30 noviembre 2008

La máquina Z del Laboratorio Nacional Sandia




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La máquina Z, ubicada en Nuevo Mexico, es el generador de rayos-X más grande del mundo. Sus descargas eléctricas producen plasma y permiten estudiar materiales bajo condiciones de temperatura y presión extremas. Esta máquina logró generar plasma a temperaturas de 2.000.000.000 K superando a los nucleos estelares. Logra esto vaporizando cables metálicos con corrientes de 20.000.000 A en una interfaz agua aire.

Cada vez que observamos el Sol o las estrellas por la noche, vemos a estos astros brillar gracias a procesos de fusión nuclear que involucran temperaturas de millones de grados centígrados. Ahora la máquina Z del laboratorio nacional Sandia de Estados Unidos ha producido plasmas que exceden temperaturas de 3 mil millones de grados centígrados, más caliente que el interior de las estrellas. Una descripción del logro, así como una explicación del consultor Malcolm Haines de Sandia, fue publicada en la revista especializada "Physical Review Letters".

Las energías de Z en estos experimentos plantearon varias preguntas. Primero, la salida irradiada de rayos x era hasta cuatro veces mayor que la entrada de energía cinética prevista. Ordinariamente, en reacciones no nucleares, las energías de salida son menores, no mayores, que las energías totales de entrada.

Tuvo que conseguirse más energía dentro para balancear los libros ¿pero de donde podría provenir?

En segundo lugar, e inusualmente, las altas temperaturas de los iones fueron sostenidas después de que se hubiera estancado el plasma, es decir, después de que sus iones hubieran perdido probablemente el movimiento y por lo tanto energía y calor, como si algún agente desconocido proporcionara otra vez una fuente de energía adicional a los iones.

La máquina Z de Sandia funciona normalmente así: 20 millones de amperios de electricidad pasan en un núcleo vertical de tungsteno de un grosor menor al de un cabello. El núcleo es de un tamaño similar al de un carrete de coser. Los alambres se disuelven instantáneamente en una nube de las partículas cargadas llamadas plasma. El plasma, atrapado en el apretón de un campo magnético muy fuerte que acompaña a la corriente eléctrica, se comprime hasta el grosor de un lápiz. En este punto, los iones y los electrones no tienen a donde ir. Se paran repentinamente, emitiendo energía en la forma de rayos x que alcanzan temperaturas de varios millones de grados centígrados, la temperatura de las llamaradas solares.

Fuente: http://zpinch.sandia.gov/

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