A Z-machine ( eng. Z machine , Z Pulsed Power Facility ) egy kísérleti létesítmény, és a világ egyik legnagyobb röntgensugárforrása . Az anyag vizsgálatára szolgál szélsőséges hőmérsékleti és nyomási körülmények között . A létesítmény a Sandia National Laboratories kutatóintézethez tartozik, és az Egyesült Államok Új-Mexikó állambeli Albuquerque -ben található . Adatait békés és katonai nukleáris programokban is felhasználják.
A "Z-gép" elnevezés egyrészt a sugárzás függőleges irányának ( OZ applicate axis ), másrészt a függőleges hajtásnak köszönhető. A beállítás másik neve Z-pinch .
A Z-gép egy 32 m átmérőjű és 6 m magas henger, amelyet 36 1 m átmérőjűnél nagyobb radiális elektromos vezető vesz körül. A szigetelés céljából ioncserélt vízzel töltött edény közepén egy 3 méter átmérőjű vákuumkamra található. A kamrában található az úgynevezett Z-Pinch - egy speciális eszköz, amely 300 db, a Z tengely irányában párhuzamos, 20 cm magas wolframhuzalból áll. A wolframhuzal vastagsága 10 mikron, ami körülbelül 1/10-e a Z tengely irányában. emberi haj. A huzalhenger közepén egy deutérium és trícium keverékével töltött műanyag tartály található . A fúzió lehetővé tételéhez a keveréket gyorsan össze kell préselni és fel kell melegíteni. Ezt elektromágneses sugárzás nyomásával érhetjük el röntgenkészülék segítségével.
A szükséges sugárzás nagyon rövid, 100 nanoszekundumnál rövidebb időtartam alatt történő létrehozásához 20 millió amperes elektromos áramot irányítanak egyszerre mind a 36 radiális vezetőn. A közepén lévő vékony volfrámhuzalok elpárolognak, és nagyon forró ionizált gázzá - plazmává alakulnak . Az elektromos impulzus erős mágneses mezőt hoz létre az elektromosan vezető plazmában, miközben kompresszió és melegítés lép fel - az úgynevezett Pinch-effektus . A hengert körülvevő falak anyagát több milliárd kelvin hőmérsékletre hevítik . Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a henger egy pillanatra[ tisztázni ] intenzív röntgenimpulzust bocsát ki 290 TW csúcsteljesítménnyel. Amikor ez az impulzus deutériummal és tríciummal eléri a kapszulát, a sugárzás nyomása alatt az eredeti méretének töredékére zsugorodik, és felmelegszik. Néhány nanomásodperc alatt elérik a Föld teljes energiafogyasztásának 80-szorosát.
Az ilyen nagy áram létrehozásához szükséges feszültséget a Marx generátorok állítják elő .
2003-ban a tudósoknak sikerült egy 120 TW-os impulzussal összenyomni a kapszulát eredeti méretének egyhetedére [1] . Ilyen körülmények között lehetségessé vált héliummag kialakulása deutérium- és tríciummagokból . A tudósok 4 MJ-ra becsülik a felszabaduló energiát.
2006-ban vált ismertté, hogy a telepítés segítségével 2 milliárd kelvin feletti hőmérsékletű plazma nyerhető.
A nagyon magas feszültség miatt a tápegységet transzformátorolajjal és ioncserélt vízzel töltött kamrákba merítik , amelyek szigetelőként működnek. Az elektromágneses impulzus azonban fényt kelt a fémtárgyak körül.
A kísérletek befejezése után a tervek szerint egy új generációs eszközökből - ZR-Machines - gépet készítenek. A tervek szerint a röntgenimpulzus 350 TW-ra emelkedik.
| Termonukleáris fúziós kísérleti létesítmények | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Plazma mágneses elzárás |
| ||||||||||||||||
| Inerciálisan szabályozott termonukleáris fúzió |
| ||||||||||||||||
| Nemzetközi Fusion Materials Besugárzási | |||||||||||||||||