La Z - máquina de Sandia (Nuevo México)
Fusión sin contaminación ni radiactividad:
¡a nuestro alcance!
Como me hace notar un lector, obsesionados por la reacción de fusión entre los dos isótopos del hidrógeno pesado, el deuterio y el tritio, muy pocas personas saben que a temperaturas más altas se encuentran reacciones de fusión (litio-hidrógeno a 500 millones de grados y boro-hidrógeno a mil millones de grados) que, al producir únicamente helio, no generan ni radiactividad ni residuos. Con la máquina Z (dos mil millones de grados), estas temperaturas acaban de ser ampliamente superadas.
Señalado por un lector, un buen artículo reciente en Wikipedia
http://fr.wikipedia.org/wiki/Z_machin
26 de mayo de 2006
30 de mayo: la ausencia de reacción en el sector civil
IHay que volver a repasar toda esta cuestión. En Francia, las noticias han sido prácticamente inexistentes, salvo algunas líneas en Science et Vie y Science et Avenir. El inicio lo dio el sitio
http://www.futura-sciences.com
. Silencio absoluto en la prensa general. Nada en "Le Monde des Sciences".
Reconsideremos los hechos desde su origen. En Google, busque:
deeney z machine
Chris Deney es el responsable de la instalación montada en Sandia (Nuevo México), fruto de los trabajos iniciados hace más de treinta años por Gerold Yonas (fusión por haces de electrones, ver Pour la science, número de enero de 1979). Con esta búsqueda en Google, se encuentran varios resultados, pero el más fiable es dirigirse directamente a la información de primera mano proporcionada inicialmente por el servicio de comunicación de los laboratorios de Sandia. Se encontrará el hilo que conduce a este anuncio de información procedente del servicio de comunicación de Sandia en la siguiente dirección:
http://www.sandia.gov/news-center/news-releases/index.html
Con esto llegamos a lo siguiente:
Para los especialistas, la descripción de la máquina Z de Sandia:
(si usted no es especialista, salte esta parte encerrada)
El generador PBFAZ es un generador de alta potencia pulsada que fue inicialmente construido para la producción de haces de iones. Fue adaptado en 1996 para su uso con cargas tipo Z-pinch y desde entonces se llama "Z". Es un generador cuya amplificación de corriente se realiza de forma clásica mediante líneas de agua. Está compuesto, de fuera hacia dentro, por 36 generadores de Marx (visibles en el radio más grande), seguido de una sección de amplificación de potencia mediante líneas de agua, y luego una sección al vacío. Este generador mide 33 metros de diámetro y 6 metros de altura.
Esquema:
Los tiempos representan los tiempos de tránsito en los diferentes elementos, que a su vez están constituidos por subelementos cuyas características (tiempo de tránsito, impedancia) se indican en los pequeños cuadros asociados. Los disparadores están activados o bien por láser (disparador ls del esquema), o bien de forma autodisparada y en agua (disparadores a agua ws del esquema). La tabla que se extiende a lo largo de todo el esquema (desde los generadores de Marx hasta la carga) da las capacidades y las inductancias equivalentes de los elementos de las líneas.
Líneas bajo aislamiento magnético de Z
Los generadores de Marx almacenan
11,4 megajulios
de energía eléctrica, y proporcionan
4,5 megajulios
a la salida de un conjunto de líneas de agua que comprimen el impulso (tiempo de descarga de un condensador) en un impulso de
105 nanosegundos.
La salida del etapa formada por líneas de agua en cascada, separadas por disparadores, alimenta líneas bajo aislamiento magnético a través de una interfaz agua/vacío. Esta interfaz, de cierto diámetro, desemboca en cuatro conos (obsérvese la transición de líneas separadas a una geometría con simetría de revolución) apilados, líneas bajo aislamiento magnético.
Convoluto habitual de Z
Estas líneas instrumentadas definen cuatro niveles, denominados A, B, C y D. Un convoluto, representado en la figura anterior, permite luego sumar las corrientes de los diferentes niveles, tratando de minimizar las pérdidas.
La carga puede entonces alimentarse con un pulso de 10 a 20 megaamperios para una carga Z-pinch típica (es decir, de 2 cm de longitud, 2 cm de radio inicial y masa de 4 mg), con una duración de 105 nanosegundos. La potencia eléctrica suministrada es de unos 40 teravatios para dicha carga.
Para el diagnóstico se basa en la rápida fotoionización de células de neón:
Sí, ha leído bien. Billón significa mil millones. Haga su propia investigación. Encontrará una serie de comunicaciones procedentes de los servicios de Sandia. Hasta ahora no había de qué echarse a reír. Las temperaturas subían lentamente. En el artículo:
http://www.sandia.gov/LabNews/LN06-04-99/zmachine_story.html
del 4 de junio de 1999 se lee:
Investigadores de Sandia Chris Deeney (1644), Christine Coverdale (15344) y Victor Harper-Slaboszewicz (15344) llevaron la máquina Z a nuevos límites el mes pasado cuando utilizaron la fuente de rayos X más potente del mundo para probar los efectos de la radiación sobre materiales en experimentos diseñados para simular la respuesta que ocurriría cerca de una explosión nuclear.
En otras palabras, la instalación de Sandia está destinada a simular ("mimic") la emisión de rayos X provocada por una explosión nuclear. En este momento, se trata simplemente de una "fuente de rayos X".
Durante sus experimentos, la máquina Z generó más de 100 kJ de rayos X (kJ significa kilojulios, una medida de energía radiada) a 4,8 keV (keV significa kiloelectrón-voltio, una unidad utilizada para medir el espectro de color de los rayos X). Esta cantidad de energía radiada añade una capacidad significativa para realizar experimentos sobre efectos de armas; otras fuentes a esta energía de rayos X han producido solo 10 kJ.
"Estamos emocionados de haber alcanzado este hito", dice Chris. "La pérdida de pruebas subterráneas limitó las capacidades de prueba, pero esto es lo más cercano al 'verdadero' que hemos logrado con los Z-pinch".
Chris, Christine y Victor, trabajando con Mark Hedemann, Bill Barrett y Brett Bedeaux (todos del 15344), han estado utilizando la máquina Z y otras fuentes para determinar cómo responden los materiales —en este caso, materiales candidatos para un generador de neutrones— cuando se exponen a altos niveles de radiación. Cuando explota una arma nuclear, se producen altos niveles de radiación, que pueden causar fallos tanto en sistemas cercanos como distantes. Para prevenir fallos, los componentes y subsistemas de las armas diseñados y construidos por Sandia deben certificarse a niveles de radiación determinados por las necesidades de la misión. Probar materiales a altas dosis y tasas de radiación, junto con cálculos por ordenador avanzados, es un paso fundamental para seleccionar materiales para componentes de armas.
La información recopilada de los experimentos con la máquina Z se utilizará para validar los modelos por ordenador. Chris dice que los modelos por ordenador se están utilizando cada vez más para la certificación de componentes a través del Programa de Computación Estratégica Acelerada (ASCI), porque los entornos de prueba adecuados no siempre están disponibles.
"Si nuestros hallazgos se acercan al modelo por ordenador del mismo evento, significa que el modelo está en buen camino, lo que nos da más confianza en lo que el modelo nos dice sobre regímenes que no podemos probar", dice Chris.
Desde 1992, cuando se detuvo la prueba a gran escala de armas nucleares en Estados Unidos, los científicos han estado desarrollando nuevas formas de verificar la fiabilidad de las armas sin detonarlas realmente. Trabajando en simuladores a cielo abierto como Saturno y Z de Sandia, los científicos han desarrollado fuentes de rayos X que pueden usarse para probar materiales y piezas. El p...