Искусственное солнце

О поимке и разогреве плазмы путем раздробления (диссоциации) ее частиц в магнитной ловушке стоит сказать немного подробнее. Для этого способа годятся ионы молекул водорода, каждый из которых представляет собой пару связанных атомов (лишенных электрона). Молекулярные ионы надо сначала сильно разогнать в специальном ускорителе, а затем впрыснуть в ловушку. Там они будут сталкиваться с частицами холодной плазмы, заранее созданной в ловушке, с нейтральными атомами, друг с другом. И, когда из-за столкновений молекулярные ионы развалятся на части, оказавшись в магнитном плену, когда энергичное движение ускоренного потока частиц преобразуется в их беспорядочную толчею, температура плазмы поднимется поистине сказочно высоко. Как показывают расчеты, таким способом плазму можно раскалить до сотен миллионов, даже до миллиарда градусов!

Справедливости ради заметим, что здесь миллиард градусов — не так уж много. Его еле хватит на возбуждение самоподдерживающегося ядерного синтеза в смеси тяжелого водорода со сверхтяжелым. Чистый тяжелый водород в ловушке и при такой температуре не «загорится». Оказывается, из-за ухода частиц через пробки температура поджога незатухающей термоядерной реакции в магнитной ловушке гораздо выше, чем в надежно запертой плазме. Значит, надо стремиться крепче «закупорить» ловушку, что и пытаются сделать физики. Упомянем и о другой особенности подобных устройств: чем крупнее ловушка, тем легче в ней разваливаются и захватываются в магнитный плен впрыснутые молекулярные ионы. Отсюда вывод: размеры ловушки должны быть возможно большими.

Самая крупная из магнитных ловушек Института атомной энергии Академии наук получила имя «Огра». Построена она под научным руководством лауреата Ленинской премии И. Н, Головина. Макет этого замечательного инженерного сооружения вызвал законное восхищение ученых, собравшихся в сентябре 1958 года в Женеве.

«Огра» — широкая стальная труба (внутренним диаметром 1,4 метра), вокруг которой устроены, обмотки магнитной ловушки.

Расстояние между пробками ловушки может быть доведено до 12 метров. Для впрыскивания в камеру ускоренных ионов молекул водорода устроен особый инжектор. Перед экспериментом в камере создается глубочайший вакуум—давление меньше миллиардной доли атмосферного. Для этого служит система специальных насосов. Об огромном «аппетите» установки говорит хотя бы то, что одна обмотка ее потребляет до четырех тысяч киловатт электроэнергии! Целая энергоподстанция обслуживает этот громадный физический прибор.

Сооружение «Огры», в котором участвовало содружество многих коллективов ученых и инженеров, завершено летом 1958 года. Сообщалось, что после наладки установка будет использована для широких экспериментов, направленных все к той же великой дели — к поискам методов возбуждения мирных термоядерных реакций.

Работа предстоит колоссальная. Еще до постройки «Огры» теоретики предсказали немало «подводных камней» на пути грядущих исследований. Но трудности не пугают физиков, твердо уверенных в конечной победе. Настало время, когда движение вперед в проблеме искусственного солнца возможно лишь с помощью мощнейших экспериментальных средств, на основе опытов фантастической сложности и точности.

Другой дороги нет.

«Не делая этого, — пишет И. В. Курчатов, — мы напоминали бы того софиста, который утверждал, что не войдет в воду, пока не научится плавать».

НА БЛИЖАЙШИХ ПОДСТУПАХ

Несмотря на немалые успехи в борьбе науки за искусственное солнце, физики еще предпочитают говорить, что исследования проблемы пока находятся в стадии разведки. Но если это и разведка, то, безусловно, очень глубокая. Искатели «звездной спички» уже близки к разгадке тайны устойчивости плазмы, к долгожданным вершинам сверхвысоких температур, которые без взрывов воспламенят термоядерный синтез в мирных реакторах электростанций, заводов, кораблей. Залогом грядущих успехов служит хотя бы то, что чем дальше продвигаются исследования, тем больше появляется новых идей, новых направлений экспериментальной работы.

Есть опасение, например, что в обычной магнитной ловушке плазма окажется не слишком устойчивой из-за выпуклостей на ее поверхности. Целые комки плазмы, отделяясь от выпуклостей, могут вываливаться наружу. Чтобы избежать таких неустойчивостей, можно надеяться уложить плазму как бы на магнитные «подушки»— удержать ее системой магнитных полей, которые всюду сделают поверхность плазменного скопления вогнутой.

Стремясь укрепить, утрамбовать и разогреть плазму, физики предложили и другое — строить камеры в форме полого кольца, свернутого на манер восьмерки. Плазма в них укрепляется как бы скрученным в жгут магнитным полем и под напором магнитного же «насоса» может быть сильно раскалена. Такая идея на Второй женевской конференции была обо-снована учеными США. Американский физик Л. Спитцер построил на ее основе экспериментальную камеру под названием «Стеллерейтор».