Искусственное солнце

В дейтерий добавляли малые примеси более тяжелых атомов (кислорода, азота). Они хоть и разбивались в разряде, но не полностью и поэтому оставались способными испускать свет. По тонким же особенностям спектров излучения таких наполовину разрушенных атомов можно пытаться судить о скоростях их движения. А отсюда уже следовали заключения о температуре плазмы.

Эту методику измерения температуры многие физики признали чересчур сложной, недостаточно разработанной и потому не слишком надеждой. Измеряться могла не только температура, но и просто скорость разогнанных, как в ускорителе, сгусточков плазмы. Недаром первоначальную, оценку температуры разряда в «Зэте» (5 миллионов градусов) впоследствии подвергли сомнению сами же английские ученые. В действительности там развивается не более миллиона градусов (а вернее всего, еще гораздо меньше).

С ошибкой в измерении температуры был связан и другой просчет английских экспериментаторов. Нейтроны, выделявшиеся при разрядах, они поначалу приписали термоядерным реакциям. Но потом новые опыты разубедили их в этом.

Вообще желание скорее приблизиться к манящим вершинам звездных температур подчас толкает физиков на поспешность в заключениях. Один из американских институтов заявил о достижении в простенькой настольной тороидальной камере температуры в 6 миллионов градусов. Мало кто верит этому. Однако стремление обогнать время не вызывает этих усмешек. Оно вносит теплоту, милый человеческий задор во всемирное соревнование искателей «звездной спички». Уж очень она нужна людям! Недаром наука так торопится.

ПИТАНИЕ ТРУБОК

Курс на рекорды звездного нагрева плазмы, взятый современной экспериментальной физикой, заставляет искать новые и новые пути совершенствования разрядных устройств.

Камеры становятся все крупнее, улучшается система откачки из них воздуха и очистка термоядерного горючего. Физики всеми силами стараются спасти плазму от тяжелых атомов, попадающих в нее из стенок камеры.

Одно из направлений — подъем мощности электрического импульса, вызывающего плазменный разряд. Немалый эффект сулит здесь, в частности, увеличение емкости конденсаторных батарей, накапливающих электричество для импульса. Благодаря появлению новых диэлектрических материалов — титанатов бария, открытых советским ученым Б. М. Вулом, — удается значительно уменьшить размеры конденсаторов, повышая одновременно их емкость.

Но не следует забывать, что конденсатор—лишь копилка энергии. Собранное электричество практически мгновенно «вытекает» из нее. На новую зарядку конденсаторной батареи уходит время. А пока конденсаторы заряжаются, разрядная установка бездействует.

Гораздо лучше питать разрядные камеры непосредственно от мощного источника электрического тока. И такая возможность существует.

В Австралийском национальном университете взамен конденсаторов разрядная установка оснащается большим униполярным генератором. Что это такое?

Всем известна обыкновенная динамо-машина, где электрический ток рождается в проволочной обмотке якоря, вращающегося между неподвижными полосами магнита. Так вырабатывают ток достаточно высокого напряжения, но не слишком большой силы, ибо сильные токи в тонкой проволоке обмотки протекать не могут. Укорачивая обмотку якоря динамо-машины и делая ее более толстой, вы добьетесь увеличения силы тока. А если вместо обмотки якоря применить просто сплошной металлический диск? Тогда и получится униполярный генератор. Соединив центр вращающегося диска с краем, мы снимем максимальный ток.

Униполярный генератор Австралийского университета выглядит весьма солидно. Четыре его диска, сделанные из малоуглеродистой стали, весят по 19 тонн каждый. Они вращаются между полосами громадного магнита со скоростью 900 оборотов в минуту. Ток достигает миллиона ампер. Никакими твердыми контактами — щетками — снять его с дисков невозможно. Для этого приходится применять струи расплавленного металла натрия или сплава натрия с калием. Конструкторы генератора полагают, что каждый мощный импульс будет длиться не менее полусекунды. Это в тысячи раз дольше, чем в тороидальных установках, и в миллионы раз дольше, чем в прямых разрядных трубках, питаемых от батарей конденсаторов.

Немало мер «оздоровления» и укрепления плазменных разрядов изучают сейчас физики. И они твердо надеются на успех. Речь идет о конкретных путях подъема температуры этим способом до 15, даже до 25 миллионов градусов. Многое, очень многое, правда, еще предстоит проверить на опыте.

Однако всегда ли необходимы сами разряды?

5. ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ

БЕЗ РАЗРЯДОВ

Дорога к искусственному солнцу отнюдь не прямая, отнюдь не гладкая. Это скорее лабиринт, где нелегко отыскать верное направление, где часто попадаются провалы и тупики. Неудивительно поэтому, что поход искателей «звездной спички» разворачивается широким фронтом. Опыты с электрическими разрядами в плазме, о которых вы читали до сих пор, занимают лишь отдельный участок этого фронта.