Z-machine ( eng. Z Machine , Z Pulsed Power Facility ) on kokeellinen laitos ja yksi maailman suurimmista röntgensäteiden lähteistä . Se on tarkoitettu aineen tutkimukseen äärimmäisissä lämpötiloissa ja paineissa . Laitos kuuluu tutkimuksen Sandia National Laboratories ja sijaitsee Albuquerque , New Mexico , USA . Sen tietoja käytetään myös rauhanomaisissa ja sotilaallisissa ydinohjelmissa.
Nimi "Z-kone" johtuu ensinnäkin säteilyn pystysuunnasta ( OZ- sovellusakseli ) ja toiseksi pystysuuntaisesta käytöstä. Toinen asennuksen nimi on Z-pinch .
Z-kone on halkaisijaltaan 32 m ja 6 m korkea sylinteri, jota ympäröi 36 radiaalista sähköjohdinta , joiden halkaisija on yli 1 m. Astian keskellä, joka on täytetty deionisoidulla vedellä eristystä varten , on tyhjiökammio , jonka halkaisija on 3 metriä. Kammiossa on ns. Z-Pinch - erityinen laite 300 volframilangasta Z-akselin suunnassa, korkeus 20 cm. Volframilangan paksuus on 10 mikronia - noin 1/10 volframilangan paksuudesta. ihmiskarva. Johtosylinterin keskellä on muovisäiliö, joka on täytetty deuteriumin ja tritiumin seoksella . Jotta fuusio olisi mahdollista , seos on puristettava nopeasti ja lämmitettävä. Tämä voidaan saavuttaa sähkömagneettisen säteilyn paineella käyttämällä röntgenlaitetta.
Tarvittavan säteilyn luomiseksi hyvin lyhyessä, alle 100 nanosekunnissa, 20 miljoonan ampeerin sähkövirta ohjataan samanaikaisesti kaikkien 36 radiaalisen johtimen läpi. Keskellä olevat ohuet volframilangat haihtuvat ja muuttuvat erittäin kuumaksi ionisoiduksi kaasuksi - plasmaksi . Sähköimpulssi luo voimakkaan magneettikentän sähköä johtavaan plasmaan, kun taas tapahtuu puristusta ja kuumenemista - ns. Pinch-ilmiö . Sylinteriä ympäröivien seinien materiaali kuumennetaan useiden miljardien kelvinien lämpötilaan . Tämä johtaa siihen, että sylinteri yhden hetken[ selventää ] lähettää voimakkaan röntgenpulssin, jonka huipputeho on 290 TW. Kun tämä pulssi saavuttaa kapselin deuteriumin ja tritiumin kanssa, se kutistuu säteilyn paineessa murto-osaan alkuperäisestä koostaan ja lämpenee. Muutamassa nanosekunnissa saavutetaan teho, joka on 80 kertaa koko maapallon energiankulutus.
Näin suuren virran luomiseen tarvittava jännite tuotetaan Marx-generaattoreilla .
Vuonna 2003 tutkijat onnistuivat käyttämään 120 TW:n pulssia puristamaan kapselin seitsemäsosaan sen alkuperäisestä koosta [1] . Näissä olosuhteissa heliumytimen muodostuminen deuterium- ja tritiumytimistä tuli mahdolliseksi . Tiedemiehet arvioivat vapautuneen energian olevan 4 MJ.
Vuonna 2006 tuli tunnetuksi, että asennuksen avulla voidaan saada plasmaa, jonka lämpötila on yli 2 miljardia kelviniä.
Erittäin korkean jännitteen vuoksi virtalähde on upotettu kammioihin, jotka on täytetty muuntajaöljyllä ja deionisoidulla vedellä , jotka toimivat eristeinä. Sähkömagneettinen pulssi luo kuitenkin hehkun metalliesineiden ympärille.
Kokeiden päätyttyä on tarkoitus rakentaa kone uuden sukupolven laitteista - ZR-Machines. Röntgenpulssi on tarkoitus nostaa 350 TW:iin.
| Lämpöydinfuusion kokeelliset laitokset | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Plasmamagneettinen eristys |
| ||||||||||||||||
| Inertiaohjattu lämpöydinfuusio _ |
| ||||||||||||||||
| Kansainvälinen fuusiomateriaalien | |||||||||||||||||