Магнит за три тысячелетия - [65]
пропустить растянутые упругие жгуты.
Чтобы возвращение плазмы в устойчивое состояние проходило более эффективно,
необходимо создать в ней очень сильное продольное магнитное поле.
Другим действенным способом преодоления изгибов плазменного шнура, особенно
изгибов с большим радиусом, может быть использование более или менее массивного
металлического кожуха, сосуда, в котором содержится плазма. Между кожухом и
плазменным шнуром проходит какой-то магнитный поток, т. е. существует магнитное
поле с его условными силовыми линиями. Если плазменный шнур сместится со своего
прежнего положения, магнитное поле между ним и кожухом исказится, деформируется.
В одном месте силовые линии будут сдавлены, в другом — растянуты. Если опять
учесть присущее магнитным силовым линиям свойство упругости, то станет ясно, что
они постараются вернуть плазменный шнур в прежнее положение вдоль оси камеры.
Стабилизация плазмы продольным полем становится особенно эффективной, когда
удается сделать так, чтобы продольное поле существовало лишь в плазме, а вне ее,
т. е. в пространстве между стенками камеры и шнуром, отсутствовало. Это можно
осуществить в том случае, когда сжимающийся при прохождении сильного тока
плазменный шнур увлекает за собой все силовые линии продольного поля, созданного
в полном объеме камеры. Отрываясь от стенок камеры, плазменный шнур увлекает за
собой все магнитные силовые линии, ранее существовавшие в камере, создавая между
стенками камеры и шнуром магнитный вакуум в отношении продольного поля.
Все эти идеи начали практически воплощаться уже в 50-х годах. Первые установки
представляли собой стеклянные, фарфоровые или кварцевые тороидальные камеры
(впоследствии камеры чаще всего стали делать из тонкой нержавеющей немагнитной
стали), внутри которых размещали рабочие камеры с медными толстыми стенками,
иногда называемыми лайнерами. На камеру наматывали обмотку, создававшую
продольное стабилизирующее магнитное поле до 0,05 Тл. Внутренняя тороидальная
камера заполнялась газом. Этот кольцевой газовый виток служил вторичной обмоткой
трансформатора. Роль первичной обмотки, питающейся от мощной конденсаторной
батареи, выполнял внешний металлический кожух камеры. Для снижения магнитного
сопротивления использовали железный сердечник. Иногда в качестве первичной
обмотки применяли обычную медную.
В одной из первых установок трансформатор состоял из двух отдельных сердечников,
имевших круглые внутренние отверстия для размещения разрядной камеры. Сердечники
с внутренним диаметром 1,5 м и внешним диаметром 3 м были намотаны ленточной
трансформаторной сталью.
Если на первичную обмотку такого трансформатора дать мощный импульс тока от
конденсаторной батареи, то во вторичном газовом витке также возникнет
электрический ток. Этот ток проходит по газу, разогревает его до высокой
температуры, превращая в плазму. Плазменный шнур под влиянием тока сжимается и
отрывается от стенок.
Сходные конструкции имели и другие первые американские экспериментальные
установки: "Спектр", "Альфа" и "Пихэпетрон". На них были проведены
многочисленные эксперименты, результаты которых, однако, не оправдали надежд.
Выяснилось, что стабилизирующее продольное поле, вопреки первоначальным
прогнозам, было мало для того, чтобы сделать плазменный шнур устойчивым к
разного рода случайным возмущениям. Продольное магнитное поле по отношению к
собственному полю плазмы было слишком мало. Упругие жгуты внутри пружины
оказались слабыми для удержания ее от аварийных изгибов.
Чтобы обойти эту трудность, необходимо было резко увеличить продольное поле и
ослабить собственное поле шнура. Эта задача была решена советскими учеными на
установках типа токамак. Для создания сильного продольного поля в системе
использованы мощные соленоиды, которые приходилось питать от мощных импульсных
генераторов, используемых обычно для возбуждения синхротронов. Хотя магнитное
поле, создаваемое такими системами, импульсное (продолжительность импульса
примерно 0,2 с), оно в сотни раз превосходит по длительности время разряда и для
него является практически постоянным. Магнитное поле установок типа токамак
достигает 3,5…5 Тл, т. е. в сотни раз превышает поле установок типа "Альфа".
А как не допустить уменьшения радиуса шнура при линч-эффекте? Ведь при
уменьшении радиуса возрастает собственное поле шнура, и те преимущества, которые
достигнуты применением мощного продольного поля, сводятся к нулю. Однако если
поле шнура мало, то шнур останется слишком широким. Он будет касаться стенок
камеры и охлаждаться. Для преодоления этого явления конструкторы установок типа
токамак решили применить в тороидальной камере диафрагмы с небольшими по
сравнению с диаметром камеры отверстиями. Эксперименты показали, что эта
конструкция обеспечивает образование шнура с сечением, ограниченным размерами
отверстий диафрагм. В установке "Токамак-3", пущенной в Институте атомной
энергии имени И.В.Курчатова в 1962 г., отверстие диафрагмы имело диаметр 20 см,
диаметр поперечного сечения тора 40 см, диаметр внешнего кожуха 50 см, диаметр
тора 2 м. Продольное магнитное поле до 4 Тл создавали восемь катушек с внешним
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.
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.
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.
Авторы этой книги — ученые нашей страны, представляющие различные отрасли научных знаний: астрофизику, космологию, химию и др. Они рассказывают о новейших достижениях в естествознании, показывают, как научный поиск наносит удар за ударом по религиозной картине мира, не оставляя места для веры в бога — «творца и управителя Вселенной».Книга рассчитана на самые широкие круги читателей.
Книга знаменитого британского автора Джона Гриббина «В поисках кота Шредингера», принесшая ему известность, считается одной из лучших популяризаций современной физики.Без квантовой теории невозможно существование современной науки, без нее не было бы атомного оружия, телевидения, компьютеров, молекулярной биологии, современной генетики и многих других неотъемлемых компонентов современной жизни. Джон Гриббин рассказывает историю всей квантовой механики, повествует об атоме, радиации, путешествиях во времени и рождении Вселенной.
В списке исследователей гравитации немало великих имен. И сегодня эту самую слабую и одновременно самую могучую из известных физикам силу взаимодействия исследуют тысячи ученых, ставя тончайшие опыты, выдвигав, остроумные предположения и гипотезы.В книге рассказывается, как эта проблема изучалась в прошлом и как она изучается в настоящее время. Для широкого круга читателей.
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.
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.
В книге обобщены представления о деятельности органов чувств, полученные с помощью классических методов, и результаты оригинальных исследований авторов, основанных на использовании в качестве раздражителя фокусированного ультразвука. Обсуждаются вопросы, связанные с применением фокусированного ультразвука для изучения тактильных, температурных, болевых и слуховых ощущений человека, с его действием на зрительную и электрорецепторную системы животных. Рассмотрены некоторые аспекты клинико-диагностического применения фокусированного ультразвука, перспективы изучения и протезирования сенсорных систем с помощью искусственных раздражителей.