...runderea in intimitatea nucleului, la dimensiuni de 10-16 m, este nevoie de o energie de 2000 MeV adica 2 GeV, iar pentru a ajunge in interiorul nucleonilor 10-18 m este nevoie de energii de peste 200 GeV.Desigur, pentru a putea efectua experiente in lumea subatomica sunt necesare instalatii in care sa fie produse particule-proiectil, apoi aceste particule sa fie organizate in fascicule de energii mari adica sa fie accelerate si, in fine, sa aiba o posibilitate de a pune in evidenta rezultatele interactiilor detectoare de particule. Aceste instalatii numite acceleratoare, au insotit cu mult succes pe fizicieni in cercetarile lor, ramanand si in prezent principalul instrument de lucru in lumea microcosmosului.Astfel a aparut o noua ramura a fizicii nucleare, cea a acceleratoarelor, in care tehnicienii, pentru a asigura un singur deziderat principal - fascicule de energii din ce in ce mai mari - au avut de invins obstacole deosebite.Particulele care sunt accelerate in aceste instalatii pot fi, dupa caz electroni, pozitroni, protoni, antiprotoni, deutoni, precum si nuclee ale unor elemente usoare sau medii. Totdeauna insa este vorba de particule ce poseda sarcini electrice, asupra carora pot actiona oportun forte electrice si magnetice, astfel incat sa le aduca la un nivel energetic ridicat. Neutronii, in schimb, sunt totdeauna produsi fie prin intermediul unor anumite reactii nucleare, fie prin bombardarea unor nuclee special alese cu proiectile convenabile.Energiile la care s-a ajuns in zilele noastre, cu acceleratoare moderne, sunt de ordinul zecilor si sutelor de miliarde de electron-volti. De la instalatiile simple de accelerare, care puteau fi asezate pe o masa de laborator, s-a ajuns in zilele noastre la instalatii complexe uriase, extrem de costisitoare, care se intind pe zeci de hectare.Din conditiile de realizare a reactiilor termonucleare rezulta ca este absolut necesar sa se evite pierderile de energie prin radiatie si prin scapari de particule accelerate, pentru a se putea acumula in masa de reactie energia calorica necesara aprinderii reactiei termonucleare. De la inceput trebuie sa constatam ca pierderile prin radiatie nu pot fi reduse prin metode electrice sau magnetice, deoarece fotonii, odata emisi, nu sunt influentatii de asemenea campuri de forta. Mai mult chiar, utilizarea ingradirii magnetice a plasmelor termonucleare duce la o hemoragie radianta suplimentara a reactorului termonuclear prin radiatia ciclotronica si sincrotronica ce ia nastere in aceste cazuri. Ramane deci numai psibilitatea de a reduce pierderile prin scapari de particule.Utilizarea campurilor electrice pentru eliminarea pierderilor de particule, deci pentru ingradirea plasmei, nu este aplicabila din urmatoarele motive - din electostatica clasica se stie teorema lui Earnsha ca nu se poate realiza o configuratie de conductori electrici al caror camp electrostatic sa creeze o pozitie de echilibru stabil, nici chiar pentru o singura particula incarcata. Lucrul acesta ar f8I mult mai greu pentru un sistem de mai multe particule ce interactioneaza nu numai cu campul exterior, ci si intre ele - particulele din plasma ionii si electronii avand sarcini electrice contrare, inseamna ca o configuratie a conductorilor externi care ar reusi sa creeze o groapa de potential pentru particule de un semn, ar crea in acelasi timp un maxim de potential pentru particulele de semn contrar, astfel ca s-ar ajunge doar la o polarizare a plasmei - chiar daca particulele de un anumit semn spre exemplu ionii ar fi ingradite, din cauza respingerii electrostatice reciproce ar apare presiuni electrostatice mult mai mari decat cele controlabile prin electrotehnica secolului nostru.Metodele magnetice promit rezultate mi spectaculoase date fiind particularitatile comportarii particulelor electrizate in campul magnetic. Totusi, sperantele initiale au fost satisfacute numai partial deoarece au iesit la iveala noi fenomene derive ale particulelor, oscilatiile plasmei si diferite instabilitati, care compromit posibilitatea de a ingradi plasma chiar pentru intervale de timp de ordinul fractiunilor de secunda.Intrucat campul magnetic este produs prin curenti electrici, iar variatia campului magnetic va induce campuri electrice in plasma, cercetatrea devine destul de complicata si de aceea a fost neceasara crearea magnetohidrodinamicii, ca noua disciplina stiintifica ce se ocupa cu aceste aspecte ale problemei plasmelor.Efectul de strictiune pinchSa ne inchipuim ca avem o descarcare intre doi electrozi, intr-o plasma rarefiata astfel ca lungimea tubului de descarcare sa fie mare in raport cu diametrul sau. Electronii se vor scurge de la catod la anod iar ionii pozitivi invers. La egalitate de sarcini pozitive si negative, pe unitatea de volum, intre elementele tubului de descarcarte nu vor exista forte de respingere. Tuburile de curent de electroni se vor atrage conform legilor lui Ampere, intrucat reprezinta curenti paraleli. Acelasi lucru este valabil si pentru tuburile de curent de electroni. Mai mult chiar, tuburile de curent de semne opuse se vor atrage intre ele, deoarece. Desi au sensuri de circulatie opuse, semnul electric fiind si el opus, cimpurile magnetice rezultante vor fi de acelasi sens. Bennet 1934 a dat formulaI0 2,5 10-3 T V -12Pentru curentul critic i0 in amperi peste care se poate observa efectul de autofocalizare la temperatura T grade absolute si la tensiune de accelerare V . Curentul necesar va fi proportional cu temperatura, deoarece agitatia termica tinde sa indeparteze particulele incarcate din tubul de curent strictionat.Acest efct, numit apoi efect pinch, a servit ca punct de plecare in constructia unor masini termonucleare si pentru dezvoltarea unor noi tehnici magnetohidrodinamice bazate pe particularitatile acestui fenomen.Fara a intra in detalii teoretice, putem sintetiza efctului de pinch in faptul ca frontul presiunii magnetice actioneaza ca un piston asupra intregului gaz din coloana de descarcare. Viteza de avansare a acestui piston magnetic este mai mare decit viteza sunetului in gazul central, rece. La aceasta miscare sopersonica apare unda de soc in frontul careia densitatea sI temperatura prezinta un salt spectaculos. Pe masura ce inelul de plasma se stringe, presiunea plasmei creste din cauza cresterii densitatii sI temperaturii. Din aceasta cauza ar fi de asteptat ca la un moment dat transferul de energie de la cimpul magnetic la plasma sa inceteze. Dar spre surprinderea cercetatorilor, s-a constatat ca dupa aparitia undei de soc transferurile de energie sunt mai complete. Efectul acesta este similar concentrarii de energie prin implozie sI poate duce la rezultate spectaculoase atunci cind rata cresterii curentului este mare sI viteza ionilor permite crearea unui piston magnetic foarte rapid sI eficient. Particulele impinse de acest piston vor primi o viteza egala cu de doua ori viteza pistonului sI in acest fel se ajunge la un randament foarte bun in transmiterea energiei.i...
Download