Федор Кедров - Цепная реакция идей

В качестве примера укажем на одно из важных, по мнению Капицы, применений электроники больших мощностей. Речь идет о передаче электрического тока по волноводам, т.е. внутри труб, а не по проводам. Передача по волноводам, проложенным под землей, делает ненужными сложные и дорогие линии высоковольтных передач, при этом отпадает вопрос об изоляции линий высокого напряжения.

Постоянный ток с помощью особого прибора — магнетрона трансформируется в высокочастотный ток, который «нагнетается» в волновод. Другой магнетрон в конце волновода производит обратный процесс — высокочастотный ток трансформируется в постоянный. Высокочастотный ток годен и непосредственно для нагревания, например, его можно направлять в доменную печь, и процесс плавки руды может идти при очень высоких температурах. Другое применение: направлять высокочастотный ток по волноводам в буровые скважины для обогрева грунта.

Электроника больших мощностей, возможно, открывает путь к передаче электротока направленным пучком в пространство без волноводов (такие методы описывались в фантастических романах). Таким образом, можно было бы снабжать электроэнергией спутники или орбитальные космические станции.

Конечно, все это не так просто, и Капица предупреждает о существовании затруднений принципиального характера, препятствующих решению задачи. Он пишет, что рассмотренные им электронные процессы еще мало изучены, «но, по мере их освоения, в электронике больших мощностей откроются перспективы, которые сейчас еще нельзя предвидеть».

Предполагаемая возможность применения электроники больших мощностей для удержания плазмы побудила, вероятно, Капицу заняться изучением плазмы.

В декабре 1970 года в Вестнике Академии наук СССР появилась хроникальная заметка о том, что Комитет по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие Капицы, сформулировав его как «Образование высокотемпературной плазмы в шнуровом высокочастотном разряде при высоком давлении». В том же году была опубликована работа Капицы под названием «Термоядерный реактор со свободно парящим в высокочастотном поле плазменным шнуром». Статья сопровождалась чертежом конструкции термоядерного реактора. Означало ли это, что термоядерная энергия вступила на порог практического использования? Наверно, нет, если судить по словам Л.А. Арцимовича: «Я надеюсь, что в будущем столетии будет решена проблема, над которой я работаю — получение термоядерной энергии. Как это произойдет, какой путь приведет нас к этому — сейчас трудно предугадать».

Исследования плазмы в «шнуровом высокочастотном разряде» более десяти лет велись Капицей с небольшим количеством сотрудников «Физической лаборатории», В опытах тонкий плазменный шнур парил посредине резонатора в атмосфере дейтерия при давлении в несколько атмосфер. Капица разработал и построил мощный генератор высокой частоты (ниготрон), который позволил получить устойчивый шнуровой разряд. Спектрометрические измерения и теоретические подсчеты привели исследователей к заключению, что в опытах образуется цилиндрическая область радиусом в несколько миллиметров, заполненная горячей плазмой с очень высокой температурой.

Капица оптимистически оценивает исследования плазменного шнура. Он думает, что они могут иметь большое значение для ядерной энергетики. Кроме того, изучение шнурового разряда, в котором непрерывно существует горячая плазма при исключительно высоких температурах и больших давлениях, по мнению Капицы, будет способствовать более глубокому научному пониманию некоторых плазменных процессов.

Капица считает необходимым дальнейшее углубление наших познаний в области поведения плазмы. После этого можно будет продвинуть решение чисто прикладных задач. Капица убежден, что исследования термоядерной энергии, ведущиеся во всем мире, перспективны, и они, как и любые фундаментальные научные исследования в области физики, непременно должны привести к выдающимся техническим достижениям.

Исследования Капицы в области плазмы получат объективную оценку, вероятно, позднее, когда здесь будут достигнуты радикальные успехи. Теперь же эти исследования вызывают далеко не единодушную оценку специалистов. Некоторые ученые считают, что температура плазменного шнура не превышает температуру порядка миллиона, а этого слишком мало для возникновения термоядерного процесса. При более высоких температурах начнутся те же явления, что и в других опытах, приводящих к их неуспеху.

Термоядерные исследования в таком виде, в каком они ведутся сейчас, конечно, представляют известную опасность для персонала; но тем не менее они, видимо, будут вестись до победного конца пока термоядерная энергия не окажется во власти человека. Капица глубоко убежден, что термоядерный синтез сыграет важную роль в энергетике довольно близкого будущего.

Крупные и сложные установки для изучения плазмы, созданные во многих институтах мира, способны поразить воображение современников — людей второй половины XX века. Эти установки имеют имена как кинозвезды, и сообщения о них мелькают на страницах газет и журналов, издаваемых не только для ученых, но и для самого широкого круга читателей.

Термоядерные реакции, или, как у нас их сокращенно называют, «термояд», временами вырываются в лидирующее направление физики, а временами, особенно после долгих исследований, не завершающихся сенсационными результатами, отходят на некоторое время в тень.

Работы Капицы в области плазмы продолжаются. Может быть, они, наконец, помогут создать отсутствующий сейчас (1975 год) термоядерный реактор, о котором все мечтают. Выступая в Институте физических проблем, один из специалистов по термояду профессор И.Н. Головин (автор книги об академике И.В. Курчатове) пытался показать, «какие знания позволяют нам построить термоядерный реактор, и какие незнания препятствуют этому». За этими словами шел длинный очень специальный доклад со множеством формул и выкладок. Может быть, слушателям И.Н. Головина, имеющим соответствующую подготовку, стало ясно, какие незнания нужно побороть, чтобы построить эту пока еще фантастическую машину. Но вполне вероятно, что существуют и незнания, о которых физики сейчас не подозревают. Другими словами, дело затягивается. Но Капица твердо верит в успех — и не только верит, но, засучив рукава, работает для достижения этого успеха.

Институт физических проблем — одно из наиболее известных в Москве и во всем Союзе научных учреждений Академии наук СССР. Он теперь очень разросся, и парк на его территории уже не кажется таким густым и обширным, как раньше, С годами здесь строились новые лабораторные корпуса, мастерские, гаражи, вспомогательные службы. В институте сейчас работает много специалистов — физиков-исследователей, но еще больше инженеров, техников, лаборантов, высококвалифицированных рабочих. Здесь могут построить любой необходимый исследователям прибор и аппарат. Во многих экспериментах требуются уникальные установки.