뉴 멕시코 주 앨버 커키에있는 Sandia National Laboratories의 혈장 물리학자가 퓨전 반응기에 샷을 발사 할 때마다 하드웨어의 큰 덩어리가 연기에 올라갑니다. 그들의 Z 기계에는 천 번개보다 더 많은 전기 에너지로 가득 찬 커패시터 뱅크가 포함되어 있습니다. 스위치의 플립을 사용하면 2 천만 개의 앰프가 연료로 채워진 실린더를 향해 연필 지우개 크기의 크기가 급증합니다. 전류는 압도적 인 자기장을 유도하는데, 이는 튜브를 너무 빠르고 격렬하게 꼬집어 융합 내부의 수소 원자가 헬륨으로 융합되어 고 에너지 중성자와 헬륨 핵의 폭발을 방출합니다 (입자라고 함). 블라스트는 작은 튜브 (10 킬로그램의 고체 금속)를 고정하는 복잡한 하드웨어를 기화시킵니다. 이 프로젝트의 관리자 인 Mike Cuneo는“우리는 기본적으로 3 개의 다이너마이트 에너지 스틱을 전달하고 있습니다. "후에, 발 넓은 분화구가 있습니다."
물리학 자들은 이제 열핵 무기에 사용되는 귀중한 연료를 추가하여 위험과 보상을 모두 갖추고 있습니다. 최근 몇 년 동안 발표 된 계산, 시뮬레이션 및 실험 결과에 따르면 Sandia의 기계는 레이저로 연료를 폭파하거나 Tokamaks라는 원자로에 덫을 놓는 다른 접근법보다 자체 유지 융합으로 향하는 더 빠르고 저렴한 경로를 제공 할 수 있습니다. 그러나 지금까지 Z 기계는 주로 중수소 (핵에 하나의 중성자가있는 수소)에서 분노를 불러 일으켰으며, 이는 제한된 양의 융합 에너지를 방출합니다. 그러나 8 월에 연구원들은 두 개의 중성자가있는 하이드로겐 대시를 추가했습니다. 향후 5 년 동안, 테스트는 중수소와 삼중 수소 (DT)의 50-50 혼합으로 점차적으로 증가 할 것입니다.
50-50 dt 연료의 융합은 중수소 융합보다 많은 중성자의 60 ~ 90 배 방출이며, DT 융합에서 배출 된 각각의 중성자 및 α 입자는 중수소 전용 상대방의 에너지의 4 배 이상을 운반합니다. 연료의 삼중습 수준이 50%로 상승함에 따라 에너지 수율은 급상승해야합니다.
다른 퓨전 노력은 같은 길을 따랐다. 1997 년, 영국의 애 빙던에있는 토카량 인 유럽 토스 (JET)는 16 메가 와트의 전력을 생성하기 위해 50-50 dt를 태웠다. 그 샷은 오늘날에도 여전히 서있는 Fusion Power 출력에 대한 기록을 세웠습니다. 그러나 제트의 반응기 벽의 흑연은 출력을 제한했습니다. "탄소는 삼상의 스폰지와 같기 때문에 우리가 벽에 갇힌 삼상의 약 17%가 벽에 붙어 있습니다. 결국 DT를 사용하여 DT를 사용하여 퓨전에서 훨씬 더 많은 힘을 해방시키는 것입니다.
자기장을 사용하여 뜨거운 플라즈마의 쾌적한 고리를 안정화시키는 토카량과 달리 Z 기계는 마이크로 초 소형 샷 동안 과열 연료를 함유하는 관성 및 자기 케이지에 의존합니다. Magneto-Inertial Fusion이라는이 접근법은 캘리포니아의 Lawrence Livermore National Laboratory의 National Ignition Facility (NIF)에서 융합 노력과 공통점을 공유합니다. Sandia와 NIF 과학자들은 Tokamak과 달리 기계에는 벽이 포함되어 있지 않기 때문에 Tritium을 흑연으로 잃는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 또한, Cuneo는 NIF와 달리 Z 기계의 자기장은 신흥 α 입자를 느리게하고 필드 라인을 따라 포획하여 더 많은 에너지를 퓨전 유지에 퍼뜨릴 수 있다고 말합니다.
.Sandia는 현재 DT를 사용하는 3 개의 퓨전 센터 중 하나입니다 (아래 표 참조). 한 가지 문제는 비용입니다. 삼중 수소 비용은 자연스러운 저장소가 없기 때문에 그램마다 수만 달러의 비용이 듭니다. 그것은 핵분열 부산물로 원자로에서 생산됩니다.
또 다른 문제는 안전입니다. 뉴저지의 Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL)의 연구원 인 Rich Hawryluk은“삼중 수소는 12 년 반감기가 약간 방사능입니다. 따라서 규정은 매우 신중하게 처리해야합니다. 또한 DT Fusion의 중성자는 강철 부품으로 쾅하고 약간 방사성을 만듭니다. 따라서 PPPL이 1990 년대에 DT가 진행된 후 원자로를 폐쇄했을 때, 룸 크기의 선박은 콘크리트로 채워져 얇게 썰어 워싱턴 주 얀 포드 핵 예약에 묻혔습니다.
.공기 중 습도를 포함한 물이있는 경우, 삼중 수소는 삼중 물을 형성 할 수 있으며, 이는 순수한 t 2 보다 생물학적으로 최소 10 만 배 더 많은 위험이다. Hawryluk은 가스가 말했다. 이는 Z 기계의 특별한 관심사로, 기름과 물 풀의 전기 부품을 절제합니다. Cuneo는“우리는 삼중 수소에 들어가기를 원하지 않습니다.
NIF에서 Tritium은 운송 중 작은 구체에 포함되어 있기 때문에 더 적은 위험을 초래하며 작업자는 종종 기계 내부에 들어 가지 않습니다. 대조적으로 Sandia의 캡슐은 양쪽 끝에서 열려 있으며, 폭력적인 파열은 미 연지되지 않은 삼중 수소를 도처에 스프레이하는 기화 된 금속과 혼합합니다. Cuneo는“사람들은 매번 촬영 한 후에 가속기의 중앙에 들어가서 완전히 교체해야합니다.
그럼에도 불구하고 Sandia는 Tritium으로 앞으로 나아가고 있습니다. 부분적으로 부분적으로는 물리가 잘 이해되지 않는 단기 혈장에서 가장 인기 있고 가장 밀도가 가장 높은 부분에서 일어나는 일을 드러내는 여분의 중성자를 생성하기 때문입니다. Cuneo는 내년에 3 번의 계획된 샷에서 대상 주변에서 삼중 수소 격리 시스템을 제거하여 공기 퍼징 안전 시스템을 테스트하고 중성자에 대한 명확한 시야를 얻을 것이라고 밝혔다.
."우리는 최근 결과에 대해 10 분의 1의 삼중습에 불과하더라도 흥분한다"고 덧붙였다. "우리가 삼중 수소를 전혀 사용할 수 있다는 믿음의 장벽이있었습니다."
.*교정, 11 월 17 일 오전 9시 44 분 : 이 이야기의 이전 버전은 제트 토카 락의 흑연 벽에 흡수 된 삼중 수량을 잘못 과재했습니다.
