НА ПЕРЕДНЕМ КРАЕ НАУКИ

После того как И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров высказали свою идею, физики вспомнили, что с подобным явлением, правда в меньшем масштабе, — с так называемым пинч-эффектом, они встречались при исследовании разряда.

В самом деле, в ртутной дуге и при некоторых других формах электрического разряда возникающая там плазма благодаря сильному магнитному полю сжимается в узкий шнур. При этом сжатии, так же как это имеет место при обычном сжатии газа, происходит повышение температуры. Однако при сравнительно малых токах, которые до сих пор использовались в газовом разряде, температура плазменного шнура достигала всего лишь десятка тысяч градусов; эта температура весьма далека от той, которая необходима для термоядерных реакций.

К сожалению, создание подобной установки встречает большие препятствия. Весьма существенным препятствием является то, что шаровая конфигурация плазмы и магнитного поля неустойчива. Поскольку силовые линии магнитного поля представляют собой кривые, обращенные вогнутостью к плазме, напряженность поля будет уменьшаться с увеличением расстояния от поверхности плазмы. Поэтому если в плазме произойдет не большая деформация и плазменная поверхность прогнется наружу, то на новой границе магнитное поле, а следовательно, и давление будут меньше. Деформация будет расти до тех пор, пока вся плазма не вытечет через прорытый ею в магнитном поле «туннель». Наоборот, плазма была бы устойчивой, если бы вся ее наружная поверхность была вогнутой. В этом случае при малейшем прогибе поверхности плазмы наружу магнитное давление в месте деформации будет расти и стремиться восстановить прежнюю конфигурацию плазмы. Но создать магнитный сосуд только с вогнутой поверхностью нельзя; можно уменьшить выпуклую часть поверхности плазмы, создав сложную конфигурацию магнитного поля, и тем самым увеличить устойчивость плазмы.

Существует еще целый ряд явлений, приводящих к вытеснению плазмы из магнитного сосуда. Прежде всего не все частицы горячей плазмы имеют одинаковую скорость: одни движутся быстрее, другие медленнее. Более быстрые частицы будут легче проникать сквозь магнитное поле и уходить из плазмы. Вместе с этими частицами плазма будет терять энергию, т. е. охлаждаться. Кроме того, в плазме имеются отрицательные частицы — электроны и положительные — ионы. На какой-то небольшой промежуток времени может произойти соединение электронов и ионов, и тогда образуется быстро движущийся нейтральный атом. Правда, при следующих столкновениях такой атом вновь распадается, но даже очень короткого времени, когда вместо двух частиц в плазме будет нейтральный атом, на который магнитное магнитным полем Уходящие частицы заворачиваются магнитным полем обратно в область плазмы поле не действует, достаточно, чтобы он беспрепятственно прошел к холодной стенке.

Все это приводит к тому, что плазма и магнитное поле будут проникать друг в друга, и, если количество плазмы непрерывно не пополнять, она в конце концов вытечет. Термоядерная реакция уже не будет сама себя поддерживать.