Магнит за три тысячелетия - [62]
подорожает, стоимость топлива скажется только на пятой части затрат, нужных для
производства электроэнергии на АЭС.
Весьма привлекательные перспективы связаны не с делением ядер, а с их синтезом.
Если сольются два легких ядра, то при этом выделится гораздо больше энергии, чем
при делении тяжелого ядра. Энергоресурсы для синтеза ядер много доступнее: из
дейтерия, содержащегося в 1 л воды, можно получить столько же энергии, сколько
из 350 л бензина, так что четыре земных океана равноценны 1400 океанам
бензиновым! Даже при стократном росте потребления этих запасов хватит на
миллиарды лет.
Технология ядерного синтеза несложна. Ядра дейтерия и трития — изотопов
водорода, составлены из протона плюс один или два нейтрона. Если эти ядра
сольются, то возникнут новое летящее ядро гелия (оно несет пятую часть энергии
синтеза) и осколок — свободный нейтрон (четыре пятых энергии). Отобрать энергию
реакции можно нагревом воды.
Чтобы воплотить в жизнь эту очередность действий, нужно сначала решить простую
задачу: как сблизить ядра, ведь они расталкиваются электрическими силами?
Выяснилось, что подвести ядра вплотную друг к другу можно тремя способами.
Инерцией, например. Если ядро-снаряд сильно разогнать, то при большой скорости
оно проскочит в мертвую зону около ядра-мишени, где ядерное притяжение уже в
сотни раз сильнее электрического отталкивания. А разогнать ядро можно на
ускорителе (это пока экономически невыгодно) или нагревом газа (потому и
называется синтез термоядерным).
Второй способ сближения — сжать смесь нужных атомов какими-то сторонними силами,
очистив ядра от электронной "скорлупы". Этот способ оказался вполне приемлемым.
И еще одно предложение: погасить расталкивание особым ядерным "клеем" из мюонов
— элементарных частиц.
Еще в середине века ученые отважно взялись за решение проблемы "термояда", хотя
кое-что оставалось неизвестным. Какова же природа ядерных сил? Почему они в
миллионы раз интенсивнее химических сил? Отчего эти силы действуют только вблизи
ядер, зависят от их ориентации и скорости, а вне ядра быстро исчезают?
За последние тридцать лет появились (но пока только в лабораторном исполнении
или только в мыслях, уже подкрепленных расчетами и опытами) три класса
гипотетических конструкций ядерных реакторов синтеза будущего.
Весьма перспективными оказались лазерные реакторы. Под руководством академика
Н.Г.Басова в Физическом институте АН СССР уже построены гигантские модели,
напоминающие сказочных спрутов. Стеклянные шарики с газовой начинкой
расстреливаются сотнями лазерных вспышек, с разных сторон согласованно бьющих в
одну цель. Горящие мишени сжимаются расширяющимся газом, плазма начинает
рассеиваться, но за миллиардные доли секунды часть ядер успевает слиться. Пока
что показатели таких пушек почти рекордны: температура плазмы уже достигла
нужных 100 млн. градусов, но плотность ее надо поднять еще раз в пятьдесят.
Самое заслуженное и, видимо, наиболее перспективное направление разработок,
родившееся в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова, — токамаки. (Это
название образовано из слов ТОк, КАмера, МАгнитные Катушки. Другая расшифровка:
Тороидальная КАМера с АКсиальным магнитным полем.) В тороидальной камере газ
греется, а плазму от соприкосновения со стенками удерживают огромные магнитные
поля. На токамаках удалось нагреть плазму до 250 млн. градусов, но плотность или
время удержания ее надо бы увеличить раз в десять.
Какой сосуд выдержит такую высокую температуру? Прикоснувшись к стенкам сосуда,
плазма либо охладится до такой температуры, при которой реакция станет
невозможной, либо испарит стенку, как испарила стальную башню и песок при
термоядерном взрыве на атолле Бикини. Никакой материал не может выдержать таких
высоких температур, и поэтому в 50-х годах вопрос: "В чем держать плазму?"
привлек внимание ученых всего мира.
Физики Советского Союза, США и Великобритании, являвшиеся в то время "атомной
тройкой", разъединенные непроницаемым барьером секретности, примерно в одно
время начали работать над этой проблемой. После выступления И.В.Курчатова в
Харуэлле в 1956 г., где он неожиданно для английских и американских физиков
"раскрыл карты" и рассказал о самых "секретных" термоядерных исследованиях,
барьер секретности был снят. Выяснилось, что физики трех разных стран пришли к
одному выводу: единственная возможность удержать плазму и не дать ей охладиться
— использовать магнитное поле. Невидимое, неосязаемое, оно прочной сетью силовых
линий будет держать плазму вдали от стенок любого сосуда, которые она могла бы
испепелить. Выяснилось также, что физики СССР, США и Англии не только
разработали однотипные установки, но и получили на них примерно одинаковые
параметры плазмы. Более того, жаргонные названия установок также оказались
одинаковыми!
Идея магнитной термоизоляции плазмы основана на известном свойстве электрически
заряженных частиц, движущихся в магнитном поле, искривлять свою траекторию и
двигаться по спирали силовых линий поля. Это искривление траектории в
неоднородном магнитном поле приводит к тому, что частица выталкивается в
область, где магнитное поле более слабое. Задача состоит в том, чтобы плазму со
История познания человеком электричества полна неожиданностей и драматизма. Среди «делавших» эту историю мы найдем людей разных профессий: физика, врача, переплетчика, столяра, государственного деятеля. Различны были их судьбы.В книге читатель встретится с участниками первых кругосветных путешествий, узнает об электрических рыбах, об оживлении людей с помощью электричества… Первое и второе издания книги, вышли в издательстве «Знание» в 1970 и 1978 гг.Книга рассчитана на массового читателя.
Когда нескольких видных ученых попросили назвать, каковы, по их мнению, три величайших физика всех времен, мнения разделились, но ни один не забыл Максвелла.И действительно, трудно переоценить значение работ этого поистине гениального человека, чьи исследования не только легли в основу современной радио- и телевизионной техники, но и стали краеугольным камнем современного понимания материи.
Книга известного советского учёного и писателя В. П. Карцева представляет собой первое на русском языке научно-художественное жизнеописание одного из величайших мыслителей мира — английского математика, физика, механика и астронома Исаака Ньютона, оказавшего воздействие на всё развитие науки вплоть до нашего времени. Книга построена на обширном документальном материале, отечественном и зарубежном. Она содержит также широкое полотно общественной и научной жизни Англии конца XVII — первой половины XVIII века.Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор В. В. Толмачёв, кандидат филологических наук, член СП СССР Б. Н. Тарасов.
Среди тех, кто рядом с Лениным прошел весь путь борьбы, ссылки и революции, был его ближайший друг Глеб Максимилианович Кржижановский. Инженер по образованию и поэт в душе, автор «Варшавянки», после победы Октября Г. М. Кржижановский весь пыл революционера, знания и талант отдал созданию единого Государственного плана развития страны. В осуществлении плана ГОЭЛРО, «второй программы партии», весь мир впервые зримо увидел социализм. Став вице-президентом Академии наук СССР, Г. М. Кржижановский активно боролся за то чтобы повернуть академию лицом к жизни, промышленности, сельскому хозяйству, к построению нового общества.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.