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.
"Мы повторяли эксперимент много раз, чтобы проверить и подтвердить полученный результат", - комментирует руководитель проекта доктор Крис Диней (Chris Deeney). В течение 14-ти месяцев проводились все новые и новые эксперименты, результаты которых проверялись на компьютерных моделях, разработанных доктором Джоном Апразесом (John Apruzese) и его коллегами из военно-морской лаборатории.
Проверка подтвердила первоначальный результат, что вызвало у ученых еще больше вопросов. Почему энергия рентгеновского излучения на выходе почти в четыре раза превысила энергию на входе? Почему высокая температура ионов сохранилась после снижения их кинетической энергии в результате торможения плазмы? Окончательного вывода пока нет.
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.
Создание области, ограниченной вертикальными проволочками, для Z-машины
Приходящее в себя научное сообщество пытается осмыслить происшедшее. 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.
Неожиданная возможность достижения сверхвысоких температур, по сравнению с которыми меркнет даже температура солнечных недр, открывает новые перспективы для создания термоядерных энергетических установок. Открытие пришлось как нельзя кстати - обозначившийся именно сейчас энергетический кризис заставил многие страны искать спасения в стремительном развитии ядерной энергетики. Тем не менее, подлинной альтернативой является несравненно более чистая термоядерная энергетика. Неожиданный рекорд Z-машины, успехи групп Талейархана и Паттермана свидетельствуют о том, что эпоха термояда может наступить гораздо раньше, чем полагают скептики.
Взято из: http://www.cnews.ru/news/top/index.shtm ... /14/197710
Другие источники:
http://www.astronet.ru/db/msg/1212234
http://www.newsru.com/world/09mar2006/plazma.html