Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Одно из направлений — подъем мощности электрического импульса, вызывающего плазменный разряд. Немалый эффект сулит здесь, в частности, увеличение емкости конденсаторных батарей, накапливающих электричество для импульса. Благодаря появлению новых диэлектрических материалов — титанатов бария, открытых советским ученым Б. М. Вулом, — удается значительно уменьшить размеры конденсаторов, повышая одновременно их емкость.

Но не следует забывать, что конденсатор—лишь копилка энергии. Собранное электричество практически мгновенно «вытекает» из нее. На новую зарядку конденсаторной батареи уходит время. А пока конденсаторы заряжаются, разрядная установка бездействует.

Гораздо лучше питать разрядные камеры непосредственно от мощного источника электрического тока. И такая возможность существует.

В Австралийском национальном университете взамен конденсаторов разрядная установка оснащается большим униполярным генератором. Что это такое?

Всем известна обыкновенная динамо-машина, где электрический ток рождается в проволочной обмотке якоря, вращающегося между неподвижными полосами магнита. Так вырабатывают ток достаточно высокого напряжения, но не слишком большой силы, ибо сильные токи в тонкой проволоке обмотки протекать не могут. Укорачивая обмотку якоря динамо-машины и делая ее более толстой, вы добьетесь увеличения силы тока. А если вместо обмотки якоря применить просто сплошной металлический диск? Тогда и получится униполярный генератор. Соединив центр вращающегося диска с краем, мы снимем максимальный ток.

Униполярный генератор Австралийского университета выглядит весьма солидно. Четыре его диска, сделанные из малоуглеродистой стали, весят по 19 тонн каждый. Они вращаются между полосами громадного магнита со скоростью 900 оборотов в минуту. Ток достигает миллиона ампер. Никакими твердыми контактами — щетками — снять его с дисков невозможно. Для этого приходится применять струи расплавленного металла натрия или сплава натрия с калием. Конструкторы генератора полагают, что каждый мощный импульс будет длиться не менее полусекунды. Это в тысячи раз дольше, чем в тороидальных установках, и в миллионы раз дольше, чем в прямых разрядных трубках, питаемых от батарей конденсаторов.

Немало мер «оздоровления» и укрепления плазменных разрядов изучают сейчас физики. И они твердо надеются на успех. Речь идет о конкретных путях подъема температуры этим способом до 15, даже до 25 миллионов градусов. Многое, очень многое, правда, еще предстоит проверить на опыте.

Однако всегда ли необходимы сами разряды?

Дорога к искусственному солнцу отнюдь не прямая, отнюдь не гладкая. Это скорее лабиринт, где нелегко отыскать верное направление, где часто попадаются провалы и тупики. Неудивительно поэтому, что поход искателей «звездной спички» разворачивается широким фронтом. Опыты с электрическими разрядами в плазме, о которых вы читали до сих пор, занимают лишь отдельный участок этого фронта.

При электрических разрядах плазма с неудержимой стремительностью движется и разогревается «на ходу». Именно движение плазменного ручья порождает те магнитные объятия, которые сдерживают поток частиц и сжимают его, повышая температуру. В бешено мчащемся потоке плазмы частицы как бы держатся друг за друга, и он сам себя укутывает в «пеленки» магнитного поля. Однако пеленки эти получаются довольно-таки жиденькими. Правда, кроме собственных магнитных сил, в разрядных камерах на плазму действуют и дополнительные поля, наложенные извне, — все эти «резинки» и «рессоры», о которых вы читали выше. Но они не играют основной роли в удержании и нагреве плазмы, а служат, по выражению Л. А. Арцимовича, всего лишь «лекарством» для борьбы с неустойчивостями.

В 1953 году советский физик Г. И. Будкер (ныне член-корреспондент Академии наук СССР) задумал освободить рыхлую, развалившуюся плазму от необходимости одеваться «на бегу» в самодельные слабенькие магнитные «пеленки». Ученый предложил попробовать задержать электрически заряженные частицы плазмы, устроив для них прочную и теплую магнитную постель. После этого можно без излишней торопливости, спокойно и мягко каким-либо способом извне воздействовать на плазму, с тем чтобы вызвать уже совсем спокойное ее термоядерное «горение».

Отметим сперва, что физики хорошо научились заранее заготавливать плазму. Для этого служат всякого рода плазменные источники, где плазма образуется с помощью газовых разрядов или, скажем, взрывов тонких проволочек, а затем «выплевывается» более или менее плотными струями или сгустками.