Esclarecimentos sobre a Z-máquina

Esclarecimentos sobre a Z-machine

Esclarecimentos

20 de junho de 2006.

Última atualização: 14 de julho de 2006 (no final)

21 de junho de 2006: Post no fórum agoravox, edição de 19 de junho. Título:

"2 bilhões de graus. A humanidade descobre o fogo absoluto e todos se importam pouco". 128 reações

Após ter dado uma olhada no fórum agoravox.fr, pude perceber que alguns pareciam ter compreendido a importância da descoberta realizada em maio de 2005 na Z-Machine, em Sandia, enquanto outros tinham uma ideia bastante confusa sobre o assunto, provavelmente porque eu não me expliquei bem o suficiente. Vou, então, responder às perguntas que surgiram neste fórum ou às observações errôneas. Em ordem aleatória, de memória:

Observação de um leitor

: Esses dois bilhões de graus não têm nada de excepcional. Faz-se muito mais em aceleradores de partículas.

Resposta

: Isso não tem nada a ver. É possível sim acelerar partículas e fazê-las colidir com uma velocidade (relativa V). Essas partículas tendo uma massa m, podemos "deduzir a temperatura equivalente". Um leitor me diz que nos aceleradores é possível provocar a colisão de 200 núcleos. Pode-se considerar essa população como "um gás". Isso é debatível. Mas de qualquer forma, ainda é ultra-raro em comparação com um plasma, especialmente um plasma denso como o criado na Z-Machine.

Em geral, não se pode deduzir de raciocínios que ocorrem na "física de altas energias", relacionados a meios extremamente raros, as conclusões que se aplicam aos plasmas extremamente densos da "fusão inercial".

Percebo que alguns leitores ainda não entendem bem a ideia de "confinamento inercial". Os átomos estão comprimidos uns contra os outros "por um certo tempo". Se as condições reunidas são tais que o livre percurso médio de reação (aqui, de fusão) é pequeno em comparação com o tempo em que esse meio permanece confinado, então a reação (fusão) ocorre.

Uma bomba H funciona com confinamento inercial. O LiH é comprimido e permanece "confinado" por um tempo suficiente para que as reações de fusão ocorram. Nas bombas, isso é contado em dezenas de nanossegundos.

Observação de um leitor

: Esses dois bilhões de graus não têm nada de excepcional. Faz-se muito mais em aceleradores de partículas.

Resposta

: Isso não tem nada a ver. É possível sim acelerar partículas e fazê-las colidir com uma velocidade (relativa V). Essas partículas tendo uma massa m, podemos "deduzir a temperatura equivalente". Um leitor me diz que nos aceleradores é possível provocar a colisão de 200 núcleos. Pode-se considerar essa população como "um gás". Isso é debatível. Mas de qualquer forma, ainda é ultra-raro em comparação com um plasma, especialmente um plasma denso como o criado na Z-Machine.

Em geral, não se pode deduzir de raciocínios que ocorrem na "física de altas energias", relacionados a meios extremamente raros, as conclusões que se aplicam aos plasmas extremamente densos da "fusão inercial".

Percebo que alguns leitores ainda não entendem bem a ideia de "confinamento inercial". Os átomos estão comprimidos uns contra os outros "por um certo tempo". Se as condições reunidas são tais que o livre percurso médio de reação (aqui, de fusão) é pequeno em comparação com o tempo em que esse meio permanece confinado, então a reação (fusão) ocorre.

Uma bomba H funciona com confinamento inercial. O LiH é comprimido e permanece "confinado" por um tempo suficiente para que as reações de fusão ocorram. Nas bombas, isso é contado em dezenas de nanossegundos.

Observação de um leitor

: Obter 2 bilhões de graus, é muito bonito. Mas ainda é preciso manter essa temperatura! Lembro que é esse o problema nos tokamaks e nas máquinas como o ITER "que ainda têm bons dias pela frente".

Resposta

: Na "fusão inercial", o confinamento é exatamente devido à inércia e é de duração muito curta. Mas é suficiente para que as reações de fusão ocorram. Uma bomba H é um sistema de confinamento inercial onde o hidreto de lítio é comprimido bruscamente pela pressão de radiação fornecida pela explosão de uma bomba A (na forma de raios X). Mais simplesmente, uma bomba A funciona com confinamento inercial. Uma esfera oca de plutônio é comprimida bruscamente com um explosivo. E tudo acontece em dezenas de nanossegundos. E funciona com "apenas" 500 milhões de graus. Se colocássemos uma agulha de hidreto de lítio no eixo do "liner de fios" da Z-machine, com 2 bilhões de graus, acredito que a fusão seria instantânea. Acredito que os americanos se apressaram em fazer a experiência, mas não a anunciaram em todos os telhados, considerando as implicações "defensivas". Isso explicaria, por exemplo, a decisão do Congresso dos EUA de substituir as 6000 ogivas americanas por "novas bombas".

Ao contrário, no núcleo do Sol, onde há apenas 20 milhões de graus, "a fusão leva seu tempo".

O famoso "critério de Lawson" é obtido simplesmente expressando que durante o tempo em que a temperatura é atingida, as reações de fusão têm tempo para ocorrer. É uma questão de "seções eficazes de colisão". Em um tokamak como o ITER, a fusão é evidentemente lenta (caso contrário, a máquina ... explodiria como uma bomba).

O motor de explosão é uma boa imagem de uma reação de confinamento inercial. A combustão é muito rápida e ocorre durante a breve excursão de temperatura (em um diesel, no final da compressão). Assim, a comparação do ITER com ... a máquina a vapor não é tão absurda quanto parece. Na máquina a vapor, o calor é fornecido continuamente, em uma caldeira. Em um motor chamado "de explosão", ele é fornecido por impulsos, durante períodos muito curtos.

Observação de um leitor

: Obter 2 bilhões de graus, é muito bonito. Mas ainda é preciso manter essa temperatura! Lembro que é esse o problema nos tokamaks e nas máquinas como o ITER "que ainda têm bons dias pela frente".

Resposta

: Na "fusão inercial", o confinamento é exatamente devido à inércia e é de duração muito curta. Mas é suficiente para que as reações de fusão ocorram. Uma bomba H é um sistema de confinamento inercial onde o hidreto de lítio é comprimido bruscamente pela pressão de radiação fornecida pela explosão de uma bomba A (na forma de raios X). Mais simplesmente, uma bomba A funciona com confinamento inercial. Uma esfera oca de plutônio é comprimida bruscamente com um explosivo. E tudo acontece em dezenas de nanossegundos. E funciona com "apenas" 500 milhões de graus. Se colocássemos uma agulha de hidreto de lítio no eixo do "liner de fios" da Z-machine, com 2 bilhões de graus, acredito que a fusão seria instantânea. Acredito que os americanos se apressaram em fazer a experiência, mas não a anunciaram em todos os telhados, considerando as implicações "defensivas". Isso explicaria, por exemplo, a decisão do Congresso dos EUA de substituir as 6000 ogivas americanas por "novas bombas".

Ao contrário, no núcleo do Sol, onde há apenas 20 milhões de graus, "a fusão leva seu tempo".

O famoso "critério de Lawson" é obtido simplesmente expressando que durante o tempo em que a temperatura é atingida, as reações de fusão têm tempo para ocorrer. É uma questão de "seções eficazes de colisão". Em um tokamak como o ITER, a fusão é evidentemente lenta (caso contrário, a máquina ... explodiria como uma bomba).

O motor de explosão é uma boa imagem de uma reação de confinamento inercial. A combustão é muito rápida e ocorre durante a breve excursão de temperatura (em um diesel, no final da compressão). Assim, a comparação do ITER com ... a máquina a vapor não é tão absurda quanto parece. Na máquina a vapor, o calor é fornecido continuamente, em uma caldeira. Em um motor chamado "de explosão", ele é fornecido por impulsos, durante períodos muito curtos.

Observação de um leitor

: Não vejo como transformar uma Z-machine em gerador de eletricidade. É preciso recolocar tudo de novo a cada vez, não?

Resposta

: Os primeiros canhões eram carregados pela boca. Era preciso colocar pólvora, estopa e bala. Era ... lento. Em uma metralhadora ou canhão de tiro rápido, é ... muito mais rápido, porque entrementes inventaram a munição. Imagine, então, "munições" constituídas por conjuntos de eletrodos em forma de disco, liner de fios (a "gaiola de pombos") e alvo em hidreto de lítio (armado, é um metal mole) dispostos ao longo do eixo. Imagine que substituímos essas munições na máquina em ritmo rápido.

A ideia é de um leitor não-científico!

Observação de um leitor

: Não vejo como transformar uma Z-machine em gerador de eletricidade. É preciso recolocar tudo de novo a cada vez, não?

Resposta

: Os primeiros canhões eram carregados pela boca. Era preciso colocar pólvora, estopa e bala. Era ... lento. Em uma metralhadora ou canhão de tiro rápido, é ... muito mais rápido, porque entrementes inventaram a munição. Imagine, então, "munições" constituídas por conjuntos de eletrodos em forma de disco, liner de fios (a "gaiola de pombos") e alvo em hidreto de lítio (armado, é um metal mole) dispostos ao longo do eixo. Imagine que substituímos essas munições na máquina em ritmo rápido.

A ideia é de um leitor não-científico!

Observação de um leitor

: Não vejo como transformar uma Z-machine em bomba. É pesado, ocupante.

Resposta

: Leia meus arquivos novamente. A Z-machine fornece 20 milhões de amperes em uma fração de microssegundo (0,1 µs). Mas o gerador de disco russo fornece 35 milhões de amperes em uma fração de microssegundo e é um dispositivo explosivo, com peso da ordem de centenas de quilos. No meu site, o leitor encontrará como peças de meccano todos os elementos para fazer uma bomba de hidreto de lítio de "fusão pura" conectando sistemas magneto-pirotecnicos (à russa). Se essa fusão foi obtida em Sandia (e estou convencido de que foi) então são sobre esses sistemas que as equipes de Los Alamos e Livermore (ver artigo do Los Angeles Times) trabalhariam dia e noite há um ano.

Observação de um leitor

: É preciso esperar que esse resultado, esses dois bilhões de graus, tenha sido confirmado por outras equipes

Resposta

: Atualmente, esse gerador elétrico impulsivo, pois a máquina de Sandia é acima de tudo isso, fornece 20 milhões de amperes em 0,1 µs. É a única que pode fornecer isso. O gerador do centro de pesquisa militar de Gramat (França, Lot) fornece 2,5 milhões de amperes, também em regime sub-microssegundo. O gerador inglês Magpie fornece 1,4 milhões de amperes. Os russos talvez não tenham o equivalente da Z-machine em seus países, ainda não, mas isso não demorará.

Até agora, as pessoas não acreditavam necessário visar correntes mais altas, porque essas máquinas eram concebidas como fontes de raios X com temperaturas no final da compressão de alguns milhões de graus (2 milhões de graus em Sandia há alguns anos, em 1999, acredito).

Isso sendo uma máquina como a Z-Machine de Sandia, é 100 milhões de dólares, o centésimo de ITER (10 bilhões de dólares e provavelmente mais ao longo do tempo). Logicamente, deveríamos montá-la imediatamente. Bavay, em sua tese (ver no meu site), recomendou 60 milhões de amperes em 100 nanossegundos. Os franceses têm amplamente o know-how para construir isso em menos de um ano. Acreditem, "outras equipes estão se montando", mas provavelmente sob o disfarce do segredo de defesa. Quanto à Z-machine, ela terá em breve uma irmã mais velha, a ZR, com 27 milhões de amperes.

Por fim, a abundância de meios de medição em Sandia, a seriedade da equipe, a competência de pessoas como Malcom Haines, etc., fazem com que o artefato não seja imaginável. Deeney disse claramente: repetimos a experiência N vezes para ter certeza de que não estávamos sonhando!

Por que de repente um salto tão grande em temperatura, um salto de mil vezes em menos de 5 anos? Porque na Z-machine não comprimimos um plasma (gasoso, sujeito a muitas instabilidades MHD), lançamos barras de aço inoxidável umas contra as outras. O metal (tese de Bavay) se sublima relativamente lentamente, "o núcleo permanecendo frio". Estamos atualmente investigando a velocidade de sublimação do aço inoxidável. Se for menor que a do tungstênio, isso explicaria o salto: o sistema permaneceria no estado de barras metálicas, densas, por mais tempo, portanto o confinamento pode ser maior do que com o tungstênio.

Observação de um leitor

: É preciso esperar que esse resultado, esses dois bilhões de graus, tenha sido confirmado por outras equipes

Resposta

: Atualmente, esse gerador elétrico impulsivo, pois a máquina de Sandia é acima de tudo isso, fornece 20 milhões de amperes em 0,1 µs. É a única que pode fornecer isso. O gerador do centro de pesquisa militar de Gramat (França, Lot) fornece 2,5 milhões de amperes, também em regime sub-microssegundo. O gerador inglês Magpie fornece 1,4 milhões de amperes. Os russos talvez não tenham o equivalente da Z-machine em seus países, ainda não, mas isso não demorará.

Até agora, as pessoas não acreditavam necessário visar correntes mais altas, porque essas máquinas eram concebidas como fontes de raios X com temperaturas no final da compressão de alguns milhões de graus (2 milhões de graus em Sandia há alguns anos, em 1999, acredito).

Isso sendo uma máquina como a Z-Machine de Sandia, é 100 milhões de dólares, o centésimo de ITER (10 bilhões de dólares e provavelmente mais ao longo do tempo). Logicamente, deveríamos montá-la imediatamente. Bavay, em sua tese (ver no meu site), recomendou 60 milhões de amperes em 100 nanossegundos. Os franceses têm amplamente o know-how para construir isso em menos de um ano. Acreditem, "outras equipes estão se montando", mas provavelmente sob o disfarce do segredo de defesa. Quanto à Z-machine, ela terá em breve uma irmã mais velha, a ZR, com 27 milhões de amperes.

Por fim, a abundância de meios de medição em Sandia, a seriedade da equipe, a competência de pessoas como Malcom Haines, etc., fazem com que o artefato não seja imaginável. Deeney disse claramente: repetimos a experiência N vezes para ter certeza de que não estávamos sonhando!

Por que de repente um salto tão grande em temperatura, um salto de mil vezes em menos de 5 anos? Porque na Z-machine não comprimimos um plasma (gasoso, sujeito a muitas instabilidades MHD), lançamos barras de aço inoxidável umas contra as outras. O metal (tese de Bavay) se sublima relativamente lentamente, "o núcleo permanecendo frio". Estamos atualmente investigando a velocidade de sublimação do aço inoxidável. Se for menor que a do tungstênio, isso explicaria o salto: o sistema permaneceria no estado de barras metálicas, densas, por mais tempo, portanto o confinamento pode ser maior do que com o tungstênio.

Observação de um leitor

: Fiquemos calmos. Sempre há um longo tempo entre uma descoberta e suas aplicações. Veja a fusão. Ficamos 50 anos. Tudo isso é muito recente, é preciso esperar, evitar de "informar incorretamente".

Resposta

: Exemplo contrário: entre os primeiros balbucios da fissão, em 1938 e Hiroshima: 7 pequenos anos. Para "aplicações de grande escala", foi bastante rápido. E, antes da bomba, o primeiro reator, projetado por Fermi, divergiu bem antes. As pessoas tendem a esquecer isso.

Observação de um leitor

: Fiquemos calmos. Sempre há um longo tempo entre uma descoberta e suas aplicações. Veja a fusão. Ficamos 50 anos. Tudo isso é muito recente, é preciso esperar, evitar de "informar incorretamente".

Resposta

: Exemplo contrário: entre os primeiros balbucios da fissão, em 1938 e Hiroshima: 7 pequenos anos. Para "aplicações de grande escala", foi bastante rápido. E, antes da bomba, o primeiro reator, projetado por Fermi, divergiu bem antes. As pessoas tendem a esquecer isso.

Observação de um leitor

: Como armazenar a energia em um gerador elétrico de fusão?

Resposta

: Em alguns dias, as pessoas já imaginaram muitas soluções, fórmulas. A ideia evidentemente não seria transformar a Z-machine em gerador como ela é. A conversão da energia de fusão, transportada por núcleos de hélio lançados em alta velocidade (mas não há nêutrons!). Não há nenhum problema. Conectamos a um gerador MHD de indução, simples solenoide no qual a expansão do plasma cria uma corrente induzida, com rendimento de 90%. Não se pode sonhar mais simples.

A recarga da câmara também não é um problema. Resta o armazenamento da energia. É engenharia. Há mil soluções possíveis e em um gerador, não temos as restrições de peso e espaço. Para informação, um armazenamento mecânico é possível, com um sistema multi-rotor.

Outra observação: os tokamaks onde o campo magnético é criado de forma impulsiva usam um rotor onde a energia foi armazenada na forma cinética. Ao acoplar ao solenoide da máquina, colocamos esse "motor elétrico" praticamente em curto-circuito e ele consegue entregar um milhão de amperes. Nos antigos tokamaks como o de Fontenay-aux-Roses, o campo magnético de curta duração era criado por ... uma montanha de capacitores. Os capacitores dão descargas bruscas, mas contêm poucos joules, pouca energia. Não sei se com os joules da Z-machine conseguiríamos ... cozinhar um frango.

Observação de um leitor

: Como armazenar a energia em um gerador elétrico de fusão?

Resposta

: Em alguns dias, as pessoas já imaginaram muitas soluções, fórmulas. A ideia evidentemente não seria transformar a Z-machine em gerador como ela é. A conversão da energia de fusão, transportada por núcleos de hélio lançados em alta velocidade (mas não há nêutrons!). Não há nenhum problema. Conectamos a um gerador MHD de indução, simples solenoide no qual a expansão do plasma cria uma corrente induzida, com rendimento de 90%. Não se pode sonhar mais simples.

A recarga da câmara também não é um problema. Resta o armazenamento da energia. É engenharia. Há mil soluções possíveis e em um gerador, não temos as restrições de peso e espaço. Para informação, um armazenamento mecânico é possível, com um sistema multi-rotor.

Outra observação: os tokamaks onde o campo magnético é criado de forma impulsiva usam um rotor onde a energia foi armazenada na forma cinética. Ao acoplar ao solenoide da máquina, colocamos esse "motor elétrico" praticamente em curto-circuito e ele consegue entregar um milhão de amperes. Nos antigos tokamaks como o de Fontenay-aux-Roses, o campo magnético de curta duração era criado por ... uma montanha de capacitores. Os capacitores dão descargas bruscas, mas contêm poucos joules, pouca energia. Não sei se com os joules da Z-machine conseguiríamos ... cozinhar um frango.

Observação de um leitor

: O que é suspeito é que os meios de comunicação não dão eco.

Resposta

: Os meios de comunicação científicos franceses estão sob o controle de lobbies. Em uma revista de divulgação científica francesa, antes de falar de um assunto, você se informa para saber se não incomoda ninguém. Imagine o impacto dos 2 bilhões de graus de Sandia em projetos como Megajoule e Iter, que visam a centenas de milhões e nunca irão mais longe. Mais perturbador, meus caros.

Uma revista como Pour la Science é apenas a tradução de Scientific American. Os da redação esperarão pacificamente que a revista americana fale. As outras revistas esperam que a revista Science ou Nature, etc., dê o primeiro passo.

Isso dito, o que é surpreendente é o silêncio dos grandes meios de comunicação científicos anglo-saxões como Scientific American, Science, Nature, três meses após o evento. Nada, nem uma palavra, mesmo de forma crítica. Esse silêncio me parece

altamente suspeito.

Observação de um leitor

: O que é suspeito é que os meios de comunicação não dão eco.

Resposta

: Os meios de comunicação científicos franceses estão sob o controle de lobbies. Em uma revista de divulgação científica francesa, antes de falar de um assunto, você se informa para saber se não incomoda ninguém. Imagine o impacto dos 2 bilhões de graus de Sandia em projetos como Megajoule e Iter, que visam a centenas de milhões e nunca irão mais longe. Mais perturbador, meus caros.

Uma revista como Pour la Science é apenas a tradução de Scientific American. Os da redação esperarão pacificamente que a revista americana fale. As outras revistas esperam que a revista Science ou Nature, etc., dê o primeiro passo.

Isso dito, o que é surpreendente é o silêncio dos grandes meios de comunicação científicos anglo-saxões como Scientific American, Science, Nature, três meses após o evento. Nada, nem uma palavra, mesmo de forma crítica. Esse silêncio me parece

altamente suspeito.

**21 de junho de 2006 **

Reação de um leitor no fórum agoravox

Assim como entendo o fenômeno (não sou especialista também, mas trabalho em um campo anexo. Meu opinião é comparável à de um dentista se lhe perguntarem como funciona o crescimento ósseo)... a ideia é usar o bicho para fazer um tipo de motor de explosão: fazemos tiros frequentes com um plasma ultra-quente e acendemos a reação termonuclear em períodos muito curtos. Mas a soma dos períodos é suposta ser maior que o acendimento contínuo: como o motor de explosão comparado a uma máquina a vapor. Assim evitamos a necessidade de confinar o plasma para que queime a pressões monstruosas por um tempo muito longo.

Deixe-me imaginar as dificuldades práticas que surgirão quando quiser industrializar o processo: conectar tiros a cada segundo e transformar a energia assim obtida em eletricidade, de forma confiável e ininterrupta por vários anos.

Essas dificuldades práticas levarão algum tempo para serem resolvidas e outras que não prevemos hoje surgirão no caminho. A ciência-indústria está repleta de exemplos onde o princípio científico está estabelecido, mas a implementação industrial leva décadas. O exemplo do TOKAMAK é um...

Acredito pessoalmente que o ITER ainda tem belos anos pela frente antes que saibamos um pouco mais sobre a aplicação prática da Z machine.

Acredito que é tão absurdo recusar estudar a Z machine quanto abandonar o ITER, que está muito próximo do protótipo industrial, ao nome de um processo cuja implementação industrial ainda está no domínio da imaginação.

Minha observação

Essas observações evocam o que poderia ser a resposta de um especialista em máquinas a vapor, confrontado com um projeto de motor de explosão: "Você imagina os choques que o seu 'gerador elétrico funcionando a diesel' como você o chama, sofrerá a cada ciclo. Isso causa problemas consideráveis. Em uma máquina a vapor, ela é introduzida progressivamente no cilindro. Mas com o que você sugere, você imagina os choques que o virabrequim sofrerá! Seu 'motor de explosão' explodiria, simplesmente, meu caro senhor. Ou então, para que essa nova fórmula dê frutos, será necessário resolver muitos problemas técnicos e isso levará muito tempo!"

Ele se refere aos tokamaks para mostrar que a implementação pode ser trabalhosa e demorar muito (na verdade, meio século). Mas talvez seja porque a fórmula não é ... a correta. As coisas bem concebidas funcionam muito rapidamente, mesmo que sejam monstruosidades. Exemplos: o primeiro reator nuclear, a bomba A, a bomba H, os V1, V2, o helicóptero, o avião a jato, os geradores MHD de pó dos russos, o envio de homens à Lua, etc... etc...

ITER: muito próximo do protótipo industrial? O que fazemos com os problemas ... não resolvidos que esse interventor "que não é especialista" parece ignorar totalmente.

Suas duas últimas frases revelam a total ignorância desse interventor em matéria de política de pesquisa na França. O ITER e o Megajoule simplesmente esmagaram toda pesquisa que representaria outra via, como as manipulações de fusão impulsiva por compressão eletromagnética. O argumento clássico foi "é preciso fazer escolhas". E colocaram todos os ovos nesses dois únicos cestos, excluindo qualquer outro. Toda sombra de contestação da política francesa em matéria de caminho para a energia proveniente da fusão provoca um fogo de artilharia intenso e imediato. A reação é até ... extremamente violenta.

Vamos fazer um balanço. Sandia possui uma máquina que conseguiu a conquista com 20 milhões de amperes. A próxima, a ZR, dará pulsos de 27 milhões de amperes. Progresso modesto. Mas essas máquinas, lembremos, foram concebidas apenas como geradores de raios X. A França possui em Gramat uma máquina que chega a 2,5 milhões de amperes. Muito astuta, melhor concebida que a máquina americana, mais barata. Em Sandia, sempre imergem o equipamento em água que serve como dielétrico. Uma fórmula que remonta a mais de 30 anos de idade. Veja Pour la Science de janeiro de 1979.

Os ingleses têm o Magpie que chega a 1,4 mega ampère. Muito pouco. O projeto de um gerador que desenvolveria 60 mega ampères em 100 nanossegundos existe. Os franceses têm o know-how para construir isso ... imediatamente. Imagine que os desenhos já existem ... Custo: 100 milhões de euros, ou seja, o centésimo do ITER. Com o sinal verde, essa máquina estaria imediatamente operacional, pronta para uso. Os franceses dominam totalmente essas técnicas de altas correntes fornecidas em tempos muito curtos. Não haveria uma "longa fase de ajuste". Na verdade, é engenharia relativamente simples. Em comparação com projetos como o ITER e o Megajoule, trata-se de um projeto modesto, amplamente à disposição da França e de muitos outros países no mundo. Um projeto com 60 milhões de amperes, era isso que havia levado pessoas como Bavay (tesista, Supélec) e o projetista da máquina em que ele fez seus testes. Bavay trouxe consigo seu compressor de duplo liner de fios para Sandia para aproveitar a fonte de corrente da ... Z-machine, em Sandia. Leia na sua tese os resultados dos testes em questão. Assim, não era um completo desconhecido lá fora e foi para Sandia, após sua tese, que esse pesquisador brilhante foi.

Um mais....

O que vai acontecer? Vamos esperar. De qualquer forma, dada a importância e a relativa modicidade da despesa, a reação deve ser rápida. Será?

Reação de um leitor no fórum agoravox

"

Assim como entendo o fenômeno (não sou especialista também, mas trabalho em um campo anexo. Meu opinião é comparável à de um dentista se lhe perguntarem como funciona o crescimento ósseo)... a ideia é usar o bicho para fazer um tipo de motor de explosão: fazemos tiros frequentes com um plasma ultra-quente e acendemos a reação termonuclear em períodos muito curtos. Mas a soma dos períodos é suposta ser maior que o acendimento contínuo: como o motor de explosão comparado a uma máquina a vapor. Assim evitamos a necessidade de confinar o plasma para que queime a pressões monstruosas por um tempo muito longo.

Deixe-me imaginar as dificuldades práticas que surgirão quando quiser industrializar o processo: conectar tiros a cada segundo e transformar a energia assim obtida em eletricidade, de forma confiável e ininterrupta por vários anos.

Essas dificuldades práticas levarão algum tempo para serem resolvidas e outras que não prevemos hoje surgirão no caminho. A ciência-indústria está repleta de exemplos onde o princípio científico está estabelecido, mas a implementação industrial leva décadas. O exemplo do TOKAMAK é um...

Acredito pessoalmente que o ITER ainda tem belos anos pela frente antes que saibamos um pouco mais sobre a aplicação prática da Z machine.

Acredito que é tão absurdo recusar estudar a Z machine quanto abandonar o ITER, que está muito próximo do protótipo industrial, ao nome de um processo cuja implementação industrial ainda está no domínio da imaginação.

. "

Minha observação

:

Esses comentários evocam o que poderia ser a resposta de um especialista em máquinas a vapor, diante de um projeto de motor de explosão, escreveria: "Você imagina os choques que seu 'gerador elétrico a diesel', como você o chama, sofrerá a cada ciclo. Isso apresenta problemas consideráveis. Em uma máquina a vapor, ela é introduzida progressivamente no cilindro. Mas com o que você sugere, você imagina os choques que o virabrequim sofreria! Seu 'motor de explosão' explodiria, simplesmente, meu caro senhor. Ou então, para que essa nova fórmula tenha sucesso, será necessário resolver muitas dificuldades técnicas e isso levará um tempo enorme!"

Ele se refere aos tokamaks para mostrar que a implementação pode ser trabalhosa e demorar (neste caso, meio século). Mas talvez seja porque a fórmula não é... a correta. As coisas bem concebidas funcionam muito rapidamente, mesmo que sejam monstruosidades. Exemplos: o primeiro reator nuclear, a bomba atômica, a bomba de hidrogênio, os V1, V2, o helicóptero, o avião a jato, os geradores MHD de pó dos russos, o envio de homens à Lua, etc. etc.

ITER: muito próximo do protótipo industrial? O que se faz com os problemas... não resolvidos que esse interventor "que não é especialista" parece ignorar totalmente.

Suas duas últimas frases revelam a total ignorância desse interventor em matéria de política de pesquisa na França. O ITER e o Megajoule simplesmente esmagaram toda pesquisa que representaria outra linha, como as manipulações de fusão por compressão eletromagnética. O argumento clássico foi "é necessário fazer escolhas". E todos os ovos foram colocados nesses dois únicos cestos, excluindo qualquer outro. Toda sombra de contestação da política francesa em relação ao caminho para a energia da fusão provoca um fogo de artilharia intenso e imediato. A reação é até ... extremamente violenta.

Vamos fazer um balanço. A Sandia possui uma máquina que conseguiu a conquista com 20 milhões de ampères. A próxima, a ZR, dará pulsos de 27 milhões de ampères. Progresso modesto. Mas essas máquinas, lembremos, foram concebidas apenas como geradores de raios X. A França possui uma máquina em Gramat que atinge 2,5 milhões de ampères. Muito inteligente, melhor concebida que a máquina americana, mais barata. Na Sandia, sempre imergem o caos em água que serve como dielétrico. Uma fórmula que tem mais de 30 anos. Veja a edição de Janeiro de 1979 da revista "Pour la Science".

Os ingleses têm o Magpie que atinge 1,4 mega ampère. Muito pouco. Existe um projeto de um gerador que desenvolverá 60 mega ampères em 100 nanossegundos. Os franceses têm o know-how para construir isso ... imediatamente. Imagine que os desenhos já existem ... Custo: 100 milhões de euros, ou seja, a centésima parte do ITER. Com o sinal de partida, essa máquina estaria imediatamente operacional, pronta para uso. Os franceses dominam totalmente essas técnicas de altas correntes entregues em tempos muito curtos. Não haveria uma "longa fase de ajuste". Na verdade, é engenharia relativamente simples. Em comparação com projetos como o ITER e o Megajoule, trata-se de um projeto modesto, amplamente acessível à França e a muitos outros países no mundo. Um projeto com 60 milhões de ampères, era exatamente o que havia chegado pessoas como Bavay (doutorando, Supélec) e o projetista da máquina na qual ele realizou seus testes. Bavay trouxe consigo seu compressor de duplo revestimento de fio para a Sandia para aproveitar a fonte de corrente da ... Z-machine, na Sandia. Leia na sua tese os resultados dos testes em questão. Assim, não era um completo desconhecido além do Atlântico e foi nos Estados Unidos que esse pesquisador brilhante partiu, após sua tese, para ... a Sandia.

Um mais ...

O que vai acontecer? Vamos esperar. De qualquer forma, considerando o interesse e a relativa modicidade do gasto, a reação deve ser rápida. Será?

**23 de junho de 2006 ** **** ****

Comentário de um leitor

Eu aceito que essas metas de hidreto de lítio que sugerem colocar no centro dessas máquinas de fusão por impulso possam fundir. Mas, nesse caso, se colocarmos uma meta de um grama, isso deveria explodir o laboratório a cada vez. A onda de choque produzida pela explosão deveria danificar o solenoide que constitui "o gerador MHD por indução", não?

Minha resposta

Como o que havia sido considerado na fusão por laser (um mistura de deutério-trítio contido em pequenas bolas de vidro), essas metas conteriam quantidades muito menores de Li-H. Cada explosão não seria mais poderosa que a de um grande estilingue. É o ritmo das explosões repetidas que permitiria, por exemplo, 1000 MW elétricos. Além disso, a meta é cercada por um campo magnético, que recupera a energia produzida, mas, em vez de ser a parede de um pistão, apresenta-se como um obstáculo mole, uma espécie de "edredom magnético" que absorverá a energia.

Comentário de um leitor

:

Eu aceito que essas metas de hidreto de lítio que sugerem colocar no centro dessas máquinas de fusão por impulso possam fundir. Mas, nesse caso, se colocarmos uma meta de um grama, isso deveria explodir o laboratório a cada vez. A onda de choque produzida pela explosão deveria danificar o solenoide que constitui "o gerador MHD por indução", não?

Minha resposta

:

Como o que havia sido considerado na fusão por laser (um mistura de deutério-tritio contido em pequenas bolas de vidro), essas metas conteriam quantidades muito menores de Li-H. Cada explosão não seria mais poderosa que a de um grande estilingue. É o ritmo das explosões repetidas que permitiria, por exemplo, 1000 MW elétricos. Além disso, a meta é cercada por um campo magnético, que recupera a energia produzida, mas, em vez de ser a parede de um pistão, apresenta-se como um obstáculo mole, uma espécie de "edredom magnético" que absorverá a energia.

Relatado por participantes do fórum, duas coisas

1 - Os ingleses seguem os americanos anunciando também sua intenção de substituir suas cabeças nucleares.

2 - O prêmio Nobel japonês Koshiba junta-se a de Gennes em suas críticas :

Atualmente, destaca ele, a fissão nuclear libera nêutrons de uma energia média de um ou dois MeV apenas. Para M. Koshiba, os cientistas devem primeiro resolver esse problema dos nêutrons de 14 MeV "construindo paredes ou absorvedores" antes de poderem afirmar que se trata de uma energia nova e durável. É, afirma ele, uma solução muito cara. "Se eles tiverem que substituir os absorvedores a cada seis meses, isso causará uma parada nas operações que se traduzirá em um custo adicional de energia", critica o físico. "Esse projeto já não está nas mãos dos cientistas, mas nas dos homens políticos e dos homens de negócios. Os cientistas não podem mais mudar nada", lamenta ele antes de acrescentar: "tenho medo". (...)

"Espero que o governo francês tenha a honra de aceitar o Iter no seu próprio país", ironiza M. Koshiba. "Os cientistas franceses talvez saibam melhor lidar com esses nêutrons de 14 MeV. De qualquer forma, a França já está ativamente envolvida no tratamento dos materiais radioativos em suas centrais nucleares". "Acredito, conclui ele, que, certamente, os cientistas e engenheiros franceses têm mais conhecimento e experiência do que os de outros países para lidar com esse novo problema dos nêutrons de 14 MeV", conclui ele.’

Relatado por participantes do fórum, duas coisas

:

1 - Os ingleses seguem os americanos anunciando também sua intenção de substituir suas cabeças nucleares.

2 - O prêmio Nobel japonês Koshiba junta-se a de Gennes em suas críticas :

Atualmente, destaca ele, a fissão nuclear libera nêutrons de uma energia média de um ou dois MeV apenas. Para M. Koshiba, os cientistas devem primeiro resolver esse problema dos nêutrons de 14 MeV "construindo paredes ou absorvedores" antes de poderem afirmar que se trata de uma energia nova e durável. É, afirma ele, uma solução muito cara. "Se eles tiverem que substituir os absorvedores a cada seis meses, isso causará uma parada nas operações que se traduzirá em um custo adicional de energia", critica o físico. "Esse projeto já não está nas mãos dos cientistas, mas nas dos homens políticos e dos homens de negócios. Os cientistas não podem mais mudar nada", lamenta ele antes de acrescentar: "tenho medo". (...)

"Espero que o governo francês tenha a honra de aceitar o Iter no seu próprio país", ironiza M. Koshiba. "Os cientistas franceses talvez saibam melhor lidar com esses nêutrons de 14 MeV. De qualquer forma, a França já está ativamente envolvida no tratamento dos materiais radioativos em suas centrais nucleares". "Acredito, conclui ele, que, certamente, os cientistas e engenheiros franceses têm mais conhecimento e experiência do que os de outros países para lidar com esse novo problema dos nêutrons de 14 MeV", conclui ele.’

Julien Geffray em 23 de junho de 2006 às 11h03

As notícias atuais parecem dar razão a Jean-Pierre Petit sobre a retomada da corrida armamentista de tipo nuclear, infelizmente.

Isso talvez não tenha nada a ver com a "descoberta" da Z-machine da Sandia (ou talvez seja uma consequência direta, com novas armas de fusão exclusiva, com todas as potências possíveis, de baixa a ilimitada...).

De qualquer forma, após os Estados Unidos, agora os britânicos anunciaram recentemente a renovação de todo o seu arsenal de cabeças nucleares!

Esse arsenal nuclear "deve ser melhorado", segundo o ministro das Finanças - e provável sucessor de Tony Blair - Gordon Brown, em um discurso pronunciado em Londres na quarta-feira, 21 de junho de 2006. O Reino Unido possui quatro submarinos nucleares Trident, lançadores de mísseis balísticos, equipados cada um com dezesseis ogivas de cabeça múltipla com alcance de cerca de 12.000 km. A renovação do sistema, que deve ocorrer até 2024, custaria entre 14,6 e 36,4 bilhões de euros, segundo especialistas.

FONTES

Artigo do jornal "20 minutes" n°993, 23/06/06, p.13: "Em Londres, o nuclear divide os trabalhistas" e no site: http://www.20minutes.fr/articl...

E na Inglaterra, artigos muito numerosos e mais completos:

The Independent - "Britain to renew nuclear missiles after Brown pledges his support": http://news.independent.co.uk/uk/politics/article1094711.ece

Times - "Arms and the man": http://www.timesonline.co.uk/article/0,,542-2238940,00.html

Financial Times:

"Brown snubs left with Trident pledge": http://www.ft.com/cms/s/0e0eabd6-015b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown homes in on targets with Trident stance": http://www.ft.com/cms/s/f3fc8e80-018b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown in pledge to replace Trident": http://www.ft.com/cms/s/8aad9686-018b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown fires only first shot in missile debate": http://www.ft.com/cms/s/49b2c654-0255-11db-a141-0000779e2340.html

Julien Geffray em 23 de junho de 2006 às 11h03

As notícias atuais parecem dar razão a Jean-Pierre Petit sobre a retomada da corrida armamentista de tipo nuclear, infelizmente.

Isso talvez não tenha nada a ver com a "descoberta" da Z-machine da Sandia (ou talvez seja uma consequência direta, com novas armas de fusão exclusiva, com todas as potências possíveis, de baixa a ilimitada...).

De qualquer forma, após os Estados Unidos, agora os britânicos anunciaram recentemente a renovação de todo o seu arsenal de cabeças nucleares!

Esse arsenal nuclear "deve ser melhorado", segundo o ministro das Finanças - e provável sucessor de Tony Blair - Gordon Brown, em um discurso pronunciado em Londres na quarta-feira, 21 de junho de 2006. O Reino Unido possui quatro submarinos nucleares Trident, lançadores de mísseis balísticos, equipados cada um com dezesseis ogivas de cabeça múltipla com alcance de cerca de 12.000 km. A renovação do sistema, que deve ocorrer até 2024, custaria entre 14,6 e 36,4 bilhões de euros, segundo especialistas.

FONTES

:

Artigo do jornal "20 minutes" n°993, 23/06/06, p.13: "Em Londres, o nuclear divide os trabalhistas" e no site: http://www.20minutes.fr/articl...

E na Inglaterra, artigos muito numerosos e mais completos:

The Independent - "Britain to renew nuclear missiles after Brown pledges his support": http://news.independent.co.uk/uk/politics/article1094711.ece

Times - "Arms and the man": http://www.timesonline.co.uk/article/0,,542-2238940,00.html

Financial Times:

"Brown snubs left with Trident pledge": http://www.ft.com/cms/s/0e0eabd6-015b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown homes in on targets with Trident stance": http://www.ft.com/cms/s/f3fc8e80-018b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown in pledge to replace Trident": http://www.ft.com/cms/s/8aad9686-018b-11db-af16-0000779e2340.html

"Brown fires only first shot in missile debate": http://www.ft.com/cms/s/49b2c654-0255-11db-a141-0000779e2340.html

análise que dou do artigo de Haines

25 de junho de 2006

Pergunta de leitores

Essa temperatura que se conta em bilhões de graus, foi medida? É verdade que a energia emitida supera a energia cinética correspondente à implosão dos fios metálicos no eixo?

Minha resposta

Ela está no meu site, em

, em dois níveis (divulgação e análise mais detalhada). Sim, essa temperatura foi medida de maneira confiável. Ela evolui durante a experiência subindo de 2,66 bilhões de graus para 3,7 bilhões. De fato, a energia cinética é 3 a 4 vezes menor que a emitida pela máquina, na forma de raios X. Haines justifica isso dizendo que durante a implosão uma grande quantidade de energia se localiza no espaço ao redor de todos os fios, na forma de campo magnético. Onde há campo magnético há pressão magnética. E uma pressão é uma densidade de energia por unidade de volume. Se criarmos um campo magnético no vácuo, esse vácuo começa a conter energia. Ele propõe uma ideia segundo a qual "instabilidades MHD" permitiriam que parte dessa energia aqueça os íons de ferro. Mas essa teoria ainda é embrionária. No entanto, o fato é indiscutível.

25 de junho de 2006

Pergunta de leitores

:

Essa temperatura que se conta em bilhões de graus, foi medida? É verdade que a energia emitida supera a energia cinética correspondente à implosão dos fios metálicos no eixo?

Minha resposta

:

Ela está no meu site, em

, em dois níveis (divulgação e análise mais detalhada). Sim, essa temperatura foi medida de maneira confiável. Ela evolui durante a experiência subindo de 2,66 bilhões de graus para 3,7 bilhões. De fato, a energia cinética é 3 a 4 vezes menor que a emitida pela máquina, na forma de raios X. Haines justifica isso dizendo que durante a implosão uma grande quantidade de energia se localiza no espaço ao redor de todos os fios, na forma de campo magnético. Onde há campo magnético há pressão magnética. E uma pressão é uma densidade de energia por unidade de volume. Se criarmos um campo magnético no vácuo, esse vácuo começa a conter energia. Ele propõe uma ideia segundo a qual "instabilidades MHD" permitiriam que parte dessa energia aqueça os íons de ferro. Mas essa teoria ainda é embrionária. No entanto, o fato é indiscutível.

Um leitor

Como os americanos adotariam uma bomba nuclear sem testá-la?

Resposta

A bomba "de fusão pura", com hidreto de lítio, produz apenas hélio. É uma bomba perfeitamente ecológica. É possível respirar sem problemas os resíduos que ela produz. É como uma "bomba verde". Além disso, basta validar o conceito. Se uma carga de hidreto de lítio do tamanho de um palito puder ser acionada, então essa carga pode, por sua vez, explodir uma quantidade ilimitada de explosivo termonuclear. Essas bombas não produzem radioatividade e, portanto, não entram no âmbito dos tratados de proibição de testes aéreos e poderiam ser testadas ao ar livre, ou até debaixo d'água (sem poluição reveladora).

Mata-me de forma limpa (mata-me de forma limpa)

Um leitor

:

Como os americanos adotariam uma bomba nuclear sem testá-la?

Resposta

:

A bomba "de fusão pura", com hidreto de lítio, produz apenas hélio. É uma bomba perfeitamente ecológica. É possível respirar sem problemas os resíduos que ela produz. É como uma "bomba verde". Além disso, basta validar o conceito. Se uma carga de hidreto de lítio do tamanho de um palito puder ser acionada, então essa carga pode, por sua vez, explodir uma quantidade ilimitada de explosivo termonuclear. Essas bombas não produzem radioatividade e, portanto, não entram no âmbito dos tratados de proibição de testes aéreos e poderiam ser testadas ao ar livre, ou até debaixo d'água (sem poluição reveladora).

Mata-me de forma limpa (mata-me de forma limpa)

14 de julho de 2006

: Por que as Z-machines devem liberar sua "descarga" em um tempo tão curto?

20 milhões de ampères em 100 nanossegundos! Por que visar um tempo tão curto? Por que não uma ou várias microsegundos?

O que aquece o gás de íons não é o efeito Joule, já que existe um certo desacoplamento energético entre o gás de íons e o gás de elétrons, é a energia cinética adquirida pelos fios durante sua trajetória quando convergem para o eixo, bruscamente convertida em calor no momento do impacto (estagnação condutiva). A corrente que percorre os fios é eletrônica e não iônica. São os elétrons que sofrem a força de Laplace V

x

B. É o gás de elétrons que é projetado para o eixo. Os elétrons adquirem assim energia cinética, que será redistribuída em todas as direções por colisões elétron-elétron e elétron-íon. Mas os íons de ferro e os elétrons têm massas muito diferentes. A razão é da ordem de cem mil. Nesse processo de aceleração em direção ao eixo e aquecimento no impacto, são os íons que ganham, criando imediatamente essa situação fora de equilíbrio, bitemperatura, à qual não estamos acostumados. Já no impacto, a temperatura no gás de íons já é muito maior que a do gás de elétrons. Por que os íons seguem os elétrons quando estes, sofrendo a ação da força de Laplace, mergulham no eixo? É por causa das colisões? Muito parcialmente. Elétrons e íons permanecem fortemente ligados pelo campo elétrico e não podem ser separados a uma distância chamada distância de Debye, que é pequena.

Se o tempo de implosão for muito longo, porque a impulso de corrente for muito estendido no tempo (o número de joules disponíveis na descarga é limitado), os fios terão tempo para sublimar. Saindo de sua prisão metálica sólida, os elétrons, interagindo com o campo magnético, representarão uma importante perda de energia radiativa por radiação de freagem. Se a matéria do liner passar ao estado de plasma, as forças de pressão se oporão mais cedo ao colapso. A eficiência máxima será obtida se conseguirmos levar a matéria na forma de fios sólidos o mais próximo possível do eixo do sistema.

O processo inteiro permanece complexo. Tudo o que sabemos é que nas condições atuais, com os parâmetros escolhidos, funciona.

14 de julho de 2006

: Por que as Z-machines devem liberar sua "descarga" em um tempo tão curto?

20 milhões de ampères em 100 nanossegundos! Por que visar um tempo tão curto? Por que não uma ou várias microsegundos?

O que aquece o gás de íons não é o efeito Joule, já que existe um certo desacoplamento energético entre o gás de íons e o gás de elétrons, é a energia cinética adquirida pelos fios durante sua trajetória quando convergem para o eixo, bruscamente convertida em calor no momento do impacto (estagnação condutiva). A corrente que percorre os fios é eletrônica e não iônica. São os elétrons que sofrem a força de Laplace V

x

B. É o gás de elétrons que é projetado para o eixo. Os elétrons adquirem assim energia cinética, que será redistribuída em todas as direções por colisões elétron-elétron e elétron-íon. Mas os íons de ferro e os elétrons têm massas muito diferentes. A razão é da ordem de cem mil. Nesse processo de aceleração em direção ao eixo e aquecimento no impacto, são os íons que ganham, criando imediatamente essa situação fora de equilíbrio, bitemperatura, à qual não estamos acostumados. Já no impacto, a temperatura no gás de íons já é muito maior que a do gás de elétrons. Por que os íons seguem os elétrons quando estes, sofrendo a ação da força de Laplace, mergulham no eixo? É por causa das colisões? Muito parcialmente. Elétrons e íons permanecem fortemente ligados pelo campo elétrico e não podem ser separados a uma distância chamada distância de Debye, que é pequena.

Se o tempo de implosão for muito longo, porque a impulso de corrente for muito estendido no tempo (o número de joules disponíveis na descarga é limitado), os fios terão tempo para sublimar. Saindo de sua prisão metálica sólida, os elétrons, interagindo com o campo magnético, representarão uma importante perda de energia radiativa por radiação de freagem. Se a matéria do liner passar ao estado de plasma, as forças de pressão se oporão mais cedo ao colapso. A eficiência máxima será obtida se conseguirmos levar a matéria na forma de fios sólidos o mais próximo possível do eixo do sistema.

O processo inteiro permanece complexo. Tudo o que sabemos é que nas condições atuais, com os parâmetros escolhidos, funciona.

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