Z-машина. Что такое, как работает и зачем нужна

Ну вот. Как и обещал в статье о сверхпроводниках, возвращаюсь к вам со статьёй о контролируемом термоядерном синтезе. Ну вернее об установках контролируемого ядерного синтеза, ибо о самом синтезе я знаю немного и весьма поверхностно {увы, я не физик-ядерщик 🙁 }. А о установках…. Хм. А почему бы и не попробовать. Статей на эту тему будет несколько, так что готовьтесь!
Итак начнёмс. Первой рассмотрим мы так называемую Z-машину {и в этот момент должен грянуть гром и зазвучать зловещая органная музыка ибо название довольно зловещее}. Насчёт органной музыки не знаю, но гром и молнии Z-машина, как видите, генерировать умеет.
image
Впринципе он не особо то на роль термоядерного реактора тянет, но как экспериментальная установка- очень даже. Так как же устроен этот монстр и как он работает? Устроен он довольно понятно.
image
Что чем обозначено.
Красный- генераторы Маркса.
Синий, голубой, серый – проводники
Стрелочка- мишень
32 метра шириной, 6 метров высотой
Пару слов о принципе работы. В основе работы Z-машины лежит так называемый пинч- эффект. Открыт он был совершенно случайно, когда молния ударила в громоотвод, который представлял из себя полую медную трубу. Прошедший в тот момент по трубе ток создал сильное магнитное поле, которое вогнуло трубу внутрь. В Z-машине этот эффект используется немного в другой конфигурации. Так как же это происходит? Начнём с самого начала. Генераторы Маркса. Это ничто иное система конденсаторов. Эта система сначала постепенно заряжается, а потом в один момент может выдать сильнейший разряд. Расположены они по краю установки. Далее от генераторов радиально к центру отходят 36 проводников около метра диаметром каждый. Затем идёт вакуумная камера 3 метра диаметром. Ну а дальше то и начинается всё веселье. В ней в качестве мишени находится так называемый Z-pinch.
image
Это вертикальная (по оси Z) конструкция, высотой 20 см состоящая из 300 параллельных вольфрамовых нитей толщиной 10 мкм ( десятая часть от толщины волоса), расположенных вокруг контейнера с ядерным топливом( дейтерием и тритием). И вот на эти то “волоски” через те самые 36 проводников из тех самых генераторов Маркса подаётся ток силой 20 миллионов ампер! Даже человек, который спал на всех уроках физики в школе поймёт, что это немало. Под действием тока такой силы вольфрам, к слову температура плавления которого превышает 3 тысячи градусов, испаряется и переходит в четвёртое состояние вещества- в плазму.
Электрический импульс порождает в плазме ( которая, кстати, проводит электричество) электромагнитное поле. И так как нити были расположены по кругу возникшее магнитное поле стягивает плазму к центру ( знакомый нам пинч- эффект), где собственно и находится капсула. В этот момент температура поднимается до нескольких миллионов градусов. Сжатая магнитным полем плазма порождает интенсивный импульс рентгеновского излучения с пиковой мощностью в 290 ТВт.

image
И под действием всех этих факторов запускается термоядерная реакция. На несколько долей секунды в вакуумном цилиндре, в котором это всё происходит достигается мощность в несколько десятков раз превышающая потребление энергии на земле! Из этого можно сделать вывод, что в результате этого эксперимента за счёт термоядерного синтеза мы ( люди) получаем больше энергии, чем затратили. Но есть проблемка одна. Каждый пуск системы стоит нескольких дней или даже недель тщательной настройки. И да, Z-pinch, который состоит из 300 вольфрамовых “волосков” каждый раз подготавливается вручную.
Так что о электростанции на основе Z-машины не может идти и речи. Но как экспериментальная установка она вполне себе работает.
На сегодня всё. Спасибо за внимание.

P.S Молнии- побочный эффект, вызванный электромагнитным полем, образующемся вследствие прохождения сильного тока через те самые 36 проводников.

Комментировать

Оповещать
avatar
wpDiscuz