Магнит за три тысячелетия - [67]
система, колпаком укрывающая камеру, выполнена из медненных сверхпроводящих лент
ниобия с оловом и ниобия с титаном. Она создает поле на обмотках 11,6 и 8 Тл, а
в центре рабочей камеры — 5,5 Тл. В магнитном поле запасена энергия, равная 10
тыс. кВт-ч.
В проекте предусмотрено выделение 620 тыс. кВт термоядерной энергии в течение
200 с, импульсные нагрузки оборудования будут покрываться из электросети и от
генератора мощностью 1 млн. кВт. Токамак типа "Интор" еще не может быть
динамически выгодным источником энергии, он станет прообразом будущего реактора
термоядерной электростанции.
На программу токамаков делается сегодня главная ставка, но не следует забывать,
что ведутся исследования по другим вариантам термоядерных реакторов. Весьма
перспективна дочерняя ветвь токамаков — открытые магнитные ловушки. Здесь
результаты не так высоки, но еще далеко не все резервы исчерпаны.
Нет сомнений в том, что мы живем в преддверии энергетического господства ядерных
реакторов синтеза. Из многих альтернативных конструкций наверняка удастся
выбрать что-то подходящее. Конечно, "чистые" реакторы-синтезаторы, производящие
электричество из водорода, появятся не сразу. Сначала термоядерные реакторы,
видимо, будут помогать обогащать уран на нынешних АЭС. Со временем энергия
нейтронов синтеза частично пойдет на осуществление своего электрогенераторного
цикла. И уж тогда-то можно будет начать постепенный демонтаж урановых котлов.
К энергетике XXI века
Энергетическая Программа СССР специально предусматривает создание необходимого
научно-технического потенциала для производства электрооборудования на основе
эффекта сверхпроводимости. Чем вызвано такое внимание к вопросам
сверхпроводникового электрооборудования?
Сверхпроводники часто называют ключом к электротехнике будущего. Это объясняется
их поистине удивительными свойствами.
Вообще-то, сверхпроводников как особых материалов не существует. Это обычные
материалы из элементов таблицы Менделеева, у которых в определенных условиях
появляются необычные свойства. Алюминий, например, считается хорошим
проводником, неплохо пропускает тепло и в своей толще чуть усиливает магнитное
поле (парамагнетик). При охлаждении ниже 1,2 К электропроводность алюминия
возрастает бесконечно (сверхпроводник), теплопроводность так же сильно
ухудшается (теплоизолятор), а магнитное поле в него уже не может проникнуть
(диамагнетик).
Казалось бы, что за достижение столь полезных качеств надо платить слишком
дорого — достижение низких температур — удовольствие недешевое. Оказалось,
однако, что стоимость рефрижераторов и тепловой защиты холодных зон несравнима с
достигаемыми преимуществами. Стало возможным без чрезмерных затрат получать
огромные токи (в несколько тысяч раз большие, чем в обычных проводниках) и
огромные магнитные поля при скромных сечениях токонесущих шин: именно это
является чрезвычайно важным при создании мощных электроэнергетических устройств.
Единая энергетическая система СССР объединяет более 900 электростанций общей
мощностью почти 300 тыс. МВт, но продолжается рост числа электрогенераторов и их
единичной мощности. Выгода от создания крупных машин очевидна: при мощности 300
МВт нужен 1 кг металла на 1 кВт, а для машины мощностью 800 МВт — только 0,58
кг/кВт! Вот почему генераторы становятся все крупнее: в США созданы генераторы
на 1050 МВт, во Франции — на 660; в Англии, ФРГ — на 600…1300 и в СССР — на
1200 МВт. Работают крупнейшие в мире гидрогенераторы на Саяно-Шушенской ГЭС
мощностью 800 МВт.
Допустим, необходимо построить электростанцию мощностью 2400 МВт. Обычно такую
мощность обеспечивают восемь блоков по 300 МВт. А если взять более мощные
машины? Укрупнение мощности энергоблоков на ГРЭС общей мощностью 2400 МВт с 300
до 800 МВт уменьшает удельные капиталовложения на 10,6 %, снижает трудозатраты на
30 %, повышает производительность труда в эксплуатации на 42 % и уменьшает расход
условного топлива на 4 %.
Этим в основном и объясняется невиданный рост мощностей турбогенераторов: в 2
раза за каждые 7…10 лет. Так быстро растут мощности разве что у двигателей
ракет и самолетов. "Гигантомания" имеет, оказывается, прочную экономическую
основу.
Дальнейший рост единичной мощности турбогенераторов существенно ограничивает
техническую мощность роторов и бандажных колец. При частоте вращения 3000 об/мин
на них действуют громадные центробежные усилия, тем большие, чем больше диаметр
ротора. Так, в турбогенераторе на 100 МВт при частоте вращения 3000 об/мин
диаметр ротора составляет 1000 мм, а в генераторе мощностью 1200 МВт — "всего"
1250 мм. При увеличении мощности в 12 раз диаметр ротора изменится лишь в 1,25
раза. При дальнейшем увеличении диаметра ротора его могут разорвать центробежные
силы.
В настоящее время на Костромской ГРЭС успешно работает крупный советский
двухполюсный турбогенератор ТВВ-1200-2. Его ротор цельнокованый из
высококачественной легированной стали. Охлаждение обмоток ротора производится
водородом, статора — водой. Сооружение этой машины стало для советской и мировой
техники весьма знаменательным событием. Из числа многих технических трудностей,
которые пришлось преодолеть машиностроителям, назовем лишь одну — создание
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.