Energia illimitata

Due miliardi di gradi centigradi. Un gas con una temperatura superiore, e di molto, a quella esterna del sole è stata ottenuta per caso in laboratorio. Un risultato che sembra avvicinare quella che per molti scienziati è diventata la ricerca del sacro Graal: la fusione nucleare controllata, ovvero il motore stesso delle stelle, uno dei metodi più sicuri e puliti per produrre energia.

A centrare questo obiettivo, che laboratori di mezzo mondo inseguono da 50 anni, sono stati alcuni ricercatori del Sandia National Laboratories di Albuquerque (New Mexico), società statunitense collegata al Dipartimento dell'energia Usa, che fra l'altro, studia la non proliferazione delle armi di distruzione di massa e si occupa di sicurezza nazionale.

Il team che fa capo a Chris Deeney lavora alla 'Z-Machine'. Questa macchina, con un nome degno di un film di fantascienza anni' 50, è un generatore di raggi X costruito per testare materiali sintetici in condizioni termiche estreme. "Inizialmente non credevamo a quello che stava accadendo - ha spiegato - abbiamo ripetuto l'esperimento molte volte per essere sicuri di avere un risultato vero e non un 'Ooops'!"

I risultati, registrati dagli spettrometri e confermati dai computer collegati al laboratorio di ricerca navale, hanno creato parecchio sconcerto tra i ricercatori, giustificato dal fatto che le temperature più elevate riproducibili artificialmente per mezzo di esplosioni termonucleari raggiungono 'solo' 50-60 milioni di gradi centigradi.

Cosa è accaduto nell'esperimento ancora non lo si capisce esattamente e soprattutto non si capisce da dove sia venuta tutta l'energia prodotta dalla macchina, una energia molto maggiore rispetto a quella immessa per il suo funzionamento. E normalmente nelle reazioni non nucleari, le energie 'in uscita', sono inferiori rispetto a quelle immesse.

La Z-Machine funziona grazie a un principio simile alle normali lampadine casalinghe: un flusso di corrente elettrica di 20 milioni di ampere passa attraverso una piccola bobina di fili di tungsteno sottili come capelli. I fili si dissolvono immediatamente in una nube di particelle, un gas ad elevata temperatura. L'unica ipotesi finora avanzata è che a causare l'enorme surriscaldamento possa essere stata la sostituzione dei fili al tungsteno con altri di acciaio di spessore maggiore.

Ma al di là dei dettagli tecnici, se le cause del fenomeno saranno comprese fino in fondo, potrebbe essere un importante passo avanti, forse decisivo, verso la cosiddetta "ignition", il limite oltre il quale il processo di fusione nucleare si autosostiene e non ha più bisogno di ricevere energia dall'esterno. A quel punto un generatore come la Z-Machine potrebbe essere impiegato per mettere a punto impianti di fusione nucleare in versione "compatta" che fornirebbero tanta energia, pulita e a basso costo. Sarebbe l'inizio di una nuova era.

E dove li racchiudono 2 miliardi di gradi centigradi?

io che sono 'gnorante mi sono posto la stessa domanda: "dopo aver ottenuto una temperatura pari a due milioni di gradi, come diavolo hanno fatto a trovare ancora le apparecchiature?"

forse era tipo la macchina del dottor Octopus...

2 miliardi di gradi...
non significa avere la maggior parte degli elementi sottoposti a quella temperatura sotto forma di plasma? http://forumtgmonline.futuregamer.it...ns/scratch.gif

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Quote:
La Z-Machine funziona grazie a un principio simile alle normali lampadine casalinghe: un flusso di corrente elettrica di 20 milioni di ampere passa attraverso una piccola bobina di fili di tungsteno sottili come capelli. I fili si dissolvono immediatamente in una nube di particelle, un gas ad elevata temperatura. L'unica ipotesi finora avanzata è che a causare l'enorme surriscaldamento possa essere stata la sostituzione dei fili al tungsteno con altri di acciaio di spessore maggiore.

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non sono un eperto in fisica, ma sbaglio o il filo non farebbe in tempo a scaldarsi così tanto dato che si scioglierebbe prima troncando il passaggio di corrente?
o si sta parlando di passare da temperatura ambiente a 2 miliardi di gradi in tempo prossimo a zero (senza che il filo faccia in tempo a sciogliersi)?

altra domanda: da dove li tirano fuori 20 milioni di ampere? http://forumtgmonline.futuregamer.it...s/icon_eek.gif

ultima domanda: si, bene, bravi: avete creato una fusione nucleare autosufficente, ma come si fa a contenerla?

Penso che tutto l'articolo abbia sofferto di una cattiva traduzione, o di un pessimo giornalismo o sia stato appositamente gonfiato (sensazionalismo o tentativo di screditarlo...) comunque:

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Mr Yod ha scritto mar, 14 marzo 2006 alle 23:08

non sono un eperto in fisica, ma sbaglio o il filo non farebbe in tempo a scaldarsi così tanto dato che si scioglierebbe prima troncando il passaggio di corrente?

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In effetti pare che l'intento sia proprio quello di vaporizzare (o si dice sublimare?) il filo, che diventa plasma. Presumo che questo avvenga praticamente subito, ben prima che la temperatura raggiunga il massimo... può darsi che la corrente transiti da subito attraverso il plasma, continuando a surriscaldarlo...

Citazione:

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Quote:

altra domanda: da dove li tirano fuori 20 milioni di ampere? http://forumtgmonline.futuregamer.it...s/icon_eek.gif

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Questa è la parte più controversa... anche se fossero 20MA ad un solo volt di tensione, staremmo parlando di una potenza di 20MW... (http://it.wikipedia.org/wiki/Watt). Quindi, o si tratta di un valore istantaneo, un picco dalla durata infinitesimale (non troppo difficile da ottenere), oppure per innescare questo processo è necessario usare una bella centrale elettrica...

Ci vorrebbe il parere di un esperto, perchè se ci sono riusciti davvero, beh... hanno camminato sulle acque.

20mila kA sono difficili da ottenere anche come valore di picco. Oltretutto per trasportare 20MW di potenza da un'eventuale centrale a questa Z-machine, fosse pure anch'essa una potenza di picco, sarebbe necessaria una linea d'alimentazione con cavi di diametro supermagnum.

Ergo è una stronzata. Di solito un cavo dimensionato per una potenza resiste a qualche multiplo della stessa per poco tempo, ma se st'aggeggio, chessò, consuma normalmente anche 100 kW, 20mila kW sono 200 volte tanto ed è effettivamente troppo. Senza contare poi gli effetti dei campi elettrici indotti.

Poi la "temperatura esterna del sole" che vuol dire? La temperatura superficiale delle stelle tipo il sole è poco sotto i 6000°K, non è che sia sto gran chissaché di temperatura. http://forumtgmonline.futuregamer.it...n_confused.gif

In più, se come vero sono stati sostituiti i fili di tungsteno con quelli di acciaio significa che è stata indotta la fusione nucleare del ferro, cosa che le stelle riescono a fare solo in condizioni assurde, quando idrogeni vari sono finiti e la stella stessa arriva agli sgoccioli della sua vita. Ma che siamo matti?

beh, non sono un esperto di fisica, ma le basi dell'elettronica le conosco (sono anche al 1° anno di ingegneria elettronica e ho fatto elettronica alle superiori).
per quel che mi ricordo sulla legge di Ohm, secondo la formula rho*(l/s) [rho= lettera greca, indica la resistenza (resistenza elettrica, non quanto è duro http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif ) di base di un elemento; l= lunghezza della resistenza (espressa in metri); s= sezione della resistenza (m^2)] si deduce che un filo sottile di metallo ha una resistenza alta; secondo la formula V=R*I [tensione= Resistenza * corrente], ipotizzando che la resistenza del filo fosse di 10k ohm si può dedurre che la tensione fosse stata di 20M * 10K= 200 GV (200 Gigavolt= 200 miliardi di volt).
escluderei che la resistenza fosse più bassa (poi ovviamente varia in base alla temperatura raggiunta dall'elemento).

per quanto riguarda la fusione del filo: ogni elemento ha un punto di fusione e un punto di ebollizione (in cui evapora), il tungsteno fonde a 3422°C e il suo punto di ebollizione è 5555°C, ma nel punto in cui si fonde non c'è più passaggio di corrente; ovvio che con quei valori di tensione si generano i fulmini (gli elettroni se ne fregano se manca un conduttore ed utilizzano l'aria a tale scopo http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif ) quindi il plasma potrebbero generarlo con l'aria...

ah, se non ricordo male la tensione di un fulmine va dai 10 ai 30 milioni di volt, qua stiamo parlando di miliardi, un ordine di grandezza sueriore

edit: Automatic Jack mi ha preceduto
comunque mi ero dimenticato di precisare la temperatura esterna del Sole... http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif

Citazione:

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Mr Yod ha scritto mer, 15 marzo 2006 alle 11:06
beh, non sono un esperto di fisica, ma le basi dell'elettronica le conosco (sono anche al 1° anno di ingegneria elettronica e ho fatto elettronica alle superiori).
per quel che mi ricordo sulla legge di Ohm, secondo la formula rho*(l/s) [rho= lettera greca, indica la resistenza (resistenza elettrica, non quanto è duro http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif ) di base di un elemento; l= lunghezza della resistenza (espressa in metri); s= sezione della resistenza (m^2)] si deduce che un filo sottile di metallo ha una resistenza alta; secondo la formula V=R*I [tensione= Resistenza * corrente], ipotizzando che la resistenza del filo fosse di 10k ohm si può dedurre che la tensione fosse stata di 20M * 10K= 200 GV (200 Gigavolt= 200 miliardi di volt).
escluderei che la resistenza fosse più bassa (poi ovviamente varia in base alla temperatura raggiunta dall'elemento).

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Resistività, non resistenza http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif
Non studio dal 90, ma queste cose me le ricordo http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif

Citazione:

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Quote:

per quanto riguarda la fusione del filo: ogni elemento ha un punto di fusione e un punto di ebollizione (in cui evapora), il tungsteno fonde a 3422°C e il suo punto di ebollizione è 5555°C, ma nel punto in cui si fonde non c'è più passaggio di corrente; ovvio che con quei valori di tensione si generano i fulmini (gli elettroni se ne fregano se manca un conduttore ed utilizzano l'aria a tale scopo http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif ) quindi il plasma potrebbero generarlo con l'aria...

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Sul punto di fusione ed ebollizione, niente in contrario. Tuttavia, parlando per eccessi, ho ipotizzato la sublimazione del conduttore. Questo processo può generare effettivamente un plasma, che può avere caratteristiche di conduzione adeguate.
Questo non giustifica, naturalmente, le inesattezze che avete evidenziato. Per questo, nel mio intervento precedente, avevo parlato di inesattezze nell'articolo, generate o da una cattiva traduzione, o da incompetenza del giornalista o dalla volonta di esagerarne i contenuti...

Perchè servono i cavi ti tugsteno?
Non potrebbero usare direttamente del plasma(quelle del film frankenstein per capirci)

Mmmmm.... il tizio in effetti lavora proprio su bobine atte a fornire picchi di raggi x ad alta energia, quindi potrebbe non essere una bufala totale, ma non ha ancora pubblicato nulla al riguardo: di quest'anno solo "Implosion dynamics and spectroscopy of X-pinches and wire arrays with doped Al wires on the UNR 1MA Z-pinch generator", e pure nei proceedings non pubblicati di una cavolo di conferenza misconosciuta. In effetti potrebbe essere qualcosa del genere, ma se è davvero così importante non tarderà a pubblicare da qualche parte.

Stay turned, da questa facoltà ho accesso perenne e continuato allo Scifinder, vedo TUTTO... http://forumtgmonline.futuregamer.it...on_biggrin.gif
Ok, torno a cercare articoli seri, và.

EDIT: dimenticavo: evidentemente la pulsazione dovrebbe essere così intensa e breve da far sublimare l'intera struttura cristallina solo dopo che essa ha assorbito tutta l'energia: in altri termini, la differenza di potenziale riesce a raggiungere l'altra estremità del filo prima che il movimento degli elettroni stessi degradi il reticolo cristallino: infatti il segnale viaggia alla velocità della luce, mentre lo spostamento fisico degli elettroni (e, quindi, degli atomi eccitati da questi elettroni) è più lento. SPERO di non aver detto una vaccata. http://forumtgmonline.futuregamer.it.../icon_wink.gif

la tensione (o differenza di potenziale, ddp) non si sposta: è un dislivello (come la differenza fra il monte bianco e il livello del mare) e in quanto tale non prevede spostamento; la corrente è lo "spostamento di elettroni" (detto in maniera grezza: la quantità di elettroni che passa attraverso un conduttore, influenzato dal dislivello e dalla resistenza del conduttore stesso).

quindi ai capi di un generatore c'è sempre una ddp, anche se non passa corrente (resistenza infinita dal suo punto di vista); ma a 200 GV pure un blocco di plastica fa da conduttore...

Citazione:

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Mr Yod ha scritto mer, 15 marzo 2006 alle 20:08
la tensione (o differenza di potenziale, ddp) non si sposta: è un dislivello (come la differenza fra il monte bianco e il livello del mare) e in quanto tale non prevede spostamento; la corrente è lo "spostamento di elettroni" (detto in maniera grezza: la quantità di elettroni che passa attraverso un conduttore, influenzato dal dislivello e dalla resistenza del conduttore stesso).

quindi ai capi di un generatore c'è sempre una ddp, anche se non passa corrente (resistenza infinita dal suo punto di vista); ma a 200 GV pure un blocco di plastica fa da conduttore...

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Ma ci hai ragione. Ma come fa un elettrone ad un capo di un filo a sapere che dall'altra parte c'è una ddp? DEVE passare informazione. L'informazione, in questo caso, è mediata dal campo elettromagnetico ed è questo che si "sposta". Per questo possiamo comunicare alla velocità della luce col telefono o con Intinnetti. E poi gli elettroni si muovono in modo estremamente lento, pochi centimetri al secondo, a causa del moto caotico indotto dalla temperatura nel mare di Fermi, per questo non ho parlato di spostamento di elettroni ma sono stato più sul generico "segnale". Il casino è che una volta che metto in movimento gli elettroni, questi si sposteranno mediamente nella direzione opposta al verso della corrente, ma in realtà continueranno a rimbalzare tra un atomo e l'atro, derivando solo di poco verso la direzione voluta; se appunto applico una potenza così grande, associerò ad ogni elettrone una energia cinetica molto grande, che non farà solo andare "più in fretta" gli elettroni lungo la ddp, ma soprattutto renderà gli urti più violenti, distruggendo il materiale. Ma essendo già gli elettroni all'interno del materiale, esso potrà resistere strutturalmente alla corrente per il tempo necessario perché si verifichi la ddp ai suoi capi (il segnale a velocità C di cui sopra)e quindi potrà fungere da contenitore per una potenza di moto superiore a quella necessaria per disgregare la struttura cristallina ed anzi per far addirittura sublimare il metallo.

http://forumtgmonline.futuregamer.it...ns/scratch.gif ho come la sensazione di non essere stato granché chiaro.... ho lasciato gli appunti di stato solido in Italia, cercate di capirmi, vado a memoria http://forumtgmonline.futuregamer.it...s/SMILEY10.gif

Epperò, anche dirmi la temperatura mi serve a pochino: in vuoto è facile ottenere temperature alte perché, essendo la temperatura fondamentalmente l'energia cinetica media delle molecole che compongono un gas (o solido o liquido o quel che preferite), se ho meno molecole per volume ed associo la stessa energia a parità di volume esse saranno più "energetiche" e quindi a temperatura più alta.
Aspetto la pubblicazione.

Mi correggo: il nome dell'autore dell'articolo è un altro, Malcolm Haines, ed ha effettivamente pubblicato un articolo su Physical Review letters (e 'sti ceci, alla faccia della bufala...). Ovviamente non lo posso postare, ma è robbba buona: non tira fuori overunities o fusione nucleare, semplicemente pensa a fenomeni magnetici che non erano stati considerati. Sinceramente non ci capisco tantissimo di fisica dei plasmi e già quando il titolo è "Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch" mi viene il dubbio di essermi perso qualcosa.

Vi invito a ribaltarvi sul forum scienza e tecnologia, ci sono un paio di links abbastanza succulenti a riguardo, sicuramente più accessibili dell'abstract....

La fusione nucleare all'interno del sole avviene alla "misera" temperatura di 6 milioni di gradi centigradi... quindi 2 miliardi mi pare un po' sproporzionato come dato... altro che avvicinarsi al sogno della fusione, questi lo avrebbero oltrepassato di un bel po'!

la fuzione all'interno del sole avviene per pressione e non per temperatura, se è per questo.

scusate ma V=iR va bene fino alla quarta elementare poi c'è da stabilire reattanza, induttanza, tipo di corrente, numero delle fasi, fattori di potenza etc. etc.

venti milioni di ampere forse non vi rendete nemeno conto di cosa siano, tanto per darvi un riferimento posso dirvi che la portata massima ammissibile , in regime permanente, per la maggiore sezione in commercio (240mmq) con posa su passerella è di 707 Ampere.

per dirvelo in maniera semplice la corrente non scorre spinta a calci in culo ma necessità di particolari condizioni, prima tra le quali la ddp o comunemente definita tensione. nel caso di un filo di tungsteno o peggio acciaio, io non credo proprio che temperature del genere possano essere generate per due motivi:

1. il conduttore fonde all'istante interrompendo il circuito.
2. non è pensabile che la materia si trasformi completamente in energia termica.

tra l'altro acciaio è un pessimo conduttore.

Ma 'sti qui non sono i prirlotti soliti che vedon la madonna piangere... link postato da abaper in scienza e tecnologia:
http://www.sandia.gov/news-center/news-r eleases/2006/physics-astron/hottest-z-ou tput.html
Come ho detto prima, sull'argomento hanno pubblicato un articolo su Physical reviews letters, 24 febbraio 2006.

Ovviamente la notizia non centra una ceppa con quello che ha arrapato i fisici dei plasmi... Probabilmente i giornalisti si son chiesti perché c'era gente che si tirava i coriandoli e soffiava lingue di Menelicche e quando han chiesto non hanno capito la risposta.

peccato che è una fesseria... http://forumtgmonline.futuregamer.it...s/icon_cry.gif