Фізика майбутнього

навіть досконаліший варіант керованого термоядерного синтезу: вмістити сонце в пляшку.

ITER - СИНТЕЗ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ

Іще одну конструкцію апробують у Франції. У Міжнародному термоядерному експериментальному реакторі (ITER) гарячий водень утримують потужні магнітні поля. Замість того, щоб за допомогою лазерів в одну мить стиснуги малесеньку кульку речовини, багатої воднем, ITER стискає водень повільно за допомогою магнітного поля. Цей реактор дуже схожий на величезний порожнистий бублик зі сталі, чий отвір оточують магнітні витки. Магнітне поле втримує газоподібний водень усередині бубликовидної камери. Тоді в цей газ пускають електричний струм, який його нагріває. Від стискання магнітним полем і під дією струму газ нагрівається до багатьох мільйонів градусів.

Ідея запустити термоядерний синтез у “магнітній пляшці” не нова. Вона зародилася ще в 1950-х роках. То чому ж створення промислових термоядерних реакторів так затягнулося в часі?

Проблема полягає в тому, що магнітне поле треба дуже точно налаштувати, так щоб газ стиснувся рівномірно, без жодних випуклос- тей. Уявіть, що ви намагаєтесь рівномірно стиснути руками повітряну кульку. Ви побачите, що кулька випинається у вас між пальцями і що стиснути її рівномірно майже неможливо. Отже, проблемою є нестабільність, і це проблема не фізики, а інженерії.

Це здається дивним, адже зірки легко стискають водень, доказ цього - трильйони зірок у нашому Всесвіті. Природа, схоже, без жодних зусиль запалює зірки на небі, то чому ми не можемо зробити

цього на Землі? Причина цього проста, однак принципова різниця між гравітацією та електромагнетизмом.

Гравітація, як показав Ньютон, суто притягує. Тому водень у зірці під дією гравітації рівномірно стискається у сферу. (З цієї ж причини зірки й планети мають форму сфери, а не, скажімо, куба чи піраміди.) Тим часом електричні заряди бувають двох типів: позитивні і негативні. Якщо зібрати докупи негативні заряди, то вони відштовхнуться один від одного й розлетяться навсібіч. Якщо ж зблизити позитивний і негативний заряди, то утвориться так званий “диполь” зі складною системою силових ліній електричного поля, схожою на павутину. Магнітні поля теж утворюють диполь; відтак рівномірно стиснути гарячий газ усередині бубликовидної камери - неймовірно складне завдання. Дійсно, побудувати схему магнітного й електричного полів, що виникають довкола простої конфігурації електронів, здатний тільки суперкомп’ютер.

Усе зводиться до цього. Гравітація тільки притягує й тому може рівномірно стиснути газ у сферу. Зірки виникають спонтанно. А електромагнетизм і притягує, і відштовхує, тому гази, якщо їх стискати, випинаються складними способами, і це робить керований термоядерний синтез надзвичайно складною справою. Саме ця фундаментальна проблема півсторіччя стояла на заваді у фізиків.

Тепер же ситуація змінилася. Фізики заявляють, що в реакторі ITER проблема стабільності при магнітному утриманні плазми нарешті розв’язана.

ITER - один із найбільших міжнародних наукових проектів в історії. Серце цієї конструкції - бубликовидна металева камера. Ціла конструкція важить 23 000 тон - значно більше, ніж Ейфелева вежа, яка важить лише 7 300 тон.²³

Окремі компоненти конструкції такі важкі, що для їх транспортування доведеться спеціально зміцнити автошляхи. До місця розташування реактора ці компоненти доправить велика колона вантажівок; найважчий із них важить 900 тон, а