Matthias Bavay'ın Fransız Z makinesi üzerine tezi
Fransız Z Makinesi
Matthias Bavay'ın tezi
17 Haziran 2006 tarihinde çevrimiçi klasörde yer aldı
Bu tez, aşağıdaki adresten oldukça kapsamlı bir şekilde bulunabilir:
http://mathias.bavay.free.fr/these/sommaire.html
Başlık:
Alt mikrosaniyelik bir rejimde manyetik akım sıkıştırması ile yüksek basınç ve X ışınları elde etmek
8 Temmuz 2002 tarihinde Gramat Askeri Deney Merkezi (CEG, Lot)’de savunuldu.
Gramat jeneratörü (yukarıdaki resimlere bakınız) 2,5 milyon amperlik akım darbeleri, 800 nanosaniye süreyle sağlayabilir.
Gramat ECF Elektrik Jeneratörü
Yakın çekimde, kurulumun çapı yaklaşık 20 metre (Sandia'nın Z makinesinin 33 metre olduğu karşılaştırmasıyla).
Yakın çekim
Gramat ECF kurulumunun merkez kısmı
Bavay'ın hayal ettiği, Gramat'ta ve Sandia jeneratöründe test edilen kurulum oldukça orijinaldir. Sovyetler, kimyasal patlayıcılarla elektriksel olarak iletken bir "çevre" (bakır veya alüminyum) üzerinde baskı uygulayarak, bu çevrenin içine önceden bir manyetik alan oluşturulan bir sistem geliştirmişti. Bu çevre, patlayıcıdan gelen baskı ile içeriye doğru çökerek, içine yerleştirilmiş olan manyetik alanı sıkıştırıyordu. Bavay'ın tezinde geliştirilen fikir, manyetik kümülasyon kompresörlerindeki kimyasal basınç yerine "manyetik basınç" ile çalışan, tel şeklinde bir "piston" olarak çalışan bir çevre kullanmaktır. Bu sayede iki temel fikir ortaya çıkar:
- Daha hafif, daha az eylemsizlikli bir çevre kullanmak - Tüm enerjiyi bu çevreye aktarmak, "manyetik gazın" "sıfır eylemsizliğe" sahip olması nedeniyle.
Bu şekilde, iki aşamalı bir kompresör elde edilir ve bu kompresörde ... iki çevre, büyük ve küçük olmak üzere bulunur. Bu, Sakharov'un plazmoit silahı, eğer ... bu silahı kapatmış olsaydı, elde edilecek şeyin yaklaşık olarak aynısıdır!
Sakharov'un plazmoit silahı, değiştirilmiş hali
Başlangıç şemasını tekrar alalım. Elektriksel bir boşalma, A "kapağında" bir manyetik alan oluşturur. Daha sonra sol taraftaki patlayıcı ateşlenir ve bakır çevre genişler.
Bakır koni kapağı kapatır ve içindeki manyetik alanı hapseder. Bu alan "sıkıştırılır" ve bakır halka, bakır silah ile merkezi çevre arasında kalan alana doğru fırlatılmaya çalışır. Ancak yeni kurulumda bu halkanın fırlatılmasını engelleriz. Halka, silahın kapanmış ucuna yüksek hızla çarpar ve yüksek basınçlar oluşturur. Elbette, bakır halka ile sağ tarafta gri renkli kapatıcı arasında boşluk oluştururuz. Alüminyum halka, geçerken buharlaşarak plazmaya dönüşerek ikinci bir "çevre" görevi görür. Merkezi çevre de plastik bir dönüşüm geçirir.
Bavay'ın tezine geri dönelim. Yukarıdaki kurulumun farklı biçimde oluşturulan unsurlarını tanıyacağız. Dediğimiz gibi, iki çevre "tel" şeklindedir ve plazmaya dönüşürler. Kapağın kapanmadan önce, A bölmesinde belirli bir manyetik basınç oluşturulmalıdır. Patlayıcı gaz yerine, bir manyetik basınçla yer değiştirmek gerekir. Böylece şu sonuca ulaşırız:
Matthias Bavay'ın tez kurulumu
Anlamak için, burada iki zamanı bir görüntüde yeniden birleştirmek gerekebilir. Öncelikle, Bavay'ın kurulumunu ilk halinde görelim:
Matthias Bavay'ın ilk haliyle kurulumu
İki elektriksel boşalma vardır: biri mor renkli, "birinci boşalma" ve diğeri kırmızı renkli, "ikinci boşalma". Bu iki boşalma, koaksiyal, toroidal geometriye sahip iki boşlukta bir manyetik alan oluşturur. Bir silindirik çevre görülür ki, aslında ilk tel grubundan oluşur. Bavay'ın tezinde, bu tellerin yüksek elektrik akımı geçirdiğinde anında metalik plazmaya dönüşmediği, aksine oldukça uzun ömürlü oldukları belirtilir. Bu ömür, bu "tel perdesinin" eksen doğrultusuna doğru radial olarak hareket etmesi için geçen sürenin %80'ine kadar ulaşabilir. Bu, Sandia deneyinde eksenel simetrisinin korunmasının sırrıdır. Bu nesne çöküşte, birbirlerine bitişik tellerden oluşan bir grup veya bir plazma perdesi değil, "ikisinin karışımı"dır. Bu, Malcolm Haines tarafından teorize edilmiştir ve "kabuk oluşumu" olarak adlandırılır:
Kabuk oluşumu
Yukarıda, boşalmanın başlatılmasından kısa bir süre sonra teller görülüyor. Yüzeylerinde hafif bir buharlaşma başlar. Hâlâ katı olan teller, metalik plazma bir kılıfı çevreler. Bavay'ın tezinde, tellerin soğuk, katı bir çekirdeğe sahip olduğu belirtilir. Yüzeylerinde buharlaşarak, metal atomlarından oluşan bir plazma yayılır. Bu plazma silindirler birbirine ulaştığında "kemer" oluşur. Bavay, bu kemerin implozyonun %80'lik süresi dolmadan önce oluştuğunu belirtir. Bu, bu sürenin tamamı boyunca akımın teller içinde bireysel olarak akması anlamına gelir. Plazmada (iyonize gazda) lokal yoğunlukta akım değişimi ve manyetik alanın şiddeti değişimi nedeniyle MHD kararsızlıklarının meydana gelebileceği bilinmektedir. Ancak teller perdesinde bu durum söz konusu değildir.
Tezinde, tungsten için metal buharının yayılma hızının 10.000 m/s ve alüminyum için 22.000 m/s olduğu belirtilir. Tellere ait çapın büyüklüğü (240 tel) yaklaşık 10 mikron.
İnok çubuklar için yayılma hızını bulamadım. Sandia ekibi, implozyonun sonunda ulaşılan sıcaklığın 2 milyar dereceye ulaştığını görünce oldukça şaşırdı. Bu durumun olası bir açıklaması, inok çelik buharının yayılma hızının daha düşük olması ve bu yüzden "kemer" oluşumunun gecikmesi olabilir. Yukarıda belirtildiği gibi, tellerin "soğuk çekirdek" tuttuğu için, eksen doğrultusuna doğru karşılaştıklarında neredeyse "tel"lerin birbirine çarpışıp, plazma kordonu implozun son anlarında oluşur. Böylece, birkaç yüz km/s yerine, çarpışma anında radial hız 1000 km/s'ye ulaşabilir. Bu, bir ... malzeme değişimiyle ilişkili sıcaklık artışıdır. Açık soru.
tm zamanında bu plazma kılıfları birleşir. Böylece iki yönde avantaj elde edilir. Bu kapanma, manyetik alan için "sızdırmaz bir perde" oluştururken, açısal yönde ortamın homojen olmayışı MHD kararsızlıklarının artmasını engeller ve sürecin eksenel simetrisini korur.
Bavay'ın tez şemasını yeniden düzenledikten sonra tekrar inceleyelim:
Bavay'ın kurulumu, crowbar'dan sonra
Bu boşalmalarda kondansatörler, indüktansı olan devrelere boşalır. 3 boyutlu olarak görebilen bu mor ve kırmızı akım tabakalarının geometrisi bir torusun üretici eğrilerine benzer. Bu "birer bobin" gibidir. "Tel + metalik plazma" perdesi eksen doğrultusuna doğru ilerlediğinde, Bavay'ın "gap" dediği alanı kapatır. Bu sayede bu "