home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Strange 2 / Strange - Issue 2 (UPD).adf / PLASMA / PLASMA_2.ASC < prev   
Encoding:
Text File  |  1994-02-12  |  10.7 KB  |  265 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.                 (word processor parameters LM=8, RM=75, TM=2, BM=2) 
  6.                       Taken from KeelyNet BBS (214) 324-3501 
  7.                            Sponsored by Vangard Sciences 
  8.                                     PO BOX 1031 
  9.                                 Mesquite, TX 75150 
  10.  
  11.                        There are ABSOLUTELY NO RESTRICTIONS 
  12.                   on duplicating, publishing or distributing the 
  13.                                 files on KeelyNet! 
  14.  
  15.                                  December 27, 1990 
  16.  
  17.                                     PLASMA2.ASC 
  18.        -------------------------------------------------------------------- 
  19.        The following text  is  a  copy  of  an explanatory article which is 
  20.        freely distributed to visitors of the Bradbury Science Museum at Los 
  21.        Alamos National Laboratory. 
  22.        -------------------------------------------------------------------- 
  23.  
  24.                       METHODS TOWARD A FUSION REACTOR THROUGH 
  25.                          MAGNETIC CONFINEMENT AND HEATING 
  26.  
  27.  
  28.        The object of the Controlled Thermonuclear Research (CTR) program is 
  29.        to provide a  new and essentially  inexhaustible  energy  source  by 
  30.        controlling thermonuclear reactions-the energy source of the sun and 
  31.        the stars. 
  32.  
  33.        The explosion of   a   hydrogen   bomb  is  an  example   of   rapid 
  34.        thermonuclear energy release.   Through  the CTR program, scientists 
  35.        at the Los Alamos Scientific Laboratory  (LASL)  and  elsewhere  are 
  36.        working toward developing a method to slow down this  energy release 
  37.        in a new type of nuclear reactor-the fusion reactor. 
  38.  
  39.        A thermonuclear reaction  is  a "fusion" reaction whereby the nuclei 
  40.        of light atoms, such as hydrogen,  heavy  hydrogen  (deuterium), and 
  41.        lithium, are welded or fused together.  All present nuclear reactors 
  42.        operate by the "fission" process, which is the splitting  of  nuclei 
  43.        of heavy atoms  such  as uranium or plutonium into lighter elements, 
  44.        plus the release of energy. 
  45.  
  46.        Also, large amounts  of  energy  are   released  during  the  fusion 
  47.        process.  This energy,  if  controlled,  can  be made  available  as 
  48.        electrical power or heat. 
  49.  
  50.        The importance of  pursuing  this difficult goal is evident when one 
  51.        considers the limited supply of Earth's fossil fuels (coal, gas, and 
  52.        oil)  and commercial-grade  uranium   ores.    In  the  face  of  an 
  53.        increasing world energy demand, these conventional  fuels  may  last 
  54.        only another 50 to 400 years. 
  55.  
  56.        By contrast, fusion reactors could be fueled with deuterium, a heavy 
  57.        isotope of hydrogen  that  is  available  in  common  seawater.  The 
  58.        energy potential from  the  deuterium   in  1  gallon  of  water  is 
  59.        equivalent to 300 gallons of gasoline. 
  60.  
  61.        One cubic mile of water has the energy potential of  100,000 tons of 
  62.        uranium-235.  There is  sufficient  energy  in  the oceans to supply 
  63.        power for many future generations. 
  64.                                       Page 1 
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.        The end product   of  fusion  is  helium,  which  is  harmless,  and 
  71.        neutrons, which are  readily  captured   within  the  reactor  core. 
  72.        Therefore, we would only have few of the radioactive  waste-disposal 
  73.        problems that are    common   to   fission-reactor   power   plants. 
  74.        Furthermore, because of the small  fuel inventory on hand, explosive 
  75.        accidents would not be possible in a fusion reactor. 
  76.  
  77.        Research in controlled thermonuclear reactions was  started  at LASL 
  78.        in 1951, although  the  idea  had  been  discussed by LASL personnel 
  79.        during World War II days. 
  80.  
  81.        To attain a power-producing thermonuclear reaction, one must produce 
  82.        temperatures over 50,000,000 degrees C and contain pressures of tons 
  83.        per square inch.   These  temperatures   and   pressures   must   be 
  84.        maintained for at least one-hundredth of a second. 
  85.  
  86.        At thermonuclear temperatures, all matter exists  as  a  plasma.  (A 
  87.        plasma is a  gas composed of equal numbers of positive atomic nuclei 
  88.        and negative electrons, which at ordinary  temperatures  would unite 
  89.        to form neutral gas atoms and molecules. 
  90.  
  91.        A form of  plasma  is  the  glow  in  a  household fluorescent  lamp 
  92.        fixture, for example.)   Because  a  plasma  is  a  good  electrical 
  93.        conductor, it can be held by magnetic forces. 
  94.  
  95.        The deuterium plasma that is created  and studied in CTR experiments 
  96.        is usually confined by special magnetic field configurations, called 
  97.        "magnetic bottles." 
  98.  
  99.        A major effort  of  mational research in CTR is concerned  with  the 
  100.        containment of plasma    in    toroidal-shaped   magnetic   bottles. 
  101.        Particular types of these plasma  bottles  are  the Tokamaks and the 
  102.        toroidal Z pinches. 
  103.  
  104.        Toroidal Z pinches,  with  their  higher  currents,  can  be  heated 
  105.        ohmically, such as  in the manner of an electric toaster.  Tokamaks, 
  106.        the major world  effort  in toroidal  geometry,  use  other  heating 
  107.        methods. 
  108.  
  109.        A major area  of  fusion  research  at  LASL  is a toroidal  Z-pinch 
  110.        experiment, which has  a  15-cm  bore and a 40-cm major radius.  The 
  111.        plasma has been heated to approximately  10,000,000 degrees C by the 
  112.        fast-rising magnetic field of a large toroidal (axial)  current that 
  113.        compresses, or pinches, the plasma. 
  114.  
  115.        In practice, the pinched plasma is stabilized by a nearby conducting 
  116.        wall and a   strong   toroidal  magnetic  field  that  reverses  its 
  117.        direction on the outside of the pinch.   Future  experiments seek to 
  118.        extend the present 30-microsecond confinement of the hot plasma. 
  119.  
  120.        A large toroidal Z-pinch experiment is now being designed  and built 
  121.        a LASL.  This  experiment,  called  ZT-40,  is about 10 times larger 
  122.        than the demonstration Z pinch. 
  123.  
  124.        The ZT-40 will have controllable magnetic field systems capable of 
  125.        producing a reversed magnetic field  outside  the  pinch.   Reversed 
  126.        field pinches have  demonstrated  longer  lifetimes   than  ordinary 
  127.        pinches, and it  is expected that research information obtained from 
  128.        the ZT-40 experiment will put us one step further toward the 
  129.  
  130.                                       Page 2 
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.        ultimate answer to  the  energy crisis:  a fusion reactor that burns 
  137.        fuel obtained from seawater! 
  138.  
  139.        ******************************************************************** 
  140.  
  141.        Next is a copy of another information  sheet  produced by Los Alamos 
  142.        National Laboratory. 
  143.  
  144.        ******************************************************************** 
  145.  
  146.                      MAGNETIC FUSION RESEARCH IN CTR-DIVISION 
  147.  
  148.        Thermonuclear fusion research  began  in the 1950's  in  the  United 
  149.        States, Great Britian  and the Soviet Union.  From the beginning Los 
  150.        Alamos made significant contributions to this research and continues 
  151.        to play an important role now. 
  152.  
  153.        For example, the first successful laboratory experiments to produce 
  154.        thermonuclear reactions were done at Los Alamos in 1958.  During the 
  155.        1960's and 1970's  considerable progress  was  made  throughout  the 
  156.        world in magnetic confinement research. 
  157.  
  158.        Today at Los  Alamos, the emphasis in magnetic confinement  research 
  159.        is on two concepts, the reversed field pinch and the compact toroid. 
  160.        Both of these  concepts have the potential for development as small, 
  161.        compact fusion reactors. 
  162.  
  163.        The work in CTR-Division is part  of  the  national  magnetic fusion 
  164.        energy research program  to develop fusion energy  as  a  practical, 
  165.        economical energy resource. 
  166.  
  167.                                       ZT-40M 
  168.  
  169.        ZT-40M is a reversed field pinch experiment.  It has a toroidal, or 
  170.        donut-shaped, magnetic confinement geometry and uses strong electric 
  171.        currents in the  plasma  to produce some of the magnetic fields that 
  172.        confine the plasma. 
  173.  
  174.        These currents also heat the plasma  just  as electric currents heat 
  175.        the wires in an electric toaster.  ZT-40M has produced hot plasma at 
  176.        temperatures between 3 and 4 million degrees Celsius.   The  plasmas 
  177.        are produced in   pulses  in  ZT-40M  which  last  about  20  to  25 
  178.        milliseconds. 
  179.  
  180.                                    CTX-SPHEROMAK 
  181.  
  182.        CTX is a  compact  toroid  experiment.    The   experiment  produces 
  183.        toroidally shaped plasmas,  just  as  in  ZT-40M  but   without  the 
  184.        toroidal vaccum vessel and magnetic coils surrounding the plasma. 
  185.  
  186.        Instead, the confining  magnetic fields are generated principally by 
  187.        electric currents flowing within the  plasma itself, and the hole in 
  188.        the torus shrinks  to  produce a compact toriodal  shape.   CTX  has 
  189.        produced hot plasmas  at  temperatures  between  one and two million 
  190.        degrees Celsius, in pulses lasting one to two milliseconds. 
  191.  
  192.                                        FRX-C 
  193.  
  194.        FRX-C is another type of compact toroid experiment that produces 
  195.  
  196.                                       Page 3 
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.        prolate (tall, cigar-shaped)   toroidal  plasmas.   As  in  the  CTX 
  203.        Spheromak, FRX-C relies on internal  currents for confining magnetic 
  204.        fields. 
  205.  
  206.        Temperatures as high  as  10  million  degrees  Celsius   have  been 
  207.        achieved in FRX-C.   Plasma  pulses  lasting  up to 300 microseconds 
  208.        have been produced. 
  209.  
  210.        ******************************************************************** 
  211.  
  212.                            Contributed by Michael McQuay 
  213.  
  214.        -------------------------------------------------------------------- 
  215.  
  216.          If you have comments or other information  relating to such topics 
  217.          as  this paper covers, please  upload to KeelyNet  or  send to the 
  218.          Vangard  Sciences  address  as  listed  on the first  page. 
  219.               Thank you for your consideration, interest and support. 
  220.  
  221.            Jerry W. Decker.........Ron Barker...........Chuck Henderson 
  222.                              Vangard Sciences/KeelyNet 
  223.        -------------------------------------------------------------------- 
  224.                      If we can be of service, you may contact 
  225.                  Jerry at (214) 324-8741 or Ron at (214) 242-9346 
  226.        -------------------------------------------------------------------- 
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.                                       Page 4 
  263.  
  264.  
  265.