2007年4月26日
一个电路应该承载足够的电力，以实现长期追求的受控高产量核聚变目标，同样重要的是，每10秒进行一次，该电路已经在美国进行了广泛的初步实验和计算机模拟桑迪亚国家实验室的Z机设备。
Z、 当它点火时，它已经是地球上最大的X射线产生者，并被用来产生聚变中子。但是，对于未来的发电厂来说，利用海水发电是必要的。到目前为止，人们认为这是不可能实现的。
桑迪亚实验室是国家核安全局的一个实验室。
它是如何工作的?
如果汽车引擎先发动一个汽缸，然后等上几个小时再发动，汽车不会走多远。
同样，一台从廉价而丰富的海水中为人类提供无限电能的机器，也不能一次点火就停一天。它必须每10秒提供能量来聚变氢球，并在维护期间保持这一速度数百万次?一种用于核聚变的内燃机。至少对于桑迪亚国家实验室的Z机器和其他地方被称为惯性约束的聚变方法来说是这样的。
但是，除了偶尔发生的核聚变外，这种方法无法产生核聚变，因此被称为磁约束的技术所掩盖。一种利用磁场包围一个连续的聚变反应并从中获取能量的方法。
来自技术高峰的电路可能会改变这些系统之间的平衡。它被通常保守的研究人员称为“革命性的”，可能会缩小这两种方法之间的差距。
该电路可以轻松地每10.2秒发射一次简短而强大的脉冲。
“这是几十年来一次发电领域最重大的进展，”桑迪亚脉冲电力中心(Sandia's pulse power Center)主任基思·马岑(Keith Matzen)说。
这种新系统被称为线性变压器驱动器(LTD)，是由俄罗斯托木斯克高电流电子研究所的研究人员与桑迪亚大学的同事合作开发的。
桑迪亚负责科学、技术和研究基金会的副总裁Rick Stulen说:“这项新技术不仅代表了欧洲杯线上买球一项显著的技术进步，而且表明了桑迪亚的科学家和工程师在国际社会的强大参与。”
核聚变的大樱桃拯救之路
赛道？与两个电容器紧密耦合的开关？大约有鞋盒大小，被称为“砖块”。当砖块以20块为一组紧密包装，并在一个类似于大樱桃救生圈的圆形容器中并联电连接时，聚集体或物理学家所说的“空腔”可以在100千伏电压下传输0.5兆安培的电流。
桑迪亚4号技术区域的一个测试孔洞已经发射了11000多次，没有任何缺陷。
因为这些空洞是模块化的，它们可以像甜甜圈一样堆叠在被称为茎的金属尖上。在适当的配置下，它们可以产生60兆安培和6兆伏特的电力，(理论上)足以在运行发电厂所需的参数范围内产生高当量核聚变。
“这是一个革命性的进步，”克雷格·奥尔森说，他是桑迪亚的资深科学家和脉冲功率惯性聚变能源项目的经理。
目前正在托木斯克进行测试的下一代空腔模型，在相同的电压和相同的速度下传输1.0兆比特。已经建造了五个这样的单元;其中四架被桑迪亚收购，一架被密歇根大学收购。每个单元售价16万美元。桑迪亚实验室的科学家和项目负责人迈克·马扎拉基斯(Mike Mazarakis)监督了西伯利亚试验场的测试，据他说，他们的表现也很完美。
“这是一个惊人的成就，”桑迪亚公司副总裁格里·尤纳斯说，他曾是Z公司的领导人，也是桑迪亚公司高级概念小组的成员。
新技术的优势
对于Sandia会计师来说，这是一件令人高兴的事，但对于那些喜欢Sandia摄影师Randy Montoya拍摄的广泛分布的电弧和火花照片的人来说，这是一件悲哀的事。新的开关消除了目前Z结构所携带的数十万加仑绝缘水和油的需要。正是在水面上，Z的电弧变成了一种现象，图形艺术家欣赏它，工程师们厌恶它（他们认为这是浪费能源）。Z的许多复杂切换也将消失。所有这些都需要将机器最初的微秒脉冲缩短到纳秒。
线性变压器驱动器从一开始就产生100纳秒的脉冲。它工作得如此之好，是因为它的设计降低了电感，而电感通常会减慢电的传输。
它能做到这一点的部分原因是消除了目前Z机器中的巨大的板和广泛的线路，所有这些都会产生磁场。在新系统中，每块砖几乎都没有电线。两个小热水瓶大小的电容器紧紧地连接在一个饭盒大小的开关上。几乎没有机会产生磁场来减缓电流的通过。
此外，将砖块在空腔中平行连接不仅增加了电流，而且大大降低了电感，大大低于以前可能的水平。
然后将这些子集串联起来以增加电压。
这使得一个非常强大的机器可以非常迅速地点火，只需要一层薄薄的油浸泡在环和一排排开关上。
在有效能量输出与能量输入的比值方面，LTD技术比目前的Z机器点火效率高50%。Z目前的效率是负载的15%(在可能的聚变机器中已经是非常高的效率了)。
然而，还有一个成本问题。
从历史上看，Z的资金一直用于国防目的:它的实验被用于在超级计算机上生成模拟数据，以帮助维持美国核威慑力量的强度、有效性和安全性。即使没有它的快速重复能力，一个强大的LTD机器可以更好地模拟核武器创造的条件，因此，从实验室创造的Z点火爆炸的数据可以更确定地用于有关核武器的计算机模拟。美国已经15年没有进行实际的核武器试验了。
但如果反复发射，这台机器很可能成为聚变机，在短短20年后就能建成一座发电厂。这一领域的进展最终可能需要能源部能源部门的资助。
为了确认Z的新概念，将花费3500万美元，在5到7年的时间里建造一个有100个龋齿的试验台。如果成功的话，未来将用有限责任公司建造几代z型设施。
到目前为止，资金来自美国国会通过DOE-NNSA防御计划提出的两项倡议、桑迪亚的内部实验室指导研发资金和桑迪亚的惯性约束聚变计划。
“这就像制作一个修补匠玩具，”马特森说。“我们认为，我们需要60兆帕的能量来实现大规模的聚变产量。但是，尽管我们的模拟表明这是可以做到的，但在我们真正建造它之前，我们无法确定。”
该装置由托木斯克脉冲功率头Alexander Kim设计，开关由Boris Kovalchuk开发；Sandia经理Dillon McDaniel敦促将其发射速度从微秒提高到100纳秒，Sandia经理Rick Spielman和Ken Struve也鼓励其加速发射；这项工作由桑迪亚和托木斯克领导