Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Иное дело, если бы удалось «вежливо» разогреть ее. Тогда она столь же спокойно выделила бы энергию синтеза своих атомных ядер. Не мгновенный удар, а сравнительно медленный напор — вот к чему надо стремиться. Конечно, скорость подъема температуры должна все же быть достаточно большой, чтобы выполнялось знакомое нам уже условие обгона нагревом нарастающего излучения энергии раскаленной плазмой. Но в сильно разреженном виде плазма почти прозрачна и излучает сравнительно мало энергии. Такую плазму можно сжать и довести до гигантских температур сравнительно медленно, не нарушая равновесия между ее газовым давлением и внешним сжатием.

Осторожный, «вежливый» не приводящий ни к каким взрывам режим разогрева плазмы, как показали теоретические изыскания, возможен. Но прямые разрядные трубки для этого не годятся. Вся беда — в электродах, подводящих ток. В прямой трубке заряженные частицы, едва возникнув, мчатся к электродам и выбывают из игры. Потому-то там и коротка жизнь плазмы.

Есть еще одна помеха развитию высокой температуры при разряде в прямых трубках. Мы помним, что тепловую энергию там помогает сберечь «шуба» собственного магнитного поля. Однако эта шуба оставляет в ручье плазмы уязвимые места: ведь шнур огражден от холода лишь с боков. Хоть стенок трубки он не касается, но до электродов дотрагивается. И при медленных, «вежливых» разрядах контакт с холодными электродами грозит отсосать из плазмы значительную долю ее столь трудно добытого звездного жара. «Жаропонижающим» служат тяжелые атомы материала электродов.

Во время разряда они врываются в плазму из электродов, будто струя пены из огнетушителя в пылающий костер. Словом, электроды весьма нежелательны. Они гасят жар плазмы, неминуемо остужают ее.

Где же выход?

А что, если попытаться осуществить плазменный разряд, не прибегая к услугам электродов? Пусть, например, плазма вихрем несется по кольцу и не натыкается ни на какие электроды! Ведь это сразу увеличило бы ее жизнь. Разряд получился бы куда долговечнее, нарастание тока можно было бы сделать гораздо плавнее, удар по плазме смягчился бы. Вместе с тем кольцевой безэлектродный разряд укутал бы плазму в магнитное одеяло «с головой и ногами», избавил ее от вредного леденящего балласта тяжелых ядер, вылетающих из электродов.

Как видите, кольцевой разряд — дело заманчивое.

Но как его осуществить?

Непосвященному кажется, что проводники, подводящие к плазме ток, совершенно необходимы. Но физики и здесь нашли остроумный выход.

Кому не известно простейшее электротехническое устройство — трансформатор. Его можно увидеть в любом радиоприемнике. Назначение трансформатора—преобразовывать переменный ток: из тока высокого напряжения получать ток низкого напряжения и наоборот. Достигается это просто. На железный сердечник помещены две изолированные друг от друга обмотки: первичная, на которую подается преобразуемый ток, и вторичная, откуда снимается ток преобразованный. Переменный ток первичной обмотки создает переменное магнитное поле и железном сердечнике. А оно, в свою очередь, наводит переменный ток во вторичную обмотку, намотанную на тот же сердечник. Вот и все. Причем обратите внимание: вторичная обмотка не имеет никакого контакта с первичной. А для возбуждения кольцевого плазменного разряда как раз и требуется освободиться от контактов.

Словом, у физиков возникла идея: устроить «звездную спичку» в виде трансформатора. На железный сердечник решили намотать обычную проволочную первичную обмотку, с тем чтобы роль вторичной обмотки передать... плазме.

Час от часу не легче!

Попробуй-ка намотай на что-нибудь разреженный газ, да еще раскаленный до звездных температур! Но суть дела не так уж сложна.

Вторичная обмотка должна состоять из одного-единственного «газового витка».

Представьте себе замкнутую круглую трубу в форме баранки. На языке геометрии подобное тело именуется тором. Баранка эта окружает железный сердечник с первичной обмоткой. Можно обойтись и без сердечника— лишь бы тор охватывался первичной обмоткой. А внутри камеры находится сильно разреженный газ — тот самый, в котором должен происходить кольцевой плазменный разряд.

На этом принципе действуют так называемые тороидальные камеры — разрядные устройства, на которые сейчас возлагают большие надежды ученые, штурмующие проблему управляемого термоядерного синтеза.