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It's an abstract focusing on the z-machine and related science, (future insights, prospective), that could be expected for a such machine. Its main objective is to collect and order the maximum contents on the z-machine.
We are given great importance to the content published, but as for scientific research, part of the informations given there could be considered as speculative and needing works to be confirmed.
File:Flag-en-ss.gif The Z machine is the largest X-ray generator in the world and is designed to test materials in conditions of extreme temperature and pressure. It is operated by Sandia National Laboratories to gather data to aid in computer modeling of nuclear weapons. The Z machine is located at Sandia's main site in Albuquerque, New Mexico.
Template:Fr La Z machine est le plus puissant générateur de rayons X au monde. Elle est implantée dans les locaux du site principal des Laboratoires Sandia à Albuquerque au Nouveau Mexique. Conçue pour contrôler des matériaux soumis à des conditions extrêmes de température et de pression, elle est principalement utilisée dans le but de rassembler les données nécessaires à la simulation informatique des armes nucléaires.
Elle a également permis, grâce à des expérimentations récentes, d'ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine de l'énergie de fusion.
Template:En The machine operates by releasing an electrical pulse and associated magnetic field. The energy from a 20-million-ampere electrical discharge vaporizes an array of thin tungsten wires and a powerful magnetic field crushes the ensuing plasma. The collapsing plasma produces X-rays which create a shock wave that bears on the material being tested. The powerful fluctuation in the magnetic field (or "electromagnetic pulse") also generates electric current in all of the metallic objects in the room (see picture at right).
It gets its name because current travels vertically into the target, which is conventionally the z axis (x and y being horizontal, see Z-pinch).
Originally designed to supply 50 terawatts of power in one fast pulse, technological advances allowed this to increase to 290 terawatts, enough to study nuclear fusion. Z releases 80 times the world's electrical power usage for a few trillionths of a second. However, only a small amount of electricity is consumed for each test (equal to the usage of 100 houses for two minutes). Marx generators are slowly charged with energy prior to firing.
Sandia announced the fusing of deuterium in the Z machine on April 7, 2003. A 60 million dollar refurbishment program was announced in 2004 that will raise the power output to 350 terawatts. The X-ray output will be 2.7 megajoules.
The Z Machine is now able to propel small plates at 34 kilometers a second, faster than the 30 kilometers per second that Earth travels in its orbit around the Sun, and three times Earth's escape velocity.
In 2006, the Z Machine produced plasmas with temperatures in excess of 2 GK (109 K) or 3.6 billion oF. This temperature, corresponding to a 10 to 15% efficiency in converting electrical energy to soft x-rays, was much higher than anticipated. It is theorized that small-scale turbulence and viscous damping are converting magnetic energy into thermal energy of the ions, which then transfer their energy to the electrons through collisions.
Template:Fr Le dispositif expérimental est constitué d'une cage cylindrique (ou « hohlraum ») contenant en son centre une cible cylindrique, en périphérie plusieurs centaines de fils plus fins qu'un cheveu (à l'origine en tungstène), l'intérieur pouvant en outre contenir une « mousse » spécialement adaptée à cet usage. De nombreuses variantes de la configuration et de la composition des fils ont été expérimentées, dans le but d'améliorer les résultats obtenus.
Le processus comporte plusieurs phases successives qui s'enchaînent en quelques nanosecondes. De façon simplifiée, on peut le décrire ainsi :
L'impulsion électrique est produite par un ensemble de 36 générateurs de Marx qui puisent leur énergie dans des cuves remplies d'eau jouant le rôle de condensateurs.
Template:Fr Dans des expériences récentes (2005) dont les résultats ont été rendus publics par Sandia en mars 2006, l'augmentation du diamètre du réseau de fils et le remplacement des fils de tungstène par des fils d'acier ont permis la production de plasmas de températures supérieures à 2 milliards de degrés (2x109). Aucun dispositif de conception humaine n'avait permis jusqu'à présent d'atteindre, de façon avérée, de telles températures, bien plus élevées que celles du cœur des étoiles de taille moyenne (de l'ordre de 107 à 108 degrés), et même proches de celles des supernovæ (de l'ordre de 1010 degrés). Elles sont très largement supérieures aux températures requises pour la fusion des atomes d'hydrogène, deutérium ou tritium, et permettraient, en théorie sinon en pratique, la fusion d'atomes d'hydrogène avec des atomes plus lourds comme le lithium ou le bore:
C'est 100 fois la température du coeur de soleil, et 4 fois plus que la température générée par une bombe H. Pour rappel :
Ces 2 derniers type de fusion sont complètement propre (produisent de l'Hélium), et utilisent des éléments très abondants sur Terre.
Ces deux réactions présentent l'avantage d'être réellement propres, dans la mesure où elles ne produisent ni neutrons ni déchets radioactifs, ce qui n'est pas le cas des réactions basées sur le deutérium et le tritium.
Pour la première fois, la puissance rayonnée a dépassé (d'un facteur 3 à 4) l'estimation de l'énergie cinétique développée lors de la compression du plasma. L'origine de ce surcroît d'énergie reste encore incertaine, une seule tentative d'explication ayant été publiée jusqu'à présent.
Le Professeur Malcolm Haines, chercheur en physique des plasmas à l'Imperial College de Londres et conseiller scientifique de Sandia, a fourni une explication théorique[1] mettant en avant l'apparition possible, lors de la phase finale de la constriction et sous l'effet du champ magnétique, d'une myriade de micro-turbulences au sein du plasma; l'énergie cinétique de ces micro-turbulences serait transférée aux ions, augmentant ainsi la température du plasma, puis aux électrons, qui la libéreraient en émettant des rayons X.
Template:En Installations similar to the z-machine exists in other countries
Template:Fr des installations similaires à la z-machine existent dans d'autres pays:
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