Perhapsatron - Perhapsatron

Perhapsatron był jednym z pierwszych elektrowni termojądrowej urządzenie oparte na pinch koncepcji w 1950 roku. Wymyślone przez James (Jim) Tuck podczas pracy w Los Alamos National Laboratory (LANL), nazwał urządzenie kapryśnie na off szansa, że może być w stanie stworzyć reakcje syntezy jądrowej.

Pierwszy przykład został zbudowany w zimie 1952/53, i to szybko wykazała szereg niestabilności w osoczu , które nękane koncepcję celowniku. Szereg modyfikacji następnie który próbowano rozwiązać te problemy, co prowadzi do ostatecznego modelu „S-4”. Jednak żaden z nich nie okazał się owocny.

Historia

Wysiłki wcześnie fuzyjne

Naukowcy z Los Alamos National Laboratory miał długą historię studiuje syntezy jądrowej, i przez 1946 mieli już obliczyli, że w stanie stacjonarnym w osoczu musiałoby być ogrzewana do 100 milionów stopni Celsjusza (180 milionów stopni Celsjusza) w celu „zapalić” i uwolnienia energii netto. To było ogromne zainteresowanie bomby atomowej zakładu, gdzie korzystanie z małej bomby atomowej „spustem” został użyty w celu zapewnienia wymaganych temperatur.

Uchwycenie tej energii na mniejszą skalę przemysłową nie będzie łatwe - plazma w tej temperaturze będzie topnieć dowolny pojemnik fizycznej. Jak plazma jest elektrycznie przewodzący było oczywiste, że to mogło być zawarte magnetycznie, ale właściwe rozmieszczenie pól nie było oczywiste - Enrico Fermi podkreślić, że proste toroid spowodowałoby paliwo dryfować z „butelki”. Kilka ustalenia zostały ostatecznie studiował w czasie, zwłaszcza stellaratora koncepcja opracowana około 1950 roku.

Z-pinch

Lorenz siła stworzony przez uderzenie pioruna zgnieciony tę pustą piorunochron i doprowadziły do odkrycia techniki zacisku.

Alternatywnym podejściem było „pinch” koncepcja, opracowana w Wielkiej Brytanii . W przeciwieństwie do magnetycznych butelki podejść, w urządzeniu zaciskowym, wymagane pola magnetycznego został stworzony przez samego osocza. Ponieważ plazma jest elektrycznie przewodząca, jeśli było uruchomić prądu przez plazmę, to tworzą indukowane pole magnetyczne. To pole, przez siły Lorentza , będzie działać, aby ścisnąć przewód. W przypadku plazmy, siła będzie zwinąć go w cienką żarnika, „szczypanie” go. Ponieważ prąd musiał być bardzo duży, urządzenia dociskowe nie próbował ograniczyć plazmy przez dłuższy czas. Oni próbują szybko dotrzeć warunki fuzji, a następnie wydobyć energię z powstałych gorących produktów.

Technika szczypta został opatentowany w 1946 roku przez George Thomson i Moses Blackman , który badał zarówno liniowych i toroidalne maszyny dociskowe. Jim Tuck został po raz pierwszy wprowadzony do tych pojęć w styczniu 1947 roku, w spotkaniu umieszczonego na Atomistyki Research Establishment, Harwell . Tuck badali pracę Thomson-Blackman i stwierdziła, że nie osiągnie stan syntezy, ale mimo to być ciekawe jako układu doświadczalnego. Praca w Clarendon Laboratory na Uniwersytecie w Oxfordzie , on zorganizował finansowanie urządzenia eksperymentalnego i rozpoczął montaż go. Zanim to była kompletna, został zwabiony do USA przez oferty pracy na Uniwersytecie w Chicago (Illinois).

Inne zespoły w Wielkiej Brytanii kontynuowała swoje wysiłki. Thomson zdał koncepcje na Cousins Stan i Alan Ware, który zgromadził liniowego urządzenia zaciskowego z starego sprzętu radarowego i rozpoczęła działalność w roku 1947. Dalsze eksperymenty stosowanych dużych banków z kondensatorami do przechowywania energii, który został szybko dumpingowych do plazmy poprzez elektromagnetyczny owinięty wokół krótkiej rury. Eksperymenty te wykazały szereg dynamicznych niestabilności, które spowodowały plazma zerwać i uderzył w ściany rury na długo zanim został skompresowany lub wystarczająco podgrzewane do osiągnięcia wymaganych warunków fuzji.

Po krótkim czasie w Chicago, został zatrudniony przez Tuck Los Alamos do pracy nad projektem „Super” (The bomby wodorowej ), gdzie został wprowadzony na zadaniu obliczenia jądrowej przekrój na deuter - tryt reakcji termojądrowej. Ta praca nadal wzbudzić jego zainteresowanie energii termojądrowej, i spędził trochę czasu z 1951 roku, biorąc pod uwagę problem.

W Los Alamos, Tuck zapoznał nas z badaczy brytyjskich wysiłków. W tym momencie Lyman Spitzer wprowadził swój stellaratora koncepcję i rozmawiał pomysł wokół zakładu energetycznego, szukając finansowania. W 1951 roku zbliżył się do amerykańskiej Komisji Energii Atomowej (AEC), aby sfinansować swój projekt. Tuck był sceptyczny entuzjazmu Spitzera i poczuł, że jego agresywny program rozwoju była „bardzo ambitny”. Tuck zaproponował znacznie mniej agresywny program oparty na celowniku. Obaj mężczyźni przedstawili swoje pomysły w Waszyngtonie, w maju 1951. W lipcu Spitzer otrzymał $ 50.000 i Tuck został odesłany z kwitkiem. Nie będzie przebita, Tuck przekonany Norris Bradbury , dyrektor Los Alamos, aby dać mu $ 50000 z budżetu uznaniowy, wykorzystując go do budowy Perhapsatron.

Nadal przekonany, że koncepcja będzie działać na pierwszej próbie, nazwał to podejście, a Stanisław Ulam wejścia „s The Perhapsatron. Tuck ułożyła mały zespół i używane scrounged elementy do budowy pierwszego Perhapsatron, zbudowany w 1952/53. Perhapsatron zastosowano toroidalny rurę wykonaną w miejscowym sklepie ze szkła. Siedząc w środku toroidu był duży rdzeń żelazny z transformatora , który został użyty w celu indukowania prądu do gazu.

Perhapsatron szybko wyświetlane te same problemy jak British eksperymentów. Bez względu na to, jak powoli dodano obecny, gdy osiągnął punkt krytyczny, że niestabilność zawsze powstało. W 1954 roku Martin David Kruskala- i Martin Schwarzschilda opublikował krytyczny referat na temat problemu, który zasugerował, że wszystkie urządzenia Z-szczypta były niestabilne. Tuck następnie zaproponowała dodanie drugiego, stabilnym, pole magnetyczne działa podłużnej rury, koncepcji nazwał „dodając do plazmy kręgosłup”. Liczne modyfikacje Perhapsatron dokonano przetestować wariacje na tych pojęć, ale żaden z nich nie okazał się owocny.

Z-pinch wychodzi z przyjęciem

Niepowodzenie Perhapsatron nastąpiło niepowodzenie innych urządzeń zaciskowych. Kolejny zespół w Los Alamos pracował na innym komputerze, który szybko pinch stosowanego pola elektrycznego zamiast magnetycznego, znany jako Columbus, z tych samych wyników. Tymczasem znacznie większy ZETA maszyna w Wielkiej Brytanii również nie, ale dopiero po opublikowaniu wyników z wielką pompą, twierdząc, że udało się osiągnąć fuzję. Przez 1961 prac nad urządzeniami Z-pinch w dużej mierze zakończony, choć niektóre badania kontynuowano powiązanego theta-pinch koncepcji.

Tuck nie ograniczył się do koncepcji pinch i spędził znaczne wysiłki na innych pojęć - które doprowadziły do żartuje ciągu Los Alamos o jego pozornie różnorodnej pracy. Przez lata prowadził rozwój kilku innych pojęć, w tym reaktorze pikieta-ogrodzenia , szczypanie, nowych koncepcji i pracy na urządzeniach nurtu.

Referencje

cytowania

Bibliografia