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中国版Z机即将诞生 瞬时能量是美国同类的22倍 可模拟核聚变反应 ...

已有 1381 次阅读2020-8-22 03:58 |个人分类:引领世界|系统分类:科技教育分享到微信

中国版Z机即将诞生 瞬时能量是美国同类的22倍 可模拟核聚变反应
2020-08-22 11:32 
网易幂谈天下

中国版Z机即将诞生 瞬时能量是美国同类的22倍 可模拟核聚变反应

据美国《国家利益》网站报道,中国很快将建成可用于模拟核爆炸的"Z机器",据悉这种设施能够在无需使用核武器的情况下进行核武器研究工作,能量达到美国同类测试的22倍。

据悉Z机器的正式名称为Z脉冲功率设施,是一种高频电磁波产生器,用以进行某些方面的物理测试和材料试验。Z机器能为核武提供模拟引爆计算机模型,可用于核武设计和验证。科学家亦以此来研究核聚变发电(现有核电技术都是使用核裂变原理)。

美媒报道,中国快将完成的Z机器,能够毋须动用核武器下,即可进行核武器的研究工作,在实验室的安全控制环境下,复制核弹爆炸时的状态。Z机器可在瞬间产生约6000万焦耳的能量,是美国桑迪亚国家实验室的“Z机器”能够产生的270万焦耳能量的22倍,可更准确地反映真实的核爆条件。

Z机器可创造极端的高温和压力环境,利用强大电流,通过由数百甚至数千条钨丝组成的线轴时所释放的强大能量,变成具有强大磁场的等离子体,当中产生的压力又会使钨粒子被迫向内移动,互相碰撞,产生更高的温度和强烈的X射线辐射,遂可模拟核爆的条件。

有中国核物理学家说:“利用这么多的能量,我们可以将目标加热到超过摄氏1亿度。这会使桑迪亚实验室的机器相形见拙。”

美国是最早建造这一类设施的国家,美国新墨西哥州阿尔伯克基市的桑迪亚国家实验室早在上世纪九十年代之前就建造了这种机器,这里也是全世界最早制造“Z脉冲功率设施”的实验室,迄今为止这里仍然是世界上最强大,最高效的实验室辐射源。它能利用高电流激发材料产生高磁场来产生高温,高压和强大的X射线,可以瞬间创造270万焦耳的能量场,最高可达到37亿的高温,帮助进行相关的前沿物理学方面的研究。

位于“Z机”中心位置的真空室直径为10英尺(约合3.05米),深度为20英尺(约合6.1米),周围是电容器——储存用以发动机器电量的“大电池”。一旦小“目标”内的金属丝蒸发,钨丝被迫以每秒3000英里(约合每秒4828公里)的速度向内高速运行,结果是突然释放巨大的能量。

“Z机”放电时磁场内强大的波动会在真空室内所有的金属物体中产生电流,进而看到令人难忘的闪电和火花。含有200万升绝缘油和200万升去离子水的小室使源源不断向“Z机”输入能量的36根电缆处于绝缘状态。尽管“Z机”可以产生非同寻常的能量脉冲,但整个过程极短,而且所消耗的能量也很少----只够100栋房屋两分钟的照明,可由当地电力公司通过墙壁插座提供。

该报道称,桑迪亚实验室一名不具姓名的发言人表示,尽管美国研究人员知道中国这个项目,但他们无法对此发表评论。

不过,美媒的报道同时指出,即使中国造出的Z机器比美国的更大,但不清楚北京将获得多少优势。美国拥有将近7000枚核弹头,足以摧毁中国和俄罗斯多次。而俄罗斯也有类似数量的核弹头可以报复美国。中国的核武库估计有300枚核弹头,规模明显较小,但已足够对美国造成极严重的毁灭性破坏。

原子核科学研究所副教授曾表示,中国的Z机器比美国的更先进,可以帮助研制可控核聚变技术,主要用来研制无限量的清洁能源。显而易见,中国的Z机器将打破美方的技术垄断,但是主要用于和平目的,为人类找到用不完的能源才是真正的目标。(幂谈天下/张幂)










美国利用强大的“Z机器”研究核聚变
来源:腾讯科学 
2016-11-13     

美国利用强大的“Z机器”研究核聚变

  腾讯科学讯据英国每日邮报报道,美国新墨西哥州桑迪亚国家实验室Z机器是全球最强大的放射源。目前,研究人员最新研究中引入了氚,这是一种放射性氢物质,可作为Z机器的燃料。

  混合50/50的氚和氘比例,研究人员称,当燃料与大型电磁场溶合时,Z机器能够释放80倍的中子。长期以来,Z机器用于提供计算机模拟的至关重要信息,无需真实引爆核武器,便能测试美国核库存情况。同时,天体物理学家使用Z机器能够重建恒星状况和行星内核。

  美国利用强大的“Z机器”研究核聚变

  当Z机器点燃,该设备的电磁场将粉碎之前加热过的燃料,触发聚变反应。一些研究人员希望基于电流和磁性形成的压力,从而获得能量制造的核聚变。通过外加氚,Z机器的中子上限将进一步提高,能够喷射80倍的中子数量。此外,该设备将比仅使用氘制造出更多的能量,喷射能量是当前的500倍。

  桑迪亚国家实验室脉冲功率加速科学和技术组的资深管理员迈克-库尼奥(Mike Cuneo)说:“此前并不存在建立这种能量的物质,这是一项创新超越性研究。”当前添加氚的技术仍处于初期阶段,预计3年之后科学实验能够实现氚和氘50/50比例混合。

  今年7月,研究人员预演测试了硬件和仪器,3个星期之后,他们使用少部分燃料进行了首次氚实验。据悉,当前美国仅有两家能源部支持的氚实验室,分别是:劳伦斯-利物莫国家实验室和美国罗彻斯特大学激光能量实验室。

  氚具有潜在的环境危害性,研究人员在使用的同时认真考虑到了相关预防措施。氚分子非常小,半衰期为12年。(悠悠/编译)











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