Покоренная плазма - Борис Васильевич Фомин

С этим мириться было нельзя. И советские специалисты нашли выход из этого положения.

Вместо трех проводов между Куйбышевом и Москвой было решено натянуть девять — по три провода на каждую фазу.

Что это дает, можно понять из рисунка.

Внизу изображено электрическое поле вокруг одиночного толстого провода, сверху — электрическое поле при расщеплении фазы. Вместо одного толстого взято три тонких провода, разнесенных в пространстве.

В этом случае электрическое поле вокруг проводов получается не таким сильным и искаженным, не таким густым и коронный разряд не возникает.

Миллионы киловатт-часов электроэнергии оказываются спасенными.

Так инженеры «расправились» с короной и не дали ей возможности приносить вред.

Глава XIII

Будущее в настоящем

Вот мы и подошли к концу рассказа о подвигах, которые совершила и совершает на благо человека плазма. Перебрав их в памяти, можно уверенно сказать, что сейчас вряд ли найдешь какую-либо отрасль науки и техники, которая не пользовалась бы замечательными свойствами четвертого состояния вещества. Человек покорил плазму, заставил ее работать на себя.

Но люди ненасытны в стремлении овладевать все новыми и новыми тайнами природы. Подтверждением этого является невиданный расцвет науки и техники, свидетелями которого являемся мы.

Раньше человек только мог мечтать о полетах в космос. Сейчас советские космические ракеты и корабли уверенно вступают в космическое пространство и добывают оттуда ценнейшие научные сведения. Немалая заслуга в этом принадлежит и большому отряду ученых и инженеров, покоривших плазму и создавших удивительные плазменные приборы. Роль их труда будет не менее важной и в будущем.

Будущее… Его даже писатели-фантасты представляют неотчетливо. Увереннее они, пожалуй, пишут лишь об одном — о необыкновенном расцвете техники, о всеобъемлющей механизации и автоматизации, об «умных» машинах, которые будут заменять человека в девяноста девяти случаях из ста.

Но и здесь нельзя быть уверенным в том, что техника XXI века станет такой, какой ее рисует фантазия писателя. Наука дарит человечеству порой такие открытия, которые создают для техники новые, никому не ведомые доселе пути.

Примеров этого можно привести немало.

Книжка, которую вы прочли, посвящена плазме. И в этой последней главе, рассказывающей о перспективах ее применения, меньше всего будет фантазии. Здесь мы поговорим о том, над чем ученые работают уже сегодня и что скоро будет осуществлено.

Итак, поговорим о будущем, которое делается сегодня, побываем в лабораториях ученых, посвятивших себя благородной цели — окончательному, полному покорению плазмы.

Управляемая термоядерная…

Многие из вас, наверно, замечали, что когда печь топят не дровами, а углем, то тепла выделяется больше. Но еще сильнее нагреется печь, если в ней сжечь равное по весу количество нефти. Отсюда нетрудно сделать вывод, что уголь более выгодное топливо, чем дрова, а нефть выгоднее угля.

Если перевести эти слова на язык цифр, то получится следующее: один килограмм дров при сгорании выделяет 2,5 киловатт-часа энергии, килограмм угля — 8 киловатт-часов, а нефти еще больше — 11,6.

В последние годы начало применяться еще одно «горючее» — ядерное.

На атомных электростанциях, число которых растет из года в год, тепло добывают не из угля и не из нефти, а из ядерных глубин вещества. Атомные котлы «отапливаются» ураном. Заставляя ядра атомов этого тяжелого элемента распадаться на осколки, получают огромное количество энергии. Один килограмм делящегося урана выделяет 22 миллиона 300 тысяч киловатт-часов!

Выгодное «топливо», не правда ли?

Но ученые, покорив энергию делящихся ядер, и не думали останавливаться на этом. Они стали искать новые кладовые энергии и нашли их.

Все вы знаете о том, что существует водородная бомба. Взрывчатым веществом в этой бомбе является не обычный водород, а «тяжелый». Если ядро атома обычного водорода состоит из одной отрицательно заряженной частицы — протона, то в ядре тяжелого водорода, кроме протона, есть еще один или два нейтрона — незаряженные частицы, которые чуть-чуть тяжелее протонов.

Когда ядра тяжелого водорода удается сблизить друг с другом, то может произойти их соединение, синтез и могут образоваться ядра нового вещества, например, гелия. При этом выделяется огромная энергия, способная совершить колоссальные разрушения.

Сблизить ядра тяжелого водорода — задача нелегкая, потому что нужно преодолеть колоссальные силы отталкивания. Лишь при температуре в миллионы градусов удается добиться этого и дать начало термоядерной реакции.

Вот почему в водородную бомбу в качестве запала помещают обычную атомную, которая, взорвавшись, создает нужную температуру и заставляет соединяться ядра тяжелого водорода.

Взрывы бомб несут разрушения и смерть. Они — орудие войны.

Чтобы термоядерная реакция приносила пользу, нужно замедлить ее, заставить выделять энергию не мгновенно, не толчком, а постепенно.

Из большого бака воду можно вылить двумя способами: опрокинуть бак и всю воду вылить сразу или открыть кран и выливать воду тонкой струей. Прикрывая кран, можно регулировать мощность струи.

Ученые, работающие над проблемой управляемой термоядерной реакции, как раз и хотят добиться того, чтобы энергия соединения ядер водорода выделялась медленно, струей.

Добиться этого пока не удалось, но, когда задача будет решена, люди получат целый океан энергии.

Море нельзя вычерпать ведром. Термоядерная энергия — это море, из которого человек будет брать энергии столько, сколько нужно.

На земле неисчислимые запасы водородного горючего. Один килограмм тяжелого водорода, превратившись в гелий, способен выделить 177 миллионов 500 тысяч киловатт-часов энергии! Это в двадцать два миллиона раз больше по сравнению с углем. По этой цифре можно судить, насколько выгодно овладение термоядерной энергией.

Но причем здесь плазма? — могут спросить некоторые читатели.

А притом, что без плазмы эту проблему не решить.

Побывайте на Выставке достижений народного хозяйства СССР. Там в павильоне «Атомная энергия в мирных целях» вы увидите установки, в которых удалось получить температуру в несколько миллионов градусов. Установки эти плазменные, их создано несколько типов.

Посмотрите на рисунок, изображающий схему одного из плазменных нагревателей (стр. 212). Тут конденсатор — кладовая энергии. Когда эта «кладовая» наполнится зарядами, между искрами разрядника проскакивает искра. Ток возникает и в разрядной камере, изображенной прямоугольником. На мгновение там рождается плазма. Мощное магнитное поле сжимает плазму в огненный жгут и отгораживает ее от стенок. Сама плазма тоже начинает «уплотняться», сжиматься еще больше. В плазменном жгуте возникает «всплеск» температуры до трех-четырех миллионов градусов. В более сложных установках получены температуры пять-шесть миллионов градусов.

Расчеты показывают, что для начала термоядерной реакции нужна температура свыше ста миллионов градусов. Но сейчас никто не сомневается, что труднейшая задача современной науки будет решена. И сделают