/
КонтактыО проекте Блог
Galaktika

Вход | Регистрация


Запомнить меня
Забыли пароль?

 

  ПОИСК


 
 

 

Экономика высоких технологий /  Hi-tech и экономика сегодня /  Cтатьи, аналитика /  Сибирский модуль резко расширил возможности Z-машины  

Сибирский модуль резко расширил возможности Z-машины

Крупнейший в мире генератор рентгеновского излучения позволил достичь рекордно высокой температуры — 2 млрд. градусов Кельвина, превысившей предполагаемую температуру центральных областей звезд. Если полученный результат удастся понять и использовать, он откроет дорогу для создания компактных и эффективных термоядерных электростанций и произведет настоящую революцию в энергетике.

Поначалу в рекорд не поверил никто.

Проверка подтвердила первоначальный результат, что вызвало у ученых еще больше вопросов. Почему энергия рентгеновского излучения на выходе почти в четыре раза превысила ожидавшуюся? Почему высокая температура ионов сохранилась после снижения их кинетической энергии в результате торможения плазмы? Окончательного вывода пока нет.

Z-машина (Z Machine) американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories)

Принцип работы Z-машины состоит в следующем: ток силой 20 млн. А проходит через область размером с катушку для ниток, ограниченную вертикальными проволочками (отсюда и название установки — «Z»), диаметр которых в 10 раз меньше человеческого волоса. При прохождении тока проволочки моментально превращаются в облако заряженных частиц — плазму.

Захваченная сильным магнитным полем, она сжимается в область меньше миллиметра в поперечнике и, естественно, тормозится. При практически мгновенном торможении ионов и электронов происходит взрывное выделение энергии в виде рентгеновского излучения. Температура мгновенно повышается до нескольких миллионов градусов.

В этом эксперименте для проведения прецизионных спектральных измерений вольфрамовые проволочки были заменены стальными, что привело к изменению размеров активной зоны с 20 мм в диаметре до 55—80 мм. Совершенно неожиданно для ученых эта рутинная замена материала привела к немыслимому — на три порядка — росту температуры, которая составлиа 2 млрд. градусов Кельвина. Все прежние рекорды стали историей. Доля энергии, выделившейся в рентгеновском диапазоне, превысила ожидавшуюся в 4 раза.

Один из вариантов объяснения физической сути явления предложил доктор Малкольм Хайнес (Malcolm Haines) — консультант Sandia. Обычно после торможения ионов происходит коллапс плазмы, а высвободившаяся энергия рассеивается в окружающем пространстве. Но в ходе проведения эксперимента на Z-ускорителе энергия неизвестной природы внутри плазмы в течение еще 10 нс оказывала сопротивление магнитному полю. По мнению д-ра Хайнеса, в этом случае магнитное поле создает микровихри в плазме, увеличивая кинетическую энергию ионов. Ионы и сопровождающие их электроны выделяют энергию в результате «вязкого» трения уже после остановки плазмы, что приводит к дальнейшему увеличению температуры.

Z-машина, предназначенная для создания высоких температур и давлений, уже продемонстрировала ряд рекордных показателей. При этом перспективным представлялся метод магнитного удержания плазмы.

Ситуация может коренным образом поменяться благодаря совместной разработке российских ученых из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН в Томске и ученых из лабораторий Sandia.

Александр Ким, используя концепцию академика РАН Б. М. Ковальчука по формированию электрических импульсов тераваттной мощности с помощью плазменных размыкателей тока, разработал новую систему — разрядник для линейных трансформаторов, c помощью которого удалось повысить на 50% эффективность использования энергии электрического разряда. До сих пор показатель эффективности достигал лишь 15%.

Новая система выдает импульсы каждые 10,2 с, и в испытаниях, проведенных в Sandia, было сформировано 11000 импульсов. Система обеспечивает разрядный ток около 1 млн. ампер при напряжении около 100 кВ (действующая в Sandia установка дает ток 0,5 млн. ампер при том же напряжении). Улучшение показателей было достигнуто благодаря снижению индуктивности системы.

Ученые из лабораторий Sandia считают, что новая разработка — самое крупное научное достижение в области импульсной электроники за последние десятилетия. Теоретически можно создать на основе новых импульсных генераторов систему, которая будет обеспечивать разрядный ток 60 млн. ампер. Этого достаточно для начала управляемой термоядерной реакции.

Однако с полной уверенностью о реальном осуществлении такой реакции можно говорить лишь после создания действующей установки.

Источник: http://rnd.cnews.ru


« Назад

Хиты

В России начались испытания аппарата «Луна-25»
В России начались испытания аппарата «Луна-25»
Российские специалисты начали испытания аппарата «Луна-25» («Луна-Глоб»), который в 2019 году должен приступить к изучению спутника Земли. Об этом в ходе выставки Paris Air Show-2015 в Ле-Бурже РИА Новости сообщил представитель «Объединения имени Лавочкина», представившего там макет аппарата. 
Первый в истории частный спутник на солнечном парусе вышел на орбиту
Первый в истории частный спутник на солнечном парусе вышел на орбиту
Разработан и построен он был на деньги некоммерческого Планетарного общества США, объединяющего энтузиастов исследования дальнего космоса. 
Роскосмос отложил оглашение результатов расследования аварии «Прогресса»
Роскосмос отложил оглашение результатов расследования аварии «Прогресса»
Роскосмос продлил на неопределенный срок работу комиссии по расследованию причин произошедшей 28 апреля 2015 года аварии транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс М-27М».