Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Разумеется, замечательную роль сыграло бы здесь полное прекращение тягостной «холодной войны».

Во всяком случае, термоядерный реактор будет создан. С этим не спорит никто.

И уже сегодня мы можем кое-что сказать о земном образе искусственного солнца, сотворенного всепобеждающим человеческим трудом.

Мы должны несколько разочаровать романтиков, которые, читая эту книгу, может быть, ожидали в конце концов описания какого-то подобия настоящему Солнцу — скажем, гигантского термоядерного огня, зажженного на искусственном спутнике Земли.

Проблема решится куда проще, будничнее.

Очевидно, то будет скромная обликом электростанция, может быть похожая внешне на прославленную АЭС под Москвой, которая летом 1954 года открыла эру ядерной энергетики.

Заглянем в завтра. На берегу небольшой реки воздвигнуто здание, мало похожее на обычную электростанцию. Никаких дымовых труб, подъездных рельсовых путей с платформами угля и шлака. Топливо черпается прямо из реки. Или, может быть, запас тяжелого водорода и лития (из которого прямо в термоядерном реакторе добывается сверхтяжелый водород) в количествах, гораздо меньших, чем уран для атомной электростанции, раз в год привозят сюда на небольшом грузовике.

В центре здания станции — термоядерный реактор. Через смотровые окна или телевизионные установки можно наблюдать его горячую зону — большое облако разогретой до звездных температур голубоватой плазмы. Это и есть, собственно, искусственное солнце.

Плазма висит в незримом мешке магнитного поля и периодически разогревается. Повышениями температуры вызываются вспышки цепного термоядерного синтеза.

Если топливом служит смесь дейтерия с тритием, то размер активной зоны не так уж велик—что-то около метра. И кубометр «горящей» плазмы дает миллион киловатт энергии!

Очень ли обилен окажется поток излучения реактора? Нет, несмотря на сверхвысокую температуру, он не будет катастрофически огромным. Ведь плотность плазмы ничтожна, и поэтому прозрачность ее весьма высока.

Значит, и излучает она не слишком сильно—примерно так же, как твердое тело, раскаленное до 5000 градусов.

5000 градусов — это почти температура атмосферы Солнца. Тем не менее светиться активная зона реактора будет довольно слабо. Лучистый поток изольется главным образом в форме невидимых ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, которые не успеют «постареть», как «стареют» лучи в недрах Солнца, не успеют «раздробиться» в фотоны видимого света.

Термоядерный «котел» послужит также источником нейтронов. И эти частицы не пропадут. Они, как мы уже говорили, найдут применение для расширенного воспроизводства трития. А лучистое богатство тем или иным способом будет преобразовываться в электрический ток (через посредство теплоносителей, тепловых котлов и турбин, либо с помощью полупроводниковых батарей).

Однако есть надежда обойтись без теплоносителей, турбин и фотоэлементов.

Весьма заманчив другой метод отвода освобождающейся энергии — простой и вместе с тем удивительно красивый физически. Его возможности указал в 1954 году упоминавшийся уже нами Г. И. Будкер. Речь идет о прямом превращении энергии термоядерного синтеза в электрический ток. Вот суть этого метода.

Атомные ядра изотопов водорода, набравшие в звездном жаре плазмы колоссальные скорости хаотического движения, будут сталкиваться друг с другом и сливаться, освобождая дотоле спавшую в них гигантскую энергию. Получившая волю энергия синтеза в значительной доле (в дейтерии — две трети всей выделяющейся энергии) передастся самим же атомным ядрам. И они станут двигаться еще быстрее. Но ведь частицы эти — электрически заряжены. А движение электрических зарядов, как вы знаете, обязательно порождает магнитное поле. Значит, возникновение мощной самоподдерживающейся термоядерной реакции повлечет за собой появление столь же мощной вспышки магнитного поля.

Представим себе теперь, что плазма в реакторе удерживается внешним магнитным полем. Вот мы усилили поле, сжали плазму, тем самым возбудив в ней цепную термоядерную реакцию. Энергия синтеза освобождается мощным потоком термоядерного магнитного поля, которое сметает прочь внешнее поле и вырывается наружу. При этом плазма расширяется, охлаждается, и цепная термоядерная реакция в ней затухает. Но мы вновь сжимаем плазму внешним полем, снова вызываем цепной процесс синтеза и рожденную им могучую вспышку внутреннего магнитного поля. Такие импульсы повторяются очень часто. И в такт с ними реактор выбрасывает магнитное поле, созданное термоядерным синтезом. Преодолевая давление внешней магнитной ловушки, оно будет периодически вылетать из реактора.