 8 Μαρτίου 2006, από τα εργαστήρια Sandia, που ανακοινώνει την επίτευξη:
Ελέγχουμε, επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία εκατοντάδες φορές, τις μετρήσεις. Το αποτέλεσμα πέφτει: είναι πραγματικό. Δεν πρόκειται για παρασκευαστικό σφάλμα ούτε λάθος μέτρησης. Τα αισθητήρια είναι πολλά και ακριβή. Επιπλέον, η συνολική ενέργεια που εκπέμφθηκε ως ακτίνες Χ αποδείχθηκε τέσσερις φορές μεγαλύτερη από την κινητική ενέργεια που μεταφέρθηκε στα ράβδους κατά τα 100 νανοδευτερόλεπτα που διαρκεί η συμπίεση. Ο Malcom Haines, διευθυντής του εργαστηρίου Φυσικής Πλασμάτων του Cambridge, ενημερώθηκε γι' αυτό το αποτέλεσμα, χωρίς καμία αυστηρότητα. Η αργή αύξηση της θερμοκρασίας της Z-machine είχε κάνει ώστε κανείς να μην σκέφτηκε να τοποθετήσει φίλτρο ασφαλείας για τα αποτελέσματα. Μετά όλα, είναι μόνο μία μηχανή που δημιουργεί ακτίνες Χ για να δοκιμάσει την αντοχή των βομβών, σωστά;
Ο Haines, ευχάριστος επιστήμονας με πολύ καλή γνώση, με τον οποίο έχω επαφή από το 1976, συνέταξε ένα άρθρο που υπέβαλε στο Physical Review Letters, το οποίο δημοσιεύτηκε στις 24 Φεβρουαρίου 2006.
Η επιθεώρηση δημοσίευσε το άρθρο χωρίς να το αμφισβητήσει. Πράγματι, στα αγγλικά "εκατομμύριο" γράφεται με τον ίδιο τρόπο όπως και στα γαλλικά, ενώ "δισεκατομμύριο" προκύπτει αλλάζοντας το m σε b, δηλαδή: billion.
Μερικές ιστοσελίδες αναφέρουν αυτή την περίεργη νέα:
Μόλις δημιουργήθηκε στο εργαστήριο η υψηλότερη θερμοκρασία που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα
Το Science et Vie και το Science et Avenir ανακοινώνουν αυτή την είδηση σε πέντε γραμμές, χωρίς να τη σχολιάσουν. Από τρεις μήνες, καμία είδηση στον κόσμο των επιστημών, καμία στο Pour la Science (που είναι απλώς η γαλλική έκδοση του Scientific American, το οποίο φαίνεται ότι δεν ενδιαφέρεται για μία τέτοια επίτευξη). Καμία στην Έρευνα. Είναι ο "γενικός σιωπηλός αποκλεισμός".
Μπορούμε να δούμε πολλούς λόγους για αυτή την έλλειψη αντίδρασης.
*- Πολλοί άνθρωποι δεν καταλαβαίνουν τη σημασία αυτού του εξαιρετικού αποτελέσματος - Οι συνέπειές του ενοχλούν πολύ τους "πυρηνικούς κυβερνήτες" (σχέδιο Mégajoule και Iter). Πράγματι, αμφισβητούν εντελώς τα "κυρίαρχα" σχέδια. Ωστόσο, οι ίδιοι πυρηνικοί κυβερνήτες κατέχουν τα επιστημονικά μέσα. - Οι στρατιωτικές συνέπειες αντιλαμβάνονται μόνο μετά την επίτευξη από τους υ