Анатолий Томилин - Рассказы об электричестве

При миллиарде градусов вещество будет состоять уже только из протонов и электронов. Ядра распадутся. А при температурах более десяти триллионов (10 13) градусов элементарные частицы получат возможность превращаться одна в другую. Правда, представить себе все эти градусы нормальному человеку довольно трудно. Нужно быть физиком-теоретиком…

…Надо сразу сказать, что чем ближе знакомились физики с плазмой, тем больше убеждались в ее вздорном характере. Посудите сами: мы говорим, что плазма нейтральна. Но шустрые электроны куда более подвижны, чем массивные ионы, и потому они первыми норовят удрать из дружного коллектива. Образуются нестабильные электрические поля. Под их влиянием частицы меняют свои направления, путают расчеты, делают поведение сгустка плазмы труднопредсказуемым. Плазма изо всех сил стремится расшириться, коснуться стенок камеры, отдать энергию и… погибнуть. Просто какая-то страсть к самоубийству. И чем выше температура плазмы, тем она норовистее. А при миллионах градусов, необходимых термоядерщикам, она становится просто бешеной.

Сейчас даже трудно утверждать, взялись бы физики в конце 1950 года с таким энтузиазмом за эту проблему, будь они хоть чуть-чуть более осведомлены о ее характере. Слава богу, они ничего о нем не знали. А когда познакомились, отступать было поздно.

В то время советские физики-теоретики высказали идею, согласно которой горячую плазму можно было попробовать изолировать от стенок камеры, сжав собственным магнитным полем. Мысль была настолько простой и очевидной и решение казалось таким красивым, что сомнениям просто не оказывалось места.

Предположим, что нам удалось в разреженном газе создать мощный электрический разряд. Естественно, что на всем его пути молекулы и атомы ионизуются и газ превратится в плазму. Но плазма — сама великолепный проводник для электричества, и потому ток в ней будет нарастать. А вместе с током станет расти и его магнитное поле, охватывающее плазму, как обручами, и сдавливающее, сжимающее ее в тонкий шнур, отрывая от стенок камеры.

Кажется, проще простого — частицы оторваны от стенок, ток нагревает плазму до звездных температур, ядра начинают сливаться, выделяя огромное количество тепла. Реакция становится самоподдерживающейся. Термоядерный «самовар» закипает…

В Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова был создан новый отдел плазменных исследований, во главе которого стал удивительный человек и один из бесспорных лидеров советской науки Лев Андреевич Арцимович.

Еще не прогремело эхо первого взрыва водородной бомбы, значит, еще не было и бесспорного доказательства осуществимости даже неуправляемого термоядерного синтеза, а в лаборатории Арцимовича молодые энтузиасты готовились к синтезу управляемому.

Ах, как они тогда работали! Все, от руководителя до лаборанта, были первыми в мировой науке. Они знали то, что хотели знать все, но не знал никто. И это знание было самым большим богатством — дороже золотых слитков и самородков, дороже самых больших и чистых алмазов из голубых кимберлитовых трубок. Вот что такое наука. Вот чем она всегда привлекала и будет привлекать к себе людей. Лев Андреевич был необыкновенно обаятельной личностью. Острый ум, широчайшая эрудиция и необыкновенно развитое чувство юмора.

— Что такое наука? — спросили его как-то.

— Наилучший способ удовлетворить собственную любознательность за счет государства, — не моргнув глазом, ответил он.

Третья серия вопросов — последняя и едва ли не главная.

— Что такое термояд?

— Управляемый термоядерный синтез, основанный на реакциях перестройки атомных ядер с большим энергетическим выходом.

— Что нужно сделать, чтобы зажечь в плазме огонь термояда?

— Нагреть до звездных температур, сжать до необходимой плотности, обеспечив критерий Лоусона.

— Что такое критерий Лоусона?

— Произведение времени удержания высокотемпературной плазмы на плотность ее частиц. Если это произведение превышает 10 14с/см 3, то выделяющаяся управляемым термоядерным синтезом энергия больше подводимой к системе.

— Что такое токамак?

— Тороидальная камера с магнитным полем — семейство советских тороидальных магнитных ловушек для получения контролируемой термоядерной реакции в высокотемпературной плазме. Слово «токамак», как и слово «спутник», принято во всех языках мира.

— Когда физики получат термоядерную энергию?

В 1956 году советская правительственная делегация, имея в своем составе ведущих ученых, выехала в Англию. Мир находился в тисках «холодной войны». Люди разучились доверять ДРУГдругу. И вот лондонцы с нескрываемым интересом разглядывали на улицах столицы высокого человека с длинной бородой, прятавшего в ней усмешку тонких губ. «Главный атомщик русских!» — летел вслед ему шепоток. Курчатов был фигурой легендарной, весьма таинственной и очень импозантной. «А уж засекречен-то, засекречен! Десять агентов КГБ, не смыкая глаз, сторожат его и днем и ночью…» И вдруг этот человек — олицетворение государственной тайны Советского Союза — спокойно согласился прочесть в английском атомном центре, Харуэлле, лекцию «О развитии атомной энергии в России». Именно так было написано в пригласительных билетах.

Со смешанным чувством собирались приглашенные. С одной стороны, ученым было, конечно, любопытно узнать, что делается «за железным занавесом». Ведь к этому времени ТАСС уже сообщило об успешных испытаниях термоядерного оружия на советском полигоне и прошло два года с тех пор, как в Обнинске, под Москвой, заработала первая в мире атомная электростанция. Но с другой стороны, английские физики понимали, что в существующих условиях ждать откровенного и интересного разговора смешно.

Курчатов спокойно поднялся на трибуну. Он широко и свободно нарисовал перед слушателями грандиозную картину энергетического строительства в СССР и… перешел к рассказу об исследованиях в области управляемого термоядерного синтеза. Это была сенсация! Английские физики, английские политики, английские и совсем не английские представители других служб, которых наверняка было немало в зале, ушам своим не верили. Бородатый русский академик спокойно повествовал о таких вещах, о которых на Западе даже думать рисковали лишь за закрытыми дверями секретных лабораторий. Это могло означать либо непостижимую «азиатскую хитрость», либо тот факт, что русские настолько далеко ушли вперед, что нынешние секреты западных коллег для них — вчерашний день… Что было хуже?..