پایاننامه ماتیاس باوا درباره ماشین Z فرانسه
ماشین Z فرانسه
پایاننامه ماتیاس باوا
فایل در تاریخ ۱۷ ژوئن ۲۰۰۶ آپلود شد
این پایاننامه، با جزئیات فراوان، در آدرس زیر قابل دسترسی است:
http://mathias.bavay.free.fr/these/sommaire.html
عنوان:
فشردهسازی جریان مغناطیسی در حالت زیر میکروثانیهای برای دستیابی به فشارهای بالا و تولید پرتو ایکس
در تاریخ ۸ ژوئیه ۲۰۰۲ در CEG (مرکز نظامی آزمایش گرامات، لوت) دفاع شد.
نیروگاه گرامات (مطابق تصاویر بالا) قادر است پالسهای جریان ۲.۵ میلیون آمپری را با مدت زمان ۸۰۰ نانوثانیه تولید کند.
نیروگاه الکتریکی ECF گرامات
یک نمای بزرگنمایی نشاندهنده قطر نصب، حدود ۲۰ متر (در مقابل ۳۳ متر در ماشین Z ساندیا) است.
نمای بزرگنمایی
بخش مرکزی نصب ECF گرامات
نصب پیشنهادی باوا، که در گرامات و نیروگاه ساندیا آزمایش شده، بسیار اصیل است. شورویها سیستمهای فشردهسازی فلکس را ابداع کرده بودند که در آن یک منفجرکننده شیمیایی با فشار بر روی یک لایه (liner) که از مادهای هادی مانند مس یا آلومینیوم ساخته شده بود، عمل میکرد. این لایه به صورت انفجاری فشرده میشد و میدان مغناطیسی داخل آن را فشرده میکرد که پیشتر با یک تخلیه الکتریکی در یک سولنوئید با استفاده از باتریهای خازنی ایجاد شده بود. ایده توسعهیافته در پایاننامه باوا شامل استفاده از یک لایه سیمی به عنوان "پیستون" و جایگزینی فشار خارجی ناشی از منفجرکننده شیمیایی در فشردهسازهای مغناطیسی با "فشار مغناطیسی" است. دو ایده اصلی در اینجا دیده میشود:
- استفاده از لایه سبکتر با اینرسی کمتر - تضمین انتقال تمام انرژی به آن، به طوری که "گاز مغناطیسی" دارای "اینرسی صفر" باشد.
در نتیجه، به یک فشردهساز دو مرحلهای با ... دو لایه، یک بزرگ و یک کوچک، دست یافته میشود. به طور خلاصه، این همان چیزی است که احتمالاً از کانون پلاسموئید ساخاروف به دست میآمد اگر این کانون را مسدود کرده بودیم!
کانون پلاسموئید ساخاروف، اصلاح شده
ما دوباره به نمودار اولیه باز میگردیم. یک تخلیه الکتریکی میدان مغناطیسی در "کلاهک" A ایجاد میکند. سپس منفجرکننده توسط بخش چپ روشن میشود که باعث گسترش لایه مس میشود.
مخروط مسی کلاهک را بسته میکند و میدان مغناطیسی را در داخل گیر میکند که "فشرده" شده، سعی دارد حلقه آلومینیومی را به فضای بین "کانون" مسی و لایه مرکزی پر شده با منفجرکننده فرستاده کند. اما در نصب جدید، این فرآیند از فرستادن حلقه جلوگیری میشود، که با سرعت بالا به انتهای بسته کانون برخورد میکند و فشارهای شدیدی ایجاد میکند. البته، فضای بین حلقه مسی و مسدودکننده در سمت راست (رنگ خاکستری) خلاء شده است. حلقه آلومینیومی نقش لایه دوم را با تبدیل شدن به پلاسما در حین عبور ایفا میکند. لایه مرکزی نیز تغییر شکل پلاستیکی مییابد.
بیایید به پایاننامه باوا بازگردیم. ما عناصر نصب بالا را تشخیص خواهیم داد، اما به صورت متفاوت. همانطور که گفتیم، دو لایه "سیمی" هستند و به پلاسما تبدیل خواهند شد. باید فشار مغناطیسی خاصی در حفره A ایجاد شود قبل از اینکه این حفره بسته شود. باید عنصر محرک، گاز ناشی از انفجار را با فشار مغناطیسی جایگزین کرد. در نتیجه، به این نتیجه میرسیم:
نصب پایاننامه ماتیاس باوا
برای درک بهتر، شاید بهتر باشد دو مرحله نمایش داده شده در یک تصویر واحد بازسازی شوند. ابتدا نصب باوا در حالت اولیه را نشان میدهیم:
نصب ماتیاس باوا در حالت اولیه
دو تخلیه الکتریکی وجود دارد: یکی به رنگ بنفش، "تخلیه اولیه" و دیگری به رنگ قرمز، "تخلیه ثانویه". این دو تخلیه میدان مغناطیسی را در دو حفره هم محور با هندسه دایروی ایجاد میکنند. یک "لایه" استوانهای دیده میشود که در واقع از مجموعهای اولیه از سیمها تشکیل شده است. در پایاننامه باوا آمده است که وقتی این سیمها توسط جریان الکتریکی قوی عبور میکنند، به صورت فوری به پلاسما فلزی تبدیل نمیشوند. بلکه دارای زمان زندگی نسبتاً طولانی هستند که میتواند به ۸۰٪ زمانی برسد که این "دیواره سیمی" به صورت شعاعی به سمت محور حرکت میکند. این دقیقاً راز حفظ محوریت در آزمایش ساندیا است. وقتی این شیء به داخل فرو میرود، هیچکدام از آنها مجموعهای از سیمهای کنار هم یا دیوارهای از پلاسما نیست، بلکه "ترکیبی از هر دو" است. این پدیده توسط مالکوم هینز نظریهپردازی شده و او آن را "تشکیل پوسته" مینامد:
![](/legacy/science/Z-machine/machines