Магнит за три тысячелетия - [72]
гелия в 1 ч. Такие ожижители выпускает промышленность.
Без сверхпроводящих обмоток были бы нереальными крупные токамаки. В установке
"Токамак-7", например, обмотка массой 12 т обтекается током 4,5 кА и создает на
оси плазменного тора объемом 6 м>3 магнитное поле 2,4 Тл. Это поле создается 48
сверхпроводящими катушками, потребляющими за час всего 150 л жидкого гелия,
повторное сжижение которого требует мощности 300…400 кВт.
Не только большая энергетика нуждается в экономичных компактных мощных
электромагнитах, без них трудно обойтись ученым, работающим с рекордно сильными
полями. На порядок производительнее становятся установки для магнитного
разделения изотопов. Уже не рассматриваются проекты крупных ускорителей без
сверхпроводящих электромагнитов. Совершенно нереально обойтись без
сверхпроводников на пузырьковых камерах, которые становятся чрезвычайно
надежными и чувствительными регистраторами элементарных частиц. Так, одна из
рекордно больших магнитных систем на сверхпроводниках (Аргоннская национальная
лаборатория, США) создает поле 1,8 Тл с запасенной энергией 80 МДж. Исполинская
обмотка массой 45 т (из них 400 кг ушло на сверхпроводник) при внутреннем
диаметре 4,8 м, наружном 5,3 м и высоте 3 м требует для охлаждения до 4,2 К
всего 500 кВт — ничтожно малую мощность.
Еще более внушительным представляется сверхпроводящий магнит пузырьковой камеры
Европейского центра ядерных исследований в Женеве. Он имеет следующие
характеристики: магнитное поле в центре до 3 Тл, внутренний диаметр "катушки"
4,7 м, запасенная энергия 800 МДж.
В конце 1977 г. в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ)
вступил в строй один из крупнейших в мире сверхпроводящих магнитов "Гиперон".
Рабочая зона его имеет диаметр 1 м, поле в центре системы 5 Тл (!). Уникальный
магнит предназначен для проведения экспериментов на протонном синхротроне ИФВЭ в
Серпухове.
Осмыслив эти впечатляющие цифры, уже как-то неудобно говорить о том, что
техническое освоение сверхпроводимости только начинается. В качестве примера
можно напомнить о критических параметрах сверхпроводников. Если температура,
давление, ток, магнитное поле превысят некоторые предельные значения, называемые
критическими, сверхпроводник потеряет свои необычные свойства, превратившись в
обычный материал.
Наличие фазового перехода вполне естественно использовать для контроля внешних
условий. Если есть сверхпроводимость, значит, поле меньше критического, если у
датчика восстановилось сопротивление — поле выше критического. Уже разработана
серия самых разнообразных сверхпроводящих измерителей: болометр на спутнике
может "почувствовать" зажженную спичку на Земле, гальванометры становятся
чувствительнее в несколько тысяч раз; в резонаторах ультравысокой добротности
колебания электромагнитного поля словно консервируются, ибо они чрезвычайно
долго не затухают.
Среди сверхпроводящих устройств можно назвать детекторы альфа-частиц, криотроны
(выпрямители), ячейки ЭВМ для схем памяти и переключения. Так, криоЭВМ настолько
экономичны из-за отсутствия нагрева током, настолько чувствительны и компактны,
что в объеме апельсина "уместится" обычная ЭВМ размером с комнату! Вот почему
все ЭВМ кроме ручных компьютеров уже в нашем веке станут сверхпроводящими.
Уже много пишется про сверхпроводящие малоиндуктивные гальванометры (СЛАГи) и
квантовые интерферометры на сверхпроводниках (СКВИДы), в которых полезно служат
туннельные контакты. Их цель — измерять малые магнитные поля, они могут
зафиксировать даже квант магнитного потока! Вот почему магнитокардиографы
намного точнее регистрируют состояние сердечно-сосудистой системы, чем
электрокардиографы.
Теперь самое время окинуть взором всю электрическую часть энергетики, чтобы
понять, как россыпь сверхпроводящих устройств может дать суммарный
народнохозяйственный эффект. Сверхпроводники могут повысить единичную мощность
энергоагрегатов, высоковольтная энергетика может постепенно превратиться в
многоамперную, вместо четырех-шестикратного преобразования напряжения между
электростанцией и потребителем реально говорить об одной-двух трансформациях с
соответствующим упрощением и удешевлением схемы, общий КПД электрических сетей
неминуемо вырастет вследствие джоулевых потерь. Но и это еще не все.
Электрические системы неизбежно приобретут другой вид, когда в них будут
применять сверхпроводящие индуктивные накопители энергии (СПИН)! Дело в том, что
из всех отраслей промышленности только в энергетике нет складов: выработанное
тепло и электричество хранить негде, их надо потреблять сразу. Определенные
надежды связаны со сверхпроводниками. Из-за отсутствия в них электрического
сопротивления ток может циркулировать по замкнутому сверхпроводящему контуру
сколь угодно долго без затухания до тех пор, пока не настанет время его отбора
потребителем. СПИНы станут естественными элементами электрической сети, их
остается только оснастить регуляторами, переключателями или преобразователями
тока или частоты при объединении с источниками и потребителями электричества.
Энергоемкость СПИНов может быть самой различной — от 10-5 (энергия портфеля,
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.
Ученик великого Э. Ферми, сотрудник Ф. Жолио-Кюри, почетный член Итальянской академии деи Линчей Бруно Понтекорво родился в Италии, работал во Франции, США, Канаде, Англии, а большую часть своей жизни прожил в России. Бруно Понтекорво известен как один из ведущих физиков эпохи «холодной войны». В то время, как главы государств мечтали о мировом господстве, которое им подарит ядерное оружие, лучшие ученые всего мира боролись за «ядерное равновесие» и всеми возможными способами старались не разрывать прочные научные связи, помогавшие двигать науку вперед.
Эрик Роджерс — "Физика для любознательных" в 3-х томах. Книги Роджерса могут представить интерес в первую очередь для тех читателей, которые по своей специальности далеки от физики, успели забыть школьный курс, но серьезно интересуются этой наукой. Они являются ценным пособием для преподавателей физики в средних школах, техникума и вузах, любящих свое дело. Наконец, "Физику для любознательных" могут с пользой изучать любознательные школьники старших классов.
Освоение космоса давно шагнуло за рамки воображения:– каждый год космонавты отправляются за пределы Земли;– люди запускают спутники, часть которых уже сейчас преодолела Солнечную систему;– огромные телескопы наблюдают за звездами с орбиты нашей планеты.Кто был первым первопроходцем в небе? Какие невероятные теории стоят за нашими космическими достижениями? Что нас ждет в будущем? Эта книга кратко и понятно расскажет о самых важных открытиях в области астрономии, о людях, которые их сделали.Будьте в курсе научных открытий – всего за час!
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.
Блестящий популяризатор науки Дэвид Боданис умеет о самых сложных вещах писать увлекательно и просто. Его книги переведены на многие языки мира. Огромный интерес у российских читателей вызвала его «E=mc2». биография знаменитого эйнштейновского уравнения, выпущенная издательством «КоЛибри». «Электрическая Вселенная» — драматическая история электричества, в которой были свои победы и поражения, герои и негодяи. На страницах книги оживают истовый католик и открыватель электромагнетизма Майкл Фарадей, изобретатель и удачливый предприниматель Томас Эдисон, расчетливый делец Сэмюэл Морзе, благодаря которому появился телеграф, и один из создателей компьютеров, наивный мечтатель Алан Тьюринг.David BodanisELECTRIC UNIVERSEHow Electricity Switched on The Modern World© 2005 by David Bodanis.