Плазма – четвертое состояние вещества
и считаются токамаки (сокращение от «ТОроидальная
КАмера с Магнитными КАатушками»). Токамак представляет собой гигантский
трансформатор, первичная катушка которого намотана на сердечник, а
вторичная имеет единственный виток — вакуумную камеру в форме бублика, тора
(от лат. TORUS — «выпуклость»), с плазменным шнуром внутри. Система
магнитов удерживает шнур в центре камеры, а ток силой в тысячи ампер
нагревает его до требуемой температуры. Нейтроны, образующиеся в ходе
термоядерной реакции, поглощаются в бланкете — слое вещества, окружающем
камеру. Выделяющееся при этом тепло можно использовать для получения
электроэнергии.
Несмотря на кажущуюся простоту токамака, ни одно устройство
подобного типа не дало положительного выхода энергии. Большие надежды
возлагаются на проектируемый в настоящее время гигантский токамак ITER. На
этой установке, если она будет сооружена к 2005 г., предполагаемая мощность
выхода 1,5 • 109 Вт. Среди других проектов следует отметить два:
стеллараторы и устройства инерциального удержания плазмы.
Магнитное поле сложной формы, удерживающее плазму в круговой камере
токамака, противодействует собственному полю плазменного шнура, которое
стремится изогнуть траекторию заряженных частиц плазмы. В стеллараторе (от
лат. STELLA — Звезда») плазме позволили принять форму, какую она «хочет», и
оставили только поле, сжимающее шнур. Вакуумная камера приобрела весьма
причудливый вид, а множество магнитных катушек — довольно сложную форму.
Эксперименты на стеллараторах идут в разных странах, но добиться нужной
температуры и времени удержания плазмы пока не удалось.
Принципиально иным является метод инерциального удержания плазмы,
основанный на инерции реакционной смеси, которая при мгновенном нагреве
(например, лазерным (импульсом) разлетается не сразу. Ампулу, где находится
смесь дейтерия с тритием, облучают со всех сторон {лазерными импульсами
длительностью до 10-10 с и суммарной мощностью порядка 1020 Вт/см. Оболочка
ампулы испаряется, расширяющиеся газы и световое давление сжимают её
содержимое почти в 50 тыс. раз. Давление в смеси возрастает до 1 млн. атм,
а её плотность — до 50—100 г/см3. При таких условиях начинается
термоядерная реакция.
Но и на этом пути имеется ряд технологических трудностей, пока не
позволяющих превратить экспериментальные лазерные установки в промышленные
реакторы.
| |  скачать работу |
Плазма – четвертое состояние вещества |
