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

Итак, по мере увеличения температуры величина энергии, выделяющейся при
синтезе в единицу времени, возрастает. Но с ростом температуры
увеличиваются и потери тепла из плазмы. Казалось бы, это плохо. Однако в
рассматриваемой области температур (50- 150 миллионов градусов) выделение
энергии с повышением температуры растет быстрее потерь. А это означает,
что существует какая-то температура, при которой величина выделяемой
энергии сравняется с ее потерями. Она будет для данного процесса
минимальной, или, как аттестуют ее физики, критической. Для реакции
дейтерия с тритием она равна примерно 40 миллионам градусов. На самом же
деле необходимая температура должна быть более высокой. Ведь еле
теплящийся костер может быстро погаснуть из-за потерь тепла, вызванных
ветром или дождем. А если он хорошо разгорается, температура его высока и
пламя пышет, то он будет гореть даже в непогоду, то есть при больших
потерях энергии.
Что еще нужно предпринять, чтобы осуществить в плазме
самоподдерживающуюся реакцию синтеза?
Мы пока почти ничего не говорили о ее плотности.
Для примера была взята величина 1015 атомов в кубическом сантиметре,
что приблизительно соответствует одной десятитысячной плотности земной
атмосферы, то есть практически - это вакуум. Если ее еще понизить, то
скорость выделения энергии - мощность - окажется слишком малой, чтобы
представлять практический интерес. Ну а если повысить, приравнять,
например, к плотности воздуха при атмосферном давлении? Тут мы столкнемся
с другой неприятностью: по мере роста температуры такой плазмы начнется
стремительный рост давления, которое достигнет сотен тысяч атмосфер.
Никакие стенки сосудов не смогут удержать такой напор!
Вот почему в различных проектах термоядерных установок плотность плазмы
выбирают в диапазоне Ю16 частиц в кубическом сантиметре.
Как это часто бывает, решение одной проблемы вызывает другую, которую
также нужно решать. При таких низких плотностях в плазме, несмотря на
очень высокие температуры, при которых естественны большие скорости
движения, ядра элементов проходят гро мадный путь (до ста тысяч
километров!) прежде, чем вступают в реакцию синтеза. (Конечно, соударяться
между собой они будут гораздо чаще, однако эти соударения будут упругими,
что не приводит к синтезу.)
Но если ядра совершают такой большой путь, значит, они будут налетать и
на стенки сосуда и, отражаясь от них, терять энергию. Этого как раз и
нельзя допускать.
Интересно, что основной проблемой здесь оказалось не испарение стенок
камеры, в которую заключена плазма. При указанной выше и даже большей
плотности и температуре в десятки миллионов градусов стенки сосуда,
сдерживающего плазму, не только не расплавляются, а даже не повреждаются.
Проблема состоит в том, чтобы в результате контакта с ними плазма не
охлаждалась и термоядерная реакция не затухала. Значит, нужно освоить
такой метод удержания ее частиц, который исключал бы соприкосновение их со
стенками.
На Солнце и в других звездных телах удержание частиц происходит за счет
сил гравитации, являющихся эффективным барьером на пути их движения.
Однако на Земле эти частицы так не удержать, слишком мала здесь сила
гравитации. И вот тут-то н наступил один из критических поворотов в