Физические основы получения атомной энергии | страница 66

На Солнце и звездах, имеющих огромную массу, частицы раскаленной плазмы удерживаются в определенном объеме силами тяготения; именно поэтому термоядерные реакции протекают в недрах этих светил на неизменном уровне в течение миллиардов лет.

Чем заменить силы тяготения в лабораторных условиях, когда масса разогреваемого вещества мала и поэтому совершенно ничтожные силы тяготения не могут оказывать такого же действия? В 1950 г. академики И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров предложили воспользоваться для теплоизоляции плазмы магнитными силами. Идея магнитной теплоизоляции, предложенная этими учеными, основана в конечном счете на простом физическом явлении, заключающемся в том, что одинаково направленные параллельные токи притягиваются (рис. 35). Поэтому, если через газообразный дейтерий пропускать электрический ток в несколько сот тысяч ампер, то силы магнитного поля, возникающего вокруг тока, будут сжимать со всех сторон отдельные нити тока к центральной его оси. Так как ток течет в газе, то вместе с собой он увлечет и частицы дейтерия, оттягивая плазму от стенок сосуда. Тем самым магнитное поле создаст вокруг плазмы невидимую, но непроницаемую преграду, которая не пропустит частицы к стенкам сосуда. В результате теплообмен между быстрыми («нагретыми») частицами плазмы и холодными стенками резко уменьшится, что и создаст благоприятные условия для достижения высоких температур. Нагревать вещество будет тоже ток, который служит для создания магнитного поля.

Используя идею магнитной теплоизоляции плазмы, советские физики-экспериментаторы научились получать в лабораторных условиях очень высокие температуры, превышающие 1 млн. градусов. Более высокие температуры достигнуты искусственным способом пока лишь при взрыве атомных и водородных бомб.

Работы советских ученых по изучению возможностей осуществления управляемых термоядерных реакций далеко опередили аналогичные исследования, ведущиеся в Англии и США.

Однако это только первый шаг на пути овладения этими реакциями. Много трудностей предстоит еще преодолеть, чтобы создать термоядерный реактор (термоядерную «печку») и сделать реакции, протекающие в нем, безопасными и контролируемыми. Каким способом будут осуществлены управляемые термоядерные реакции, покажет будущее.

Работая над проблемой управляемых термоядерных реакций, физики одновременно ищут других путей для осуществления слияния легких ядер в более тяжелые. Один из таких принципиально новых путей указан членом-корреспондентом Академии наук СССР Я. Б. Зельдовичем, теоретически обосновавшим еще в 1954 г. возможность ядерной реакции синтеза нового типа, в результате которой образуется гелий из водорода при обычной температуре. В конце 1956 г. реальность этого пути была подтверждена в предварительном эксперименте американским физиком Альварецом.