Искусственное солнце

Магнитное поле, «продернутое» вдоль шнура плазмы, как бы натягивает его, придает ему упругость и эластичность. Теперь мелкие неоднородности шнур будет выправлять сам. Нечто похожее происходит с мягкой текстильной тесьмой, если продернуть через нее настоящие резинки.

Вот в какой-то мере мы застраховались от губительного действия мелких неоднородностей ручейка плазмы.

Иной режим получается при очень сильном внешнем продольном поле. Тогда плазма не стягивается в шнур при разряде, а равномерно заполняет камеру. Разогреваться плазма будет не под действием пинч-эффекта, а просто из-за своего сопротивления току — подобно спирали в электрической плитке. Однако такой разряд может быть достаточно устойчивым и горячим лишь, если поток плазмы надежно отодвинут от стенок камеры. Возможно ли это?

“РЕССОРЫ"

Изоляция от стенок разрядной камеры требует особых забот как при сильном, так и при слабом дополнительном укрепляющем поле. И тонкий плазменный шнур может, оставаясь однородным по толщине, вдруг равномерно расшириться или изогнуться змейкой и дотронуться своим нежным раскаленным тельцем до ледяной стенки. Тогда он мгновенно остынет, и разряд прекратится.

Любопытно, что стенка при этом почти не пострадает. Несмотря на миллионоградусный жар плазменного ручейка, тепловой энергии в нем сосредоточено мало[9]. Поэтому получается, что не столько стенка разогревается от шнура, сколько, наоборот, шнур остывает от стенки.

Но и от таких аварий нашлось средство.

Поиски привели к неожиданному и удивительно простому предложению. Оказалось, что можно заставить саму стенку отталкивать приблизившийся шнур плазменного разряда, сжимать его. И требуется для этого лишь одно: переменить материал трубки. Делать ее следует не из стекла или фарфора, а из толстого слоя металла. Почему?

Металл — это своего рода тормоз для магнитного поля.

Проникая в металл, магнитные силы возбуждают в нем вихревые движения электронов. Это ведет к рождению в металле собственных магнитных полей. Но «ответное» магнитное поле металла направлено всегда против поля-«пришельца», которое благодаря этому проходит через металл с трудом, преодолевая сопротивление, задерживаясь. К примеру, через десять сантиметров меди магнитное поле проходит за целую секунду.

Явление это известно давно и широко используется в электротехнике. На нем основан, в частности, бытовой электросчетчик. Там задержанный магнитный поток заставляет двигаться металлический диск. И это же явление может спасти шнур плазмы от прикосновений к металлической стенке разрядной трубки. Ведь плазменный ручеек окружен магнитным полем. Приближаясь к металлу, оно как бы вязнет, задерживается. Торможение поля влечет за собой торможение шнура. Словом, магнитное поле здесь действует как рессора, которая мешает шнуру удариться о металлическую стенку трубки и сдавливает, укрепляет поток плазмы.

КОЛЬЦЕВОЙ РАЗРЯД

Вот нам и стали понятны основные черты тороидальных разрядных установок.

Камера-баранка, размещенная каким-либо способом внутри первичной обмотки, которую можно соединить с батареей конденсаторов, накапливающих электрический заряд для импульса, должна быть освобождена от воздуха, а затем наполнена сильно разреженным термоядерным горючим.

Снаружи тор обвивают дополнительной обмоткой. Пропуская по ней постоянный ток, удается создать магнитное поле, предназначенное для выправления мелких неоднородностей и искривлений в шнуре плазмы. Известно нам и средство, оберегающее плазменный ручеек от губительных прикосновений к стенкам: тор надо выполнить из металла (часто его делают из металлических колец с неметаллическими промежутками, чтобы вся баранка в целом была электрическим изолятором и чтобы без помех пропускать извне внутрь трубы магнитное поле).

Все готово к эксперименту.

На первичную обмотку от батареи конденсаторов подается электрический импульс очень высокого напряжения. Как и в любом трансформаторе, этот импульс наводит сильный ток во вторичной обмотке — в «витке» газа, заключенного в тор.

Конечно, наведенный ток с большой охотой побежал бы по металлической проволоке. Но выбора у него нет. Волей-неволей приходится пробивать себе путь в газе.

В первое мгновение это нелегко. Газ — хороший изолятор. Поэтому перед разрядом его полезно сделать хоть немного электропроводным. Для этого газ в торе каким-либо способом ионизируют — предварительно отрывают от небольшой части его атомов электроны. Из нейтральных атомы тогда делаются электрически заряженными. Это облегчает развитие в торе разряда.