Meilensteine ​​für zwei Bestrahlungsgeräte, mit denen die US-Abwehr gegen Atomwaffen getestet wurde

Meilensteine ​​für zwei Bestrahlungsgeräte, mit denen die US-Abwehr gegen Atomwaffen getestet wurde
Meilensteine ​​für zwei Bestrahlungsgeräte, mit denen die US-Abwehr gegen Atomwaffen getestet wurde
Anonim

Zwei bemerkenswerte gepulste Maschinen, die zum Testen der Verteidigung der Nation gegen Atomwaffen verwendet wurden, haben in den Sandia National Laboratories Meilensteine ​​überschritten: 4.000 Schüsse, sogenannte "Schüsse", auf dem Saturn-Beschleuniger und 9.000 Schüsse auf der HERMES III Beschleuniger.

Saturn – ursprünglich auf eine Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren ausgelegt – wurde 1987 in Betrieb genommen. Seine Hauptfunktion bestand darin, Röntgenstrahlen zu erzeugen, um die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen zum Schutz von Elektronik und anderen Materialien vor Röntgenstrahlung zu testen Atomwaffen. Die Maschine, die allgemein als Prüfstand für physikalische Forschung verwendet wird, liefert Daten, die entweder direkt oder als Eingabe für Computersimulationen verwendet werden können.Die Maschine kann zweimal am Tag feuern. All diese Eigenschaften machen es zu einer schnellen Datenquelle.

HERMES (High-Energy Radiation Megavolt Electron Source) III, das sechs- bis achtmal täglich feuern kann, wird hauptsächlich verwendet, um die Wirkung von Gammastrahlung - einer weiteren Komponente eines Atomwaffenstoßes - auf Elektronik und mehr zu demonstrieren militärische Hardware. 1988 zum ersten Mal abgefeuert, ist es immer noch der leistungsstärkste Gammastrahlengenerator der Welt.

"Der fortgesetzte Betrieb dieser Einrichtungen ist ein Beweis für den Einfallsreichtum und das Engagement von Personal und Management", sagte Sandia-Manager Ray Thomas.

Saturn ist ein Vorgänger von Sandias großartigerer Z-Maschine, füllt aber immer noch eine bedeutende Nische. Obwohl es mit ungefähr einem Drittel der Leistung von Z arbeitet, kann Saturn Elektronen auf Spannungen und Stromstärken beschleunigen, die es ermöglichen, Materialien auf sogenannte harte Röntgenstrahlen zu testen; die Z-Anlage ist nicht dafür konfiguriert, Röntgenstrahlen in diesem kritischen Frequenzbereich zu erzeugen.

Vor einundzwanzig Jahren veranst altete Saturn in einem der bekanntesten Unternehmungen von Saturn seine ersten Wire-Array-Tests, bei denen Millionen von Ampere in Nanosekunden durch eine Reihe von Drähten gepulst wurden, von denen jeder dünner als a war menschliches Haar. Der Erfolg dieser Tests führte zur Installation von Wire-Array-Hardware auf der größeren Z-Maschine, mit Zuwächsen bei der Röntgenleistung, die die Welt in Erstaunen versetzten und dazu führten, dass Z als potenziell zuverlässiger Weg zur Stromerzeugung im Wesentlichen aus Meerwasser, dem größten der Welt, in Betracht gezogen wurde natürliche Ressource.

Bei diesen frühen Tests lösten sich die Drähte natürlich wie überlastete Sicherungen von der großen Stromflut. Aber das starke Magnetfeld, das immer mit einem starken elektrischen Strom verbunden ist, packte die schwebenden Ionen, die aus den kurzgeschlossenen Drähten entstanden, und zog sie mit großer Geschwindigkeit zusammen. Als den Ionen der Platz zum Reisen ausging, stoppten sie plötzlich und standen einander entlang einer relativ vertikalen Achse gegenüber, die der Mittelpunkt des Magnetfelds war.Ihr plötzliches Bremsen führte dazu, dass sie Röntgenenergie freisetzten, ähnlich der Wärmeabgabe von Autoreifen, wenn der Fahrer auf die Bremse tritt. Der wissenschaftliche Prozess, der nach geometrischer Referenz als Z-Pinch bezeichnet wird, verursachte eine außergewöhnliche Steigerung der Röntgenenergieabgabe gegenüber früheren Methoden. Solche intensiven Röntgenstrahlen können verwendet werden, um eine BB-große Wasserstoffkapsel zu komprimieren und ihren Inh alt zu verschmelzen, um enorme Energien freizusetzen, die schließlich dazu verwendet werden könnten, ein elektrisches Kraftwerk mit sehr wenig Brennstoff anzutreiben.

Im Gegensatz zu Saturn und Z, deren Module jeweils in einem kreisförmigen Muster angeordnet sind, das einem Wagenrad ähnelt, wobei elektrische Übertragungsleitungen wie Speichen zum Ziel an der Achse führen, verwendet HERMES 20 induktiv isolierte Module, die mit einer linearen Übertragung gekoppelt sind Linie, die in Größe, Form und Metallanteil einer kurzen U-Bahn ähnelt. Die Ausgangsspannung von jedem Modul wird in Reihe addiert, der Grund für die sehr hohe erreichte Spannung. Die Freiluft-Testanlage von Saturn ist groß genug, um Militärpanzer aufzunehmen.

Kontinuierliche Verbesserungen an beiden Maschinen haben ihre Fähigkeiten erweitert, Teile der Röntgenstrahlenspektren abzubilden, die zuvor unerreichbar waren, und Strahlungsdosisraten zu erreichen, die noch nie zuvor von einem Beschleuniger erreicht wurden.

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