Еще немного фантазии.

Еще немного фантазии. Даже если нам удастся осуществить сверхвысокие температуры, проблема полу­чения энергии термоядерных реакций еще не будет ре­шена. Мы сможем зажечь термоядерную реакцию, но надо научиться управлять ею. Нам не удастся использо­вать энергию, если после того, как мы «подожжем» нашу ядерную смесь, произойдет атомный взрыв.

Намечаются два пути исследования энергии термо­ядерных реакций. Первый путь заключается в осуще­ствлении медленного горения ядерной смеси. Так происхо­дит на Солнце и звездах, но мы хотим построить свое маленькое Солнце на земле. Тогда перед учеными встанет еще одна довольно трудная задача: надо будет научиться использовать энергию, получаемую при температуре в миллион градусов.

Пути к этому тоже есть. Умеем же мы использовать энергию нашего большого Солнца, которая получается при 13 миллионах градусов. Сейчас мы еще далеки от ка­ких-нибудь конструктивных решений, но все же можно представить себе, из каких примерно элементов будет состоять термоядерный реактор — искусственное Солнце (рис. 93). По-видимому, в его центре будет находиться нагретая до миллионов градусов плазма, удерживаемая в малом объеме мощными электромагнитными полями. Ионы легких элементов, сталкиваясь друг с другом, всту­пают в ядерные реакции, в результате которых выде­ляется огромная энергия. Возможно, что удастся полу­чить с одного кубического сантиметра центрального объема мощность 1 киловатт или с одного кубического метра — миллион киловатт.

Носителем энергии в ядерных реакциях являются за­ряженные частицы, нейтроны и электромагнитное излуче­ние. Быстрые заряженные частицы отдадут часть своей энергии в центральном объеме, тем самым поддерживая там необходимую для осуществления термоядерной реак­ции температуру. Основную энергию заряженные частицы

clip_image002

Рис. 93. Возможная схема термоядерного реактора — искусственного солнца

потеряют во внешнем объеме вне электромагнитного поля. Эту энергию можно получить в виде тепла, выделенного какой-нибудь поглощающей стеной, окружающей цен­тральный объем. Но можно поступить иначе, превращая энергию заряженных частиц непосредственно в электри­ческую, минуя тепловой цикл (паровой котел и турбину). Заряженные частицы, поглощаясь каким-либо металлом, выбивают с поверхности металла большое количество электронов. Таким образом, металлическая стенка полу­чит положительный заряд, который обусловливает воз­никновение электрического тока. Существуют и другие возможности превращения энергии термоядерных реакций в электрическую.

Энергия нейтронов, поглощаемых внешней стеной, превращается в тепло. По-видимому, при высоких темпе­ратурах, получающихся в термоядерных реакциях, наи­большая часть энергии будет выделяться в виде электро­магнитного излучения. Эту энергию также можно превра­щать в тепловую и электрическую. Исследования пока­зали, что очень чистые кристаллы кремния превращают в электрическую энергию- около семи процентов падаю­щей на них световой энергии. Весьма вероятно, что най­дутся химические соединения, которые еще эффективнее будут преобразовывать свет в электричество. Такие ве­щества в скором времени можно будет применять для использования солнечной энергии в промышленных це­лях, а в будущем можно будет использовать также энер­гии излучения искусственных солнц.

Наконец, энергию искусственного термоядерного солнца можно использовать в фотосинтезе. Как известно, зеленые листья растений поглощают значительную долю падающей на них солнечной световой энергии. Благодаря фотосинтезу они создают запасы энергии в органических веществах. Эту энергию мы используем при горении хи­мического топлива. Весьма вероятно, что в будущем бу­дет выгодно с помощью термоядерных реакций и уско­ренного фотосинтеза создать искусственное химическое топливо, используя его затем как горючее на транспорте и электростанциях.

Создание на основе термоядерных реакций искус­ственных маленьких солнц может произвести очень эффективное изменение местного климата. Это могут быть как неподвижные солнца, так и солнца, расположен­ные на искусственных спутниках земли.

Конечно, это еще пока почти фантазия, но она имеет под собой довольно прочную основу, и надо будет еще мно­го потрудиться, чтобы превратить ее в действительность.

Среди ученых есть некоторые опасения, что в разум­ных и достижимых на земле объемах не удастся осуще­ствить медленную термоядерную реакцию. Но даже если эти пессимистические высказывания оправдаются, то есть и второй путь. Он заключается в использовании малых взрывов смеси легких элементов. Для этого надо будет зажигать смесь маленькими порциями. После того как выгорит первая порция, в аппарат впускается следующая и поджигается. Это напоминает работу двигателя вну­треннего сгорания, например дизеля. Здесь также пор­циями вспрыскивается горючее, которое мгновенно вос­пламеняется и обеспечивает рабочий ход двигателя.

Успешное решение этой задачи позволит создать реак­тивные двигатели, использующие термоядерные реакции.

Конечно, такой путь использования термоядерных реакций является менее выгодным, чем медленное горе­ние: каждый раз для осуществления мелкого взрыва необходимо затратить часть энергии на получение сверх­высокой температуры смеси. Однако атомная энергия, получающаяся при каждом взрыве, может быть во много раз больше затраченной. Не следует забывать об огром­ной концентрации энергии в термоядерном горючем. Со­держимое обычного баллона со сжатой смесью легких га­зов будет заключать в себе запас энергии, равноценный теплу, выделяющемуся при сгорании примерно двух ты­сяч тонн бензина. Реактивный самолет или снаряд, снаб­женный таким горючим, сможет совершать полеты огромной дальности.

Сейчас ведутся работы в различных направлениях, и еще неясно, каким путем удастся получить управляемую термоядерную реакцию. Не подлежит, однако, никакому сомнению, что цели ученых увенчаются успехом. В бли­жайшие десятилетия, а может быть и годы, человечество овладеет энергией термоядерных реакций для промыш­ленных целей и получит новые неисчерпаемые источники энергии, значительно превосходящие запасы атомной энергии в уране и тории.