Кандидат физико-математических наук Л. Ашкинази
«Химия и жизнь» №7, 2005
- Откуда дровишки?
- Отец, слышишь, рубит, а я отвожу
- Маленький быстрый или большой медленный
- Странный трансформатор
- Еще раз о дровах
- Лед и пламень
- К вопросу о проводах
- Чисто не там, где метут, а там, где не сорят
- Зеленые и спекуляции
Лед и пламень
Проблема заключается в том, что слиянию ядер препятствуют электрические силы расталкивания. Поэтому для синтеза необходимо преодолеть кулоновский барьер, то есть совершить работу против сил расталкивания, сообщая ядрам необходимую энергию. Существуют три возможности. Первая — разогнать в ускорителе пучок ионов и бомбардировать ими твердую мишень. Этот путь неэффективен — энергия расходуется на ионизацию атомов мишени, а не на сближение ядер. Второй путь — направить навстречу друг другу два ускоренных пучка ионов. Этот путь неэффективен из-за низкой концентрации ядер в пучках и малого времени их взаимодействия. Другой путь, по которому и направились физики, покурив у очередного камня с полустертой надписью «Налево пойдешь... направо пойдешь...», — нагрев вещества до высоких температур (порядка 100 млн градусов). Чем выше температура, тем выше средняя кинетическая энергия частиц и тем большее их количество может преодолеть кулоновский барьер.
Плазма живет в магнитном поле. Постоянное поле можно было бы создать постоянным магнитом, хотя здесь есть ограничения. Но в данном случае вопрос о постоянном магните не возникает, потому что поля нужны переменные. Значит — электромагнит. В нем есть обмотка, у обмотки есть сопротивление, а при протекании по ней тока выделяется тепло. Когда это происходит в плазме, тепло идет в дело, а в обмотке — все наоборот. И тепло надо отводить (сгоревшая изоляция неэкологична...), и энергию на пропихивание тока по обмоткам приходится тратить. Причем с токамаком ситуация такова, что на работу электромагнитов тратилась бы заметная доля полученной энергии. Обидно, Вань! Причем эта ситуация в новой энергетике возникает не первый раз. Когда собирались делать магнитогидродинамический генератор, тоже возникла проблема питания магнита. Решение известно: сверхпроводимость. Осталась мелочь — воплотить в металл. Но... Приведем один частный пример.
