ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ С ВЕЩЕСТВОМ

Заряженные частицы можно ускорять в электрическом поле. Их энергия пропорциональна разности потенциалов электродов, между которыми они пролетают. Для протона эта энергия, выраженная в электроновольтах, численно равна разности потенциалов в вольтах. Для того чтобы, например, получить протон с энергией 1 Мэв, надо заставить его "падать" в электрическом поле с разностью потенциалов в один миллион вольт.

Казалось бы, можно на ускорителях, проводя различные ядерные реакции, получать атомную энергию для практического использования. Но тогда необходимо было бы, чтобы получаемая атомная энергия была больше энергии, затраченной на ускорение заряженных частиц, т. е. создать атомный двигатель. К сожалению, этого сделать нельзя. Даже если предположить, что нет никаких потерь при ускорении заряженных частиц и преобразования атомной энергии в другие виды энергии не происходит, такой аппарат не даст никакого выигрыша в энергии.

Для примера возьмем наиболее выгодную реакцию iT3(d, я)2Не4. Опыт подтверждает, что в этом случае лучше всего мишень из трития бомбардировать дейтонами с энергией в 300 кэв (0,3 Мэв). Каждая ядерная реакция такого типа даст 17 Мэв атомной энергии. Если ускоритель дает ионный ток в один ампер, то это соответствует 1,6-1019 дейтонов в секунду. В один час на их ускорение затрачивается 0,3 • 1,6 • 1019 • 3600 = = 1,72- 1022 Мэв, или 760 квт-ч. Однако энергии получим гораздо меньше. В лучшем случае при бомбардировке тритиевой мишени потоком дейтонов силой в один ампер число ядерных реакций, происходящих в одну секунду, не превышает 1014. В этих реакциях за один час выделится энергии -1014 • 17 • 3600 = 6,2 • 1018 Мэв, или около 0,25 квт-ч, что составляет всего лишь 0^033% энергии, затраченной на ускорение заряженных частиц. Если бы каждый дейтон совершил ядерную реакцию, то на ускорителе можно было бы получить огромную энергию. В этом случае в каждую секунду происходило бы 1,6 • 1019 ядерных реакций и за один час выделилось бы энергии 1,6-1019-17-3600 Мэв, или 43000 квт-ч, что в 57 раз больше затраченной энергии. В этом случае установка могла бы давать ядерную энергию для практических целей.