Французская машина Z, приведённая в действие с помощью LTD
Автор: Жюльен Жефрай
21 мая 2007 года
Активность и события вокруг термоядерного синтеза возобновились благодаря машине Z, по крайней мере, в США. Что касается французской машины Z
Sphinx
, это совсем другое дело, потому что ДГА действительно всё заблокировала, как вы можете убедиться, прочитав эту статью, опубликованную в
журнале Les Echos от 16 мая 2007 года
:
Les Echos от 16 мая 2007 года
Компетенции
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ
Французская машина Z отказывается от энергии
Маленький «Сфинкс».
В самом сердце Кверса, в Центре исследований Грамата (CEG), ДГА уже несколько лет эксплуатирует небольшую французскую машину Z (2,5 миллиона ампер), названную «Сфинкс». Как и её большая американская сестра, она в первую очередь используется для тестирования прочности ядерных головных частей.
В отличие от неё, она не будет участвовать в гражданских экспериментах. Несколько лет назад учёные из Грамата пытались обратиться к своему военному покровителю с просьбой разнообразить свои исследования, но безуспешно.
Опросив «Les Echos», очень «самоуверенный» Центр исследований Грамата сегодня заявляет, что у него нет никаких энергетических проектов. Эта осторожность в инвестировании беспокоит специалистов по сжатию.
«Французские компетенции в области электрического инженерного дела находятся под угрозой», — утверждает один из них.
В Великобритании эквивалентная машина, Magpie, разработанная Имперским колледжем (1,4 миллиона ампер), активно работает над сжатием, в частности, на американские средства. Недостаточно мощная, чтобы достичь целей машины Z, она используется американскими учёными для дополнения исследований по сжатию. Русские тоже, кажется, собираются вкладывать средства в это направление исследований.
Примечание:
«Сжатие» — это французский перевод слова «pinch», означающего «сжать». Таким образом, машина Z входит в класс машин с плазмой, называемых «Z-pinch», где плазма «сжимается» вдоль оси симметрии OZ системы. Все Z-pinch также являются машинами MHD, дисциплиной, в которой Франция была ведущей более ... тридцать лет назад, и которая была полностью и намеренно брошена в середине 70-х годов. В этой бездействии официальных служб также вносится значительная доля непонимания, простой некомпетентности. Например, военная MHD полностью отсутствует во Франции, тогда как в США, России и других странах она ... активно развивается. Можно кратко выразить это простой фразой:
В то время как в других странах люди едут на полной скорости, французы стоят на тормозах
Другое замечание: Ален Жюппе был назначен «министром окружающей среды». В этом качестве недавно были приглашены многие представители ассоциаций, ориентированных на сохранение окружающей среды. Но это неотделимо от активной работы в пользу новых источников энергии. И здесь — полное отсутствие. Отсутствие мотивации, но также и информации и ... компетенций. Но вернёмся к теме статьи.
В США новость о «генераторах LTD» последнего поколения очень впечатляет, и прогресс идёт быстрее, чем ожидалось. Лаборатории Сандиа опубликовали пресс-релиз от 24 апреля 2007 года под названием:
Rapid-fire pulse brings Sandia Z method closer to goal of high-yield fusion reactor
(Ультрабыстрые импульсы приближают метод Сандиа Z к цели создания реактора с высоким выходом термоядерной энергии)
Статья, полностью переведённая немного ниже на этой странице, описывает генератор, названный
LTD
(Linear Transformer Driver), который можно перевести как «коммутатор с линейным трансформатором», который должен позволить действительно используемую контролируемую термоядерную реакцию в машине Z. LTD сделает машину Z более компактной и менее сложной, устранив огромный изолирующий бассейн из воды и масла, а также «водные линии», которые были необходимы для модуляции импульса во времени.
Особенно это позволит производить повторные выстрелы с частотой 0,1 герц, тогда как текущая машина Z может произвести всего один выстрел в день!
Генераторы LTD не являются настоящей неожиданностью, поскольку французская машина Z Sphinx уже давно оснащена ими. Новизна здесь в том, что русские достигли высоких показателей с их последней моделью LTDZ:
Русский генератор LTDZ мощностью 100 ГВт: 1 миллион ампер и 100 кВ
Диаметр: 3 метра - Глубина: 22 сантиметра
Объясним просто генератор LTD: это набор «кирпичей», каждый из которых имеет размер коробки для обуви, содержащей два конденсатора и коммутатор. Соединённые параллельно и расположенные в виде круга в интересующей нас версии, 40 этих «кирпичей» образуют одну «тороидальную полость».
Схема разреза «кирпича», составляющего LTDZ
1: два конденсатора GA 31165 (100 кВ, 40 нФ),
2: коммутатор HCEI с несколькими зазорами, 3: выходная трубка,
4: магнитный сердечник,
5: изоляция, 6: полость вакуума или масла,
7: полость заряда, 8: стержни из капролактама
Эта русская версия, самая продвинутая на данный момент, тестируется в
Высокотоковом электронном институте
(HCEI) в Томске, Сибирь, где лаборатории Сандиа недавно приобрели четыре. Обратите внимание на приближение американо-русских отношений в области термоядерного синтеза с помощью Z-pinch... Этот русский LTD, самый мощный в мире (100 гигаватт), способен выдать 1 миллион ампер при 100 000 вольт, в импульсе, длительность которого составляет
в натуре
100 наносекунд (то есть без необходимости сжимать его длительность). Кроме того, он спроектирован так, чтобы производить выстрелы каждые 10 секунд! Это как раз частота, определённая для будущей термоядерной электростанции с магнитным сжатием, которая будет работать буквально как «двухтактный термоядерный двигатель» (сжатие, расширение).
Концепция кажется надёжной. Предыдущая версия этого LTD, идентичная, но в два раза менее мощная (20 блоков, генерирующих 0,5 миллиона ампер при 100 000 вольт), уже была одобрена лабораториями Сандиа после цикла более чем из 11 000 выстрелов. В Томске коммутатор произвёл более 37 000 выстрелов каждые 12 секунд.
Поскольку эти полости модульные, Сандиа планирует ставить их, как блины, на стержень, а затем умножать эти стержни. Таким образом, будет 70 цилиндрических модулей, расположенных радиально, каждый из которых содержит 70 LTD, установленных коаксиально. Эффективность этой конфигурации неоспорима:
В каждом модуле, длиной около двадцати метров, 70 внутренних LTD соединены последовательно, чтобы сложить их напряжения. Таким образом, каждый модуль будет выдавать на выходе
1 миллион ампер и 7 миллионов вольт .
Затем 70 модулей будут соединены параллельно, чтобы сложить их токи, в итоге получив машину, которая будет выдавать
70 миллионов ампер при 7 миллионах вольт .
Проект Санди «IFE driver» диаметром 104 метра.
70 миллионов ампер, 7 миллионов вольт, 490 тераватт теоретически.
70 модулей по 70 LTD каждый, в сумме 392 000 конденсаторов.
Учитывая неизбежные потери, в том числе вдоль проводников MITL (Magnetically Insulated Transmission Line), Санди рассчитывает на 60 миллионов ампер при 6 миллионах вольт, которые можно использовать. Это будет означать мощность до ввода в цель 360 тераватт.
Эта испытательная установка будет расположена горизонтально, в плоскости, как показано на схеме. Русские из Института Курчатова предложили также ставить эти модули вертикально. Можно даже представить сферическую симметрию. Как говорит один из учёных, работающих над этой темой: это немного как играть в Meccan...