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更新時間: 2013-09-04

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美國新墨西哥州的桑迪亞國家實驗室里放置著一個名為「Z機」(Z Machine)的裝置,或許能找到解決世界能源短缺問題的答案,這個裝置一旦用少量的電引燃,便可以產生290太瓦的電量----這相當於全球發電總量的80倍。現在,這股電力僅能在持續七百億分之一秒的脈衝中釋放。

Z機 -特點
Z機這個裝置一旦用少量的電引燃,便可以產生290太瓦的電量

Z機,可產生35億度高溫。「Z機」主要用以研究熱核反應,例如,氫彈爆炸中心發生的情況,現在它有了更具前景的應用:尋找合併重水原子以產生聚變能量的途徑。核聚變稱得上是電力工業的「聖杯」,它清潔、低廉、安全,而且沒有限量。

不利方面是,以現有的技術水平,熱核反應難以控制。一旦機器啟動,36根電纜(每根有馬的身體那麼粗)同時發光。電纜向棉線軸一般大小的目標噴射50萬億瓦的脈衝。目標內是一個裝滿比髮絲還要細的金屬絲的罐子。金屬絲蒸發,會產生高達35億攝氏度的高溫,這也是人類有史以來創造的最高溫度。

位於「Z機」中心位置的真空室直徑為10英尺(約合3.05米),深度為20英尺(約合6.1米),周圍是電容器——儲存用以發動機器的電量的「大電池」。一旦小「目標」內的金屬絲蒸發,鎢絲被迫以每秒3000英里(約合每秒4828公里)的速度向內高速運行,結果是突然釋放巨大的能量。

「Z機」放電時磁場內強大的波動會在真空室內所有的金屬物體中產生電流,進而看到令人難忘的閃電和火花。含有200萬升絕緣油和200萬升去離子水的小室,使源源不斷向「Z機」輸入能量的36根電纜處於絕緣狀態。儘管「Z機」可以產生非同尋常的能量脈衝,但整個過程極短,而且所消耗的能量也很少----只夠100棟房屋兩分鐘的照明,可由當地電力公司通過牆壁插座提供。

Z機 -研究歷史
Z機Z機創造全世界最高溫度

Z機創造全世界最高溫度(20億度以上)

研究單位:美國桑迪亞國家實驗室

2009年物理專業雜誌《物理評論》所報道的美國桑迪亞國家實驗室Z機發生的離子所產生的20億度高溫是世界上所有核聚變所產生的溫度的十倍,高於恆星內部溫度。

民用意義:在未來更小,溫度更高的核聚變發電廠可以產生目前大型核電廠同樣的能量。
同時試驗的成功也解釋了太陽系保持溫度的基本原理。

其實Z機達到20億度高溫發生在18個月前,但這個結果使項目的科學家很迷惑,因為結果超出了科學家所計算的結果的四倍。人們所認知的基本原理是產生的結果(溫度)應該低於所添加的能量。

工作原理:用電磁場撞擊離子,以X光的途徑放射熱量。

大衛·拉派爾[工作小組代號1646]負責記錄溫度。項目主任克里斯 迪尼[工作小組代號1640]說:「怎麼會那麼長時間?」這個長實際只有十微秒。

工作組沒有擔心測量有誤,所以沒有報告結果。他們邀請了海軍實驗室的約翰·阿普魯澤斯使用他所設計的計算機模式對結果再次進行了測量。X光的射線光譜證實溫度確實達到了20億度。

最後桑迪亞項目將研究結果通報給了實驗室顧問英國皇家學院著名物理學家邁爾康姆·漢尼斯,請求他來證實並解答這個現象。

漢教授解釋:從磁能到高等離子溫度的快速轉化是由於磁氫不穩定性在停滯階段造成的,這時離子和電子處於停滯狀態。在這個階段,所有的動能喪失,等離子崩潰。但是「未知」的能量仍然對磁場產生反作用。

這個理論解釋了為什麼在電子和離子能量消失後為什麼溫度仍然在增加。

傳統理論:高溫是由離子和電子的相互作用產生,並沒有微湍流場的作用。

Z機能量:2千萬安培

2010年1月18日,美熱核研究設施Z機:可產生35億度高溫

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