И все же это первые радиосигналы из космоса. Ведь земные импульсы прошли огромные расстояния, прежде чем отразились и вернулись обратно на Землю. Но вернулись они уже не те; они были совсем не похожи на сигналы, посланные радиостанцией Ван дер Поля. Взаимодействуя с электронами, с другими частицами, потоками энергии и разреженного вещества высоко над планетой, они изменились, преобразовались. Они несли уже информацию о космосе. Так возвращаются души преображенные.
...Надеюсь, читатель, уже слышавший или читавший об эффекте Штермера, не пожалеет времени на знакомство с историей вопроса и первыми публикациями по этой теме. Самое же интересное состоит в том, что до поры до времени журналисты и любители астрономии как будто забыли о разгадке, данной самим Штермером, которому в период повального увлечения марсианами и в голову не пришло призвать их на помощь.
Но если бы это не было забыто, автор этих строк прочитал бы готовый ответ - в беглом изложении журналистов. Результаты были бы иными, тривиальными. Решусь спросить теперь читателя: увидел ли он в объяснении, данном самим Штермером, что-нибудь относящееся к управляемому термояду?
Еще несколько страниц - и автор этих строк ответит на тот же вопрос вполне самостоятельно.
КОЛЬЦО ШТЕРМЕРА
Высокотемпературная плазма должна быть достаточно устойчивой. Если ее не удержать на какое-то время - реакция синтеза легких ядер не даст энергии или даст ее меньше, чем затрачено на работу установки. Это главное условие. С ним прямо связано и второе условие: концентрация (плотность) частиц плазмы должна быть довольно высокой. Американский физик Дж.Д. Лоусон сформулировал критерий: произведение времени удержания плазмы на плотность ее частиц должно быть выше порогового значения. Если это так, то устройство термоядерного синтеза отдает больше энергии, чем получает. Он нашел и численное значение этого порога. За это ведут борьбу физики. Для термояда нужна плазма с температурой примерно 60 миллионов градусов. Плотность дейтериево-тритиевой смеси при этом составляет 1014 частиц на один кубический сантиметр. А время удержания подчиняется условию или критерию Лоусона:
nty > 1014 cm-3c
Отсюда, впрочем, определяется любая из величин, если другая задана: n плотность частиц, ty - время удержания плазмы.
При названных величинах время удержания составляет одну секунду. Этого в принципе достаточно, чтобы процесс пошел с позитивным балансом и энергию можно было отвести.
Плазма не должна касаться стенок рабочей камеры, иначе она мгновенно охладится и реакция синтеза остановится - при низкой температуре (относительно низкой, разумеется) у легких ядер не будет достаточной энергии, чтобы преодолеть силы отталкивания, и они не будут сливаться друг с другом. Кроме того, даже легкое касание стенок "отравляет" плазму посторонними примесями, а это тоже препятствие на пути синтеза ядер.
Вот почему специалисты сразу пришли к решению использовать камеры в виде тороидов-бубликов. При этом кольцевой жгут плазмы замкнут сам на себя, у него нет "торцов" - ни начала, ни конца. От остальной поверхности он отделяется магнитным полем, которое создает как бы стенки тороидальной емкости.
Так устроены, например, ловушки-токамаки. В этих приборах через плазму пропускается ток. Он создает магнитное поле, которое участвует в формировании удерживающей магнитной поверхности. Иначе устроены другие ловушки - стеллараторы. В них есть внешние винтообразные обмотки с проводом, которые окружают тороид камеры. По ним-то вместо плазмы и пропускается ток для создания удерживающих сил. Их преимущество - ток не зависит от состояния плазмы. Преимущество токамаков - ток помимо создания магнитного удерживающего поля еще и нагревает плазму, повышает ее температуру, что является необходимым условием синтеза ядер. И уже получены температуры в десятки миллионов градусов. Впервые токамаки были созданы в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова.
Вот уже не одно десятилетие физики возлагают надежды на магнитные ловушки обоих типов - в нашем отечестве и в США. Некоторые успехи налицо, но они даются все большей ценой, и продвижение вперед давно уже напоминает неспешное соревнование черепахи с Ахиллесом, как бы олицетворяющим требования времени. А ведь после решения проблемы удержания плазмы на повестку дня встанут вопросы экономичности. А нынешние монстры-ловушки плазмы меньше всего ассоциируются с реальностью и инженерной практикой.
