Неполлютирующий синтез, другой возможный путь?
Эксперимент FOCUS
Результаты, полученные к сегодняшнему дню, не обладают таким же уровнем достоверности, как у Z-машины Сандии, но нам показалось интересным упомянуть эти эксперименты, чтобы показать, насколько широкий диапазон возможен при использовании МГД для увеличения плотности и температуры плазмы. С этой точки зрения эксперимент FOCUS очень оригинален. Остается выяснить, в данном случае, соответствуют ли высокие температуры, измеренные с помощью потока рентгеновского излучения, действительно температуре плазмы или эффекту удара на анод. Э. Лернер, который не обладает возможностями мощного лабораторного центра в Новом Мексико, уверен, что это указывает на то, что была получена температура более одного миллиарда градусов (100 кэВ). Мы оставим ему ответственность за это заключение.
Принцип работы
1 июня 2006 года
FOCUS - это эксперимент, о котором много говорят с начала 2000-х годов. Вы можете найти информацию в энциклопедии Википедия по адресу:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_focus
Синтез, для каждого, сразу вызывает две уникальные технологии.
-
Синтез в токамаках, соответствующий дорогостоящему эксперименту ITER, который будет установлен в Кадараше, на севере Авион-де-Прованс
-
Синтез с помощью лазеров, как эта другая "капелла для инженеров", проект Megajoule, расположенный в Барпе, рядом с Бордо.
Синтез подразумевает исключительно синтез дейтерия и трития, который происходит при самой низкой температуре. Дейтерий - это первый изотоп водорода, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона. Ядро трития содержит один протон и два нейтрона.
Их синтез, происходящий, когда температура достигает ста миллионов градусов (с высокой скоростью), производит ядро гелия и нейтрон (быстрый), обладающий энергией 14 МэВ (14 миллионов электрон-вольт). В центре Солнца температура "котла" составляет всего 15-20 миллионов градусов, и синтез там происходит только с гораздо более низкой скоростью (иначе Солнце взорвалось бы).
Молекулы тяжелого водорода похожи на молекулы легкого водорода. У них одинаковые химические свойства:
Слева - молекула D-D, а справа - молекула T-T. Связь обеспечивается электронами, здесь представленными пчелами. "Нуклоны" изображены как маленькие человечки. Протоны, электрически заряженные, изображены фиолетовым цветом, нейтроны, электрически нейтральные, красным.
Начиная с 3000 градусов водород "полностью ионизируется", электроны покидают ядра, и водород (легкий или тяжелый) превращается в плазму, смесь "газа электронов" и электрически заряженных ядер. Но около 100-150 миллионов градусов эти ядра начинают реагировать:
Вот схема синтеза тяжелого водорода:
Читатель может ознакомиться со всеми этими понятиями, связанными с ядерной энергией, посетив мою бесплатную графическую историю, которую можно бесплатно загрузить
Энергетически ваш
на сайте
http://www.savoir-sans-frontieres.com
по адресу:
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/energetiquement_votre.htm
Это излучение нейтрона синтеза на 14 МэВ вызывает проблему, потому что эти частицы вызывают
искусственную радиоактивность
во всех конструкциях, составляющих реактор. Эти нейтроны встраиваются в материалы конструкций реактора, создавая множество нестабильных веществ, которые становятся радиоактивными и представляют собой отходы. Этот поток нейтронов также повреждает конструкции реактора, в конечном итоге может повредить прочность его компонентов и нарушить работу соленоидов, обеспечивающих удержание плазмы.
Рисунок выше отражает регенерацию трития. На практике нейтроны синтеза не только создают тритий. Они также создают множество радиоактивных изотопов, в результате искусственной радиоактивности (в отличие от "естественной радиоактивности", связанной с радиоактивными изотопами, существующими в природе, и которые были созданы изначально в взрывах сверхновых, а затем включены в массу Земли в момент ее формирования). Оболочка из лития действует как "плодородный материал", который должен непрерывно создавать тритий, который радиоактивен (период полураспада: 12 лет) и не существует в природе.
Обычно человек не знает, что синтез - это "химия ядер", где начинается с "смеси синтеза", "реакции" и дает "продукты реакции". Синтез дейтерия и трития - это одна из возможных реакций. Но это та, которая происходит при самой низкой температуре
Неполлютирующие реакции синтеза, не имеющие радиоактивности и радиоактивных отходов!
Мы видели, в отдельном досье, посвященном Z-машине, что температура в два миллиарда градусов была достигнута в 2005 году в лабораториях Сандии, в Новом Мексике. Стоит отметить, что цель эксперимента не заключалась в достижении таких высоких температур, а в создании простого источника рентгеновского излучения при нескольких миллионах градусов. Однако, неожиданно, этот плазменный компрессор предоставил ... два миллиарда градусов, совершенно неоспоримо. Этот результат
вне конкуренции
немедленно вызвал беспокойство среди команд, которые в течение десятилетий управляли этими дорогостоящими проектами:
-
Синтез с помощью лазеров (в Франции: Megajoule)
-
Синтез в токамаках (в Франции: ITER)
Но мы увидим, что эта
Z-машина
может
не быть единственной, способной производить такие горячие плазмы (хотя машина ITER, работающая непрерывно, не может повышать свою температуру). Если сделать аналогию, можно сказать, что разница между этим новым типом высокотемпературных машин и токамаком такая же, как между двигателями внутреннего сгорания и паровыми машинами.
Таким образом, по сравнению с этим, ITER - это паровая машина современных времен
Чтобы лучше понять эти типы машин, необходимо ознакомиться с электромагнитными силами, действующими в электрических проводниках, а затем в разрядах.
Возьмем гибкий соленоид, простую петлю, в которой мы пропускаем ток. Эта петля создаст поле, которое будет действовать на провод, по которому проходит электрический ток, через силу Лоренца I x B
Расширение петли под действием собственного магнитного поля
Это типичный эксперимент, который вы могли видеть в школе или в Палате науки.
Если ток достаточно сильный, это может привести к разрушению электрического проводника. В моем лаборатории в 60-х годах мы создавали магнитные поля в 2 теслы (20 000 гауссов) с помощью токов в 50 000 ампер, поступающих от батареи конденсаторов. Обмотки были из медной ленты. Если они не были надежно закреплены (удерживаемые оболочкой из стекловолокна, приклеенной эпоксидной смолой), эти соленоиды мгновенно разрывались, разбрасывая лабораторию обломками.
Возьмем теперь электрический разряд. Вы, наверное, уже видели эксперимент, заключающийся в том, чтобы вызвать электрический разряд между двумя металлическими стержнями. Он "поднимается" и в конечном итоге разрушается.
Мы видим схему петли, которую мы видели ранее, с разницей...