"Энергия будущего" - читать интересную книгу автора (Проценко А.Н.)

сливаться ядра, следовательно, тем больше выделится термоядерной энергии.
Каковы же величина и скорость ее освобождения?
Пусть в кубическом сантиметре плазмы находится тысяча триллионов (1015)
атомов дейтерия. Тогда при температуре около 40 миллионов градусов
мощность, выделяемая в одном кубическом сантиметре плазмы, будет равна
всего 0,05 ватта. Это не очень много. Если для сравнения мощность обычной,
включенной в сеть электрической лампочки отнести ко всему ее объему, то на
один кубический сантиметр придется около одного ватта мощности, то есть в
двадцать раз больше. Как же можно повысить мощность, выделяющуюся в плазме?
Конечно, увеличивая ее температуру. Например, если нагреть плазму до
400 миллионов градусов, то мощность увеличится до 7 ватт на кубический
сантиметр.
Но ведь нужно еще как-то получить такую колоссальную температуру! Может
быть, попробовать другие элементы? Очень заманчиво было бы использовать
для синтеза водород, наиболее доступный и распространенный в природе
элемент. Увы! Оказывается, соударения ионов водорода очень редко
заканчиваются слиянием их ядер с выходом энергии. Поэтому мощность,
выделяемая в единице объема водородной плазмы, очень мала.
Однако в недрах Солнца реакция взаимодействия ядер водорода протекает с
заметной скоростью даже при меньшей температуре, равной всего 20 миллионам
градусов. В чем же здесь дело? Оказывается, в том, что наСолнце плотность
плазмы в значительной степени выше.
Кроме того, и это особенно важно, относительно малая величина мощности,
выделяемой в единице его объема, не имеет особого значения, так как масса
светила огромна и во всем его объеме происходит громадное количество
реакций, обеспечивающих его "горение".
Но для земных условий нужно искать более интенсивные процессы. К
счастью, один такой есть: это реакция двух изотопов водорода - тяжелого и
сверхтяжелого, дейтерия и трития. При 40 миллионах градусов и плотности
10^15 ядер в кубическом сантиметре мощность, выделяемая в такой плазме
(Д-Т), составляет около 2 ватт в кубическом сантиметре, а при температуре
100 миллионов градусов уже около 50 ватт.
Как мы увидим дальше, нагреть плазму до такой высокой температуры очень
сложно. Поэтому возникает вопрос: а нужно ли стараться так ее поднимать?
Ведь и при меньшей температуре энергия все равно будет выделяться!
Стараться, к сожалению, нужно. И вот почему: мы хотим получить такой
источник энергии, в котором происходила бы самоподдерживающаяся реакция
синтеза.
Другими словами, нам нужно создать установку, в которой энергия,
затраченная на создание плазмы с высокой температурой, то есть на
получение термоядерной реакции, была бы существенно меньше выделяющейся.
Картина здесь подобна зажиганию костра. Мы знаем, что получим от него
тепловой энергии больше, нежели от зажженной спички, сыгравшей роль
поджигателя.
По мере повышения температуры плазмы потери тепла, то есть потери
энергии, увеличиваются. Происходят они в виде тормозного рентгеновского
излучения, возникающего при взаимодействии электрона с электрическими
полями ионов. При наличии в плазме магнитных полей возникает еще так
называемое синхротронное (циклотронное) излучение, обусловленное
центростремительным ускорением частиц, вращающихся в магнитном поле.