Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Вот нам и стали понятны основные черты тороидальных разрядных установок.

Камера-баранка, размещенная каким-либо способом внутри первичной обмотки, которую можно соединить с батареей конденсаторов, накапливающих электрический заряд для импульса, должна быть освобождена от воздуха, а затем наполнена сильно разреженным термоядерным горючим.

Снаружи тор обвивают дополнительной обмоткой. Пропуская по ней постоянный ток, удается создать магнитное поле, предназначенное для выправления мелких неоднородностей и искривлений в шнуре плазмы. Известно нам и средство, оберегающее плазменный ручеек от губительных прикосновений к стенкам: тор надо выполнить из металла (часто его делают из металлических колец с неметаллическими промежутками, чтобы вся баранка в целом была электрическим изолятором и чтобы без помех пропускать извне внутрь трубы магнитное поле).

Все готово к эксперименту.

На первичную обмотку от батареи конденсаторов подается электрический импульс очень высокого напряжения. Как и в любом трансформаторе, этот импульс наводит сильный ток во вторичной обмотке — в «витке» газа, заключенного в тор.

Конечно, наведенный ток с большой охотой побежал бы по металлической проволоке. Но выбора у него нет. Волей-неволей приходится пробивать себе путь в газе.

В первое мгновение это нелегко. Газ — хороший изолятор. Поэтому перед разрядом его полезно сделать хоть немного электропроводным. Для этого газ в торе каким-либо способом ионизируют — предварительно отрывают от небольшой части его атомов электроны. Из нейтральных атомы тогда делаются электрически заряженными. Это облегчает развитие в торе разряда.

Ток нарастает, ибо электрически заряженные частицы сразу же подхватываются наведенным полем. Ионизируется все большее количество атомов. Возникает плазма. А она проводит ток не только не хуже, но гораздо лучше, чем металл. Разряд в такой «стерильной», свободной от примесей плазме, ни на что не натыкающейся в стремительном вихре, да еще со всех сторон укутанной в магнитное поле, должен длиться значительно дольше, чем в прямых трубках, и, если верить предсказаниям теории, может сопровождаться весьма большим подъемом температуры.

Опыты в тороидальных камерах советские физики ведут уже давно. Еще в 1953 году молодой теоретик В. Д. Шафранов разработал теорию устойчивости разрядов в подобных аппаратах. И они строились нашими исследователями в разных вариантах.

Примером разрядной камеры, устроенной в виде баранки, может служить крупная тороидальная установка Института атомной энергии — воздушный (без железного сердечника) трансформатор, первичная обмотка которого (20 витков толстой медной шины) навита прямо на камеру-баранку с внутренним диаметром трубы в полметра и средним диаметром тора метр с четвертью. Советские физики докладывали об этой установке на Второй женевской конференции осенью 1958 года. Более внушительные размеры имеет тороидальная установка «Зэта» в Харуэлле (Англия). Она была изготовлена под руководством знаменитого физика Джона Кокрофта и вступила в строй в 1957 году. Это — трансформатор с двумя железными сердечниками, которые охватывают тор на манер звеньев цепи. Первичная обмотка сделана на сердечниках. Наконец, еще большие размеры, чем «Ззта», имеет советская камера «Альфа», также с железными сердечниками. Диаметр ее трубы—1,5 метра, а средний радиус тора — 3 метра.

Жизнь плазмы в современных тороидальных камерах длится несколько тысячных долей секунды — вместо миллионных долей секунды, как в прямых трубках. Разряд получается в тысячи раз долговечнее! Это, бесспорно, немалый успех.

Однако программа, рисовавшаяся в умах теоретиков, опытами еще далеко не выполнена. Очень высоких температур в тороидальных установках возбудить пока не удалось. Мешает многое. Металлические стенки камер, дополнительное укрепляющее поле хоть и помогли разряду, но не дали возможности решить задачу до конца. Физики еще не научились запускать кольцевой вихрь плазмы вполне устойчиво.

Что ж, не мудрено. Плазма не велосипедное колесо.