Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

бензиновым! Даже при стократном росте потребления этих запасов хватит на

миллиарды лет.

Технология ядерного синтеза несложна. Ядра дейтерия и трития — изотопов

водорода, составлены из протона плюс один или два нейтрона. Если эти ядра

сольются, то возникнут новое летящее ядро гелия (оно несет пятую часть энергии

синтеза) и осколок — свободный нейтрон (четыре пятых энергии). Отобрать энергию

реакции можно нагревом воды.

Чтобы воплотить в жизнь эту очередность действий, нужно сначала решить простую

задачу: как сблизить ядра, ведь они расталкиваются электрическими силами?

Выяснилось, что подвести ядра вплотную друг к другу можно тремя способами.

Инерцией, например. Если ядро-снаряд сильно разогнать, то при большой скорости

оно проскочит в мертвую зону около ядра-мишени, где ядерное притяжение уже в

сотни раз сильнее электрического отталкивания. А разогнать ядро можно на

ускорителе (это пока экономически невыгодно) или нагревом газа (потому и

называется синтез термоядерным).

Второй способ сближения — сжать смесь нужных атомов какими-то сторонними силами,

очистив ядра от электронной "скорлупы". Этот способ оказался вполне приемлемым.

И еще одно предложение: погасить расталкивание особым ядерным "клеем" из мюонов

— элементарных частиц.

Еще в середине века ученые отважно взялись за решение проблемы "термояда", хотя

кое-что оставалось неизвестным. Какова же природа ядерных сил? Почему они в

миллионы раз интенсивнее химических сил? Отчего эти силы действуют только вблизи

ядер, зависят от их ориентации и скорости, а вне ядра быстро исчезают?

За последние тридцать лет появились (но пока только в лабораторном исполнении

или только в мыслях, уже подкрепленных расчетами и опытами) три класса

гипотетических конструкций ядерных реакторов синтеза будущего.

Весьма перспективными оказались лазерные реакторы. Под руководством академика

Н.Г.Басова в Физическом институте АН СССР уже построены гигантские модели,

напоминающие сказочных спрутов. Стеклянные шарики с газовой начинкой

расстреливаются сотнями лазерных вспышек, с разных сторон согласованно бьющих в

одну цель. Горящие мишени сжимаются расширяющимся газом, плазма начинает

рассеиваться, но за миллиардные доли секунды часть ядер успевает слиться. Пока

что показатели таких пушек почти рекордны: температура плазмы уже достигла

нужных 100 млн. градусов, но плотность ее надо поднять еще раз в пятьдесят.

Самое заслуженное и, видимо, наиболее перспективное направление разработок,

родившееся в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова, — токамаки. (Это

название образовано из слов ТОк, КАмера, МАгнитные Катушки. Другая расшифровка:

Тороидальная КАМера с АКсиальным магнитным полем.) В тороидальной камере газ

греется, а плазму от соприкосновения со стенками удерживают огромные магнитные

поля. На токамаках удалось нагреть плазму до 250 млн. градусов, но плотность или

время удержания ее надо бы увеличить раз в десять.

Какой сосуд выдержит такую высокую температуру? Прикоснувшись к стенкам сосуда,

плазма либо охладится до такой температуры, при которой реакция станет

невозможной, либо испарит стенку, как испарила стальную башню и песок при

термоядерном взрыве на атолле Бикини. Никакой материал не может выдержать таких

высоких температур, и поэтому в 50-х годах вопрос: "В чем держать плазму?"

привлек внимание ученых всего мира.

Физики Советского Союза, США и Великобритании, являвшиеся в то время "атомной

тройкой", разъединенные непроницаемым барьером секретности, примерно в одно

время начали работать над этой проблемой. После выступления И.В.Курчатова в

Харуэлле в 1956 г., где он неожиданно для английских и американских физиков

"раскрыл карты" и рассказал о самых "секретных" термоядерных исследованиях,

барьер секретности был снят. Выяснилось, что физики трех разных стран пришли к

одному выводу: единственная возможность удержать плазму и не дать ей охладиться

— использовать магнитное поле. Невидимое, неосязаемое, оно прочной сетью силовых

линий будет держать плазму вдали от стенок любого сосуда, которые она могла бы

испепелить. Выяснилось также, что физики СССР, США и Англии не только

разработали однотипные установки, но и получили на них примерно одинаковые

параметры плазмы. Более того, жаргонные названия установок также оказались