Z-машина

В научно-исследовательском центре Сандийские национальные лаборатории находится установка невероятной мощности — Z-машина, самый мощный и эффективный лабораторный источник излучения в мире. Эта машина способна создавать условия, которых нет больше нигде на Земле, и производить такую же плотную плазму, как у белых карликов.

При щелчке выключателя сила тока 20 миллионов ампер воздействует на цель в центре устройства, поражая её более чем в 1000 раз сильнее, чем разряд молнии, и в 20 000 раз быстрее.

Внутри мишени находится небольшой металлический контейнер хольраум, в котором содержатся сотни вольфрамовых проволочек тоньше человеческого волоса. Проволочки растворяются в плазме, «звёздном веществе», которое учёные так стремятся исследовать прямо здесь, на Земле.

В 1970-х годах Министерство энергетики изучало способы воспроизведения реакций в термоядерных бомбах в лабораторных условиях. Это, как вы, наверное, можете себе представить, было нелёгкой задачей, и, цитируя «Марсианина», умники, участвовавшие в ней, знали, что «из этого дерьма их вытащит только наука».

В течение следующих 20 лет была создана серия машин первого поколения, что в конечном итоге привело к созданию в октябре 1996 года установки Z Pulsed Power, или попросту Z-машины. Наука, стоящая за всем этим, чрезвычайно сложна и включает в себя такие термины, как сила Лоренца, сжатие плазмы и МГД-неустойчивость. Тем, кому интересно узнать, как всё это работает, лучше всего объяснят в Сандийских национальных лабораториях.

Результаты каждого взрыва используются для различных научных целей. Естественно, проводятся исследования в области вооружений, в том числе для создания данных для компьютерного моделирования ядерного оружия. Это помогает оценить надёжность и безопасность ядерных запасов США по мере их устаревания.

Z-машина также помогает учёным делать важные шаги в области использования термоядерной энергии. В 2014 году исследователи заявили, что обнаружили значительное количество нейтронов, образующихся в результате их экспериментов в качестве побочного продукта термоядерных реакций. Это, в свою очередь, свидетельствует о некотором прогрессе в достижении конечной энергетической цели: производстве большего количества энергии, чем на самом деле потребляет термоядерное устройство.

Исследование, выходящее за пределы Земли, также может помочь нам лучше понять Вселенную. Z-машина помогает ответить на вопрос о том, как образуются звёзды и что именно происходит в их ядрах. Аппарат также используется для изучения рентгеновских спектров. Это исследование опровергает некоторые давние теории об ионах в аккреционных дисках чёрных дыр.

Полезно знать

Вы можете посетить Сандийские национальные лаборатории, но доступ к Z-машине для широкой публики остаётся закрытым. Подробнее о посещении лаборатории можно узнать на их сайте.