与Focus机器的无污染聚变
无污染聚变,另一种可能的途径?
FOCUS操作
到目前为止获得的结果,其可靠性不如桑迪亚国家实验室的Z机器,但我们认为提及这些实验是有意义的,以展示MHD(磁流体动力学)在提高等离子体密度和温度方面所能提供的非常广泛的范围。在这方面,FOCUS操作非常独特。仍然需要弄清楚,在这种情况下,通过X射线通量测量的高温是否确实代表等离子体的温度,还是代表对阳极的冲击效应。E. Lerner,他远没有新墨西哥强大实验室的资源,却坚信这表明已经达到了超过十亿度(100 keV)的温度。我们将把这一结论的责任交给他。
工作原理
2006年6月1日
FOCUS是一项自2000年初以来很多人谈论的实验。在维基百科百科全书中可以找到相关资料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_focus
对每个人来说,聚变立即让人想到两种独特的途径。
- 在托卡马克装置中的聚变,对应昂贵的ITER实验,该实验将在普罗旺斯艾克斯以北的卡达拉奇实施
- 激光聚变,即另一个“工程师大教堂”项目——位于波尔多附近的巴尔普的Megajoule项目。
聚变也专指氘和氚的聚变,这是在最低温度下发生的聚变。氘是氢的第一个同位素,其原子核由一个质子和一个中子组成。氚的原子核包含一个质子和两个中子。

它们的聚变发生在温度达到一亿度(快速进行)时,产生一个氦核和一个具有14 MeV(1400万电子伏特)能量的快中子。在太阳核心,"锅炉"的温度仅为1500万至2000万度,聚变在那里进行得非常缓慢(否则太阳会爆炸)。
重氢分子与轻氢分子几乎一模一样。它们具有相同的化学性质:

左边是一个D-D分子,右边是一个T-T分子。键由电子连接,这里用蜜蜂表示。"核子"用小恶魔表示。带电的质子用紫色表示,不带电的中子用红色表示。
从3000度开始,氢会"完全电离",电子离开原子核,氢(轻或重)转变为等离子体,即由"电子气体"和带电核组成的混合物。但当温度达到1亿至1.5亿度时,这些核开始发生反应:

这是重氢聚变的示意图:

读者可以通过免费下载我的漫画来熟悉这些与核能相关的概念:
Energétiquement Vôtre
可在网站 http://www.savoir-sans-frontieres.com 上的地址:
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/energetiquement_votre.htm
造成问题的是14 MeV的聚变中子,这些粒子会在反应堆的所有结构中引起诱发放射性。这些中子会融入反应堆结构材料中,产生许多不稳定的物质,这些物质会立即变成放射性物质并成为废物。此外,中子流还会损害反应堆结构,最终可能影响其部件的强度并干扰等离子体约束的线圈的正常运行。

上面的图示描述了氚的再生。实际上,聚变中子不仅会再生氚,还会通过人工放射性效应(与自然放射性不同,自然放射性是自然界中存在的放射性同位素,最初是在超新星爆炸中产生的,然后在地球形成时被纳入地球的质量中)产生许多放射性同位素。锂层作为一种“富集材料”,被设计为持续再生氚,而氚是放射性的(半衰期:12年),在自然界中并不存在。
通常,普通人并不知道聚变就像“核化学”,从一种“聚变混合物”和“反应”开始,产生“反应产物”。氘-氚聚变只是其中一种可能的反应。但因为这是在最低温度下发生的反应。

无污染聚变反应,无放射性和放射性废物!
我们之前在关于Z机器的专题中看到,2005年在新墨西哥州的桑迪亚实验室达到了两亿度的温度。顺便提一下,该实验的目的并不是获得如此高的温度,而是创建一个数百万度的X射线源。然而,令人意外的是,这种等离子体压缩器竟然提供了……两亿度的温度,而且是完全无可争议的。这一“局外人”结果立即在管理这些耗费巨资的项目数十年的团队中引起了不安,这些项目包括:
- 激光聚变(在法国:Megajoule)
- 托卡马克装置中的聚变(在法国:ITER)
但我们接下来会看到,这台 Z机器 可能不是唯一能够产生如此高温等离子体的机器(而ITER装置连续运行,无法提高温度)。做一个类比,可以说,这种新型高温聚变机器与托卡马克之间的差距,就像内燃机与蒸汽机之间的差距一样。
因此,从比较的角度来看,ITER是现代蒸汽机。
为了更好地理解这些类型的机器,有必要熟悉在导体和放电中起作用的电磁力。
拿一个“柔软”的线圈,一个简单的环形线圈,我们在其中通入电流。这个线圈会产生一个磁场,该磁场会通过洛伦兹力I x B作用于电流通过的导线。

线圈在自身磁场作用下的膨胀
这通常是您在高中或发现宫中看到的实验。
如果电流足够强,这可能导致导体的破裂。在我六十年代的实验室里,我们曾制造出一些...