Беседы о физике и технике - [44]
. Для того чтобы произошла эта реакция, ядра необходимо сблизить на расстояние (~1∙10>-12 см. Преодолеть кулоновский барьер отталкивания ядер можно только одним способом — разогнать отталкивающиеся ядра до очень высоких скоростей, т. е. сообщить им большую кинетическую энергию.
Пожалуй, единственно возможный в физике путь осуществить условие, позволяющее многим ядрам вступать в реакцию синтеза, — это получить нагретый до очень высоких температур газ из дейтерия и трития. Температура газа, обеспечивающая слияние ядер, должна быть не менее 10>8 К.
НО ВЕДЬ ГАЗ, РАЗОГРЕТЫЙ ДО ТАКИХ ТЕМПЕРАТУР, ПРИОБРЕТАЕТ НОВЫЕ СВОЙСТВА?
При такой температуре электроны отрываются от ядер. Смесь ядер дейтерия и трития и соответственно оторванных от ядер электронов есть термоядерная плазма.
Для того чтобы в этой плазме при достижении температуры 10>8 К началась термоядерная реакция, необходимо выполнение определенного соотношения: nτ >10>14 (критерий Лоусона). Здесь n — концентрация ядер (ионов) дейтерия и трития, а τ — время существования плазмы в горячем состоянии.
Таким образом, получение дейтериево-тритиевой плазмы с T >= 1∙10>8 К и с параметрами n и τ, удовлетворяющими критерию Лоусона, лежит в основе управляемого термоядерного синтеза (УТС). Осуществление управляемого термоядерного синтеза может обеспечить человечеству «вечное» энергетическое изобилие, поскольку запасы высококалорийного (10>11 Дж/г) термоядерного топлива практически бесконечны.
КАК ПЫТАЮТСЯ РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ ПОЛУЧЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА?
К решению этой грандиозной задачи, являющейся в науке задачей № 1, ученые идут двумя путями. Первый исторически связан с удержанием нагретой электрическим разрядом плазмы в магнитном поле. Эти относительно «медленные» процессы (τ ~= 0,1÷1с) воспроизводятся, например, в широко известных установках, разработанных советскими учеными, типа ТОКАМАК.
Другой путь — это получение термоядерных микровзрывов (τ ~= 10>-9 с) в сгустке термоядерной плазмы. Следовательно, получение термоядерных микровзрывов связано с необходимостью быстро нагревать и сжимать малые порции DT-вещества (импульсный или инерциальный процесс синтеза). Импульсное направление в проблеме УТС возникло в 1962 г., когда Н.Г.Басов и О. Н. Крохин высказали идею об использовании лазерного излучения для получения термоядерной плазмы. Это направление получило название лазерного термоядерного синтеза. Использование лазеров в УТС предопределяется возможностью фокусировки лазерного луча на площадку малых размеров (1∙10>-2 см и меньше), высокой мощностью излучения, достигающей в настоящее время 10>13—10>14 Вт (10—100 ТВт). Такая высокая мощность лазерного излучения позволяет обеспечить колоссальное удельное энерговыделение (~ 10>16—10>17 Вт/см>3). Столь высокое значение энергии в единичном объеме превосходит возможности других источников энергии и дает возможность осуществить мгновенный нагрев малых порций вещества до высоких температур и значительных давлений, так как давление всегда пропорционально тепловой энергии, приходящейся на единичный объем вещества.
Возникшая с появлением мощных лазеров физика УТС по мере развития лазерной техники (увеличения мощности и энергии когерентного излучения) накапливала все более и более удивительные открытия и быстро превращалась в совершенно новую область науки. Были открыты и изучены эффекты оптического пробоя (1964), лазерного испарения вещества и передачи механического импульса мишени (1964–1966), лазерного нагрева твердого вещества до высоких температур (1964–1966), обнаружены термоядерные реакции в плазме, образованной излучением мощного неодимового лазера (1968).
На повестке дня стоят проблемы создания лазерных систем нового поколения (мегаджоульного уровня) для достижения эффективной термоядерной вспышки и разработки термоядерного реактора. Внедрение его в мировую энергетику и является конечной целью лазерно-термоядерного направления науки и техники.
НЕ БУДЬ ЛАЗЕРОВ, НЕ БЫЛО БЫ И ГОЛОГРАФИИ?
Развитие голографии, принципы которой были разработаны в 1947 г. английским ученым Габором, является выдающимся достижением в области лазерной техники.
Известно, что голография представляет собой метод получения объемных изображений путем восстановления структуры световой волны, отраженной от предмета.
Метод голографической записи и воспроизведения изображений коренным образом отличается от обычного фотографирования, основанного на построении на фотопластинке плоского изображения предмета с помощью оптических объектов по законам геометрической оптики. При получении голограммы необходимости в использовании объективов для построения изображений нет.
На самой голограмме не обнаруживается какого-либо сходства с оригиналом: она выглядит как хаотически сложное распределение черных и белых интерференционных полос, равномерно расположенных по всей плоскости фотопластинки. Лишь с появлением лазеров стало возможным получение четких и ясных голограмм.
КАК ПОЛУЧАЮТ ГОЛОГРАММУ?
Чтобы получить голограмму, необходимо иметь две интерферирующие монохроматические когерентные световые волны. Одна волна обычно исходит от объекта и падает на фотопластинку (
Томас Альва Эдисон — один из тех людей, кто внес наибольший вклад в тот облик мира, каким мы видим его сегодня. Этот американский изобретатель, самый плодовитый в XX веке, запатентовал более тысячи изобретений, которые еще при жизни сделали его легендарным. Он участвовал в создании фонографа, телеграфа, телефона и первых аппаратов, запечатлевающих движение, — предшественников кинематографа. Однако нет никаких сомнений в том, что его главное достижение — это электрическое освещение, пришедшее во все уголки планеты с созданием лампы накаливания, а также разработка первой электростанции.
Данное издание представляет собой энциклопедию изобретений и инноваций, сделанных в XX и XXI веках. Точные даты, имена ученых и новаторов и названия изобретений дадут полное представление о том, какой огромный скачок человечество сделало за 110 лет. В этой энциклопедии читатель найдет год и имя изобретателя практически любой вещи, определившей привычный бытовой уклад современного человека. В статьях от «конвейерного автомобилестроения» до «фторографен» раскрыты тайны изобретений таких вещей, как боксерские шорты, памперсы, плюшевый медвежонок, целлофан, шариковый дезодорант, титан, акваланг, компьютерная мышь и многое другое, без чего просто немыслима сегодняшняя жизнь.Все изобретения, сделанные в период с 1901 по 2010 год, отсортированы по десятилетиям, годам и расположены в алфавитном порядке, что делает поиск интересующей статьи очень легким и быстрым.
«Новый Марс» — это проект жизни на Марсе через 200 лет. Вторая книга, которая окажется на Марсе. Первая — «Будущее освоение Марса, или Заповедник „Земля“». «Новый Марс» включает в себя 2 части: «Марсианская практика в лето 2210» и «В поисках марсианских сокровищ и приключений». Перед вами продолжение художественной повести с далеко ведущей целью: превращение планеты Земля в ядро глобального галактического Заповедника!
Япония отличается особым отношением к традиционным ценностям своей культуры. Понимание механизмов актуализации и развития традиций, которыми пользуется Япония, может открыть новые способы сохранения устойчивости культуры, что становится в настоящее время все более актуальной проблемой для многих стран мира. В качестве центральных категорий, составляющих основу пространственного восприятия архитектуры в Японии, выделяется триада: пустота, промежуток, тень. Эти категории можно считать инвариантами культуры этой страны, т. к.
Любое государство сейчас не может существовать без технической разведки. Радиоразведка появилась вместе с радиосвязью в начале ХХ века, а компьютерная разведка — вместе с глобальной сетью Интернет в 1980-х годах. Сборник содержит материалы по истории рождения и эволюции техники и методов радиоэлектронной разведки и контрразведки Российской империи, СССР и современной России; описывает успехи радиоразведки по перехвату информации. «Кто владеет информацией, тот владеет миром» (Натан Ротшильд)