Вот уже более 50 лет заветная мечта физиков — это воплощение в жизнь гипотезы о термоядерном синтезе и использование безграничного энергетического потенциала слияния атомов. И похоже, ученые уже близки к своей цели. Недавний эксперимент физиков из Массачусетского технологического института позволил воспроизвести магнитные поля Земли и других планет. Эти магнитные поля станут базовым элементом для создания супермощной энергетической системы по беспрерывному производству энергии путем термоядерного синтеза — процесса, лежащего в основе происхождения солнечной энергии.

ЛЕТАЮЩИЙ МАГНИТ

Процесс слияния атомов, по мнению ученых, — идеальный источник энергии, который дает возможность бесконечных и бесперебойных поставок энергии. Сам процесс не будет сопровождаться токсическими выбросами или оставлять после себя радиоактивные отходы, которые являются главным недостатком при расщеплении атомов.

В ходе эксперимента по воспроизводству электромагнитного поля планет массачусетские физики решили максимально приблизить условия в лаборатории к условиям открытого космоса. Поэтому магнит, который стал бы источником электромагнитного излучения, ученые заставили пребывать в состоянии левитации.

Для этого 500-килограммовый магнит, размерами и формой напоминающий шину грузовика, поместили в камеру, заполненную элект­рически заряженной плазмой. Сделанный из сверхпроводящих материалов и стали, он генерирует мощное поле и управляет движением заряженной плазмы, температура которой достигает 10 млн градусов. Такие условия, по мнению физиков, воспроизводят процесс производства энергии Солнцем.

«Качественным отличием новой системы стало то, что в ней магнит «плавает» среди плазмы, тогда как в других горячая плазма помещается внутрь магнита, — говорит представитель института Джей Кеснер. — Такое подвешенное состояние полутонного магнита, который поддерживает постоянное напряжение более 1 млн ампер (для сравнения, жилой дом потребляет 200 ампер), имеет ключевое значение».

По его словам, поле, генерируемое магнитом, несмотря на свою мощность, является очень хрупким. Его целостность может быть нарушена любым случайно попавшим в него предметом. Те же подпорки, касающиеся магнита, сильно искажают магнитный поток, и воздействие на плазму оказывается неравномерным. В режиме же невесомости концентрация плазмы вокруг магнита была равномерной. Благодаря этому хотя бы на несколько сотых долей секунды ученым удалось достичь максимального пика плотности плазмы, который оказался сопоставим с планетарными магнитосферами вокруг Земли и Юпитера.

ПЛАЗМЕННОЕ БУДУЩЕЕ

Наблюдение за термоядерным синтезом показало, что слияние двух ядер тяжелого водорода возможно в том случае, если температура окружающей среды будет порядка 200 млн градусов. Только при такой температуре, сущест­вующей лишь в недрах очень горячих звезд, будет можно преодолеть взаимное отталкивающее действие двух положительно заряженных ядер тяжелого водорода и втолкнуть их в сферу действия других, еще более мощных и уже притягивающих внутриядерных сил.

Такую «адскую» жару человек сумел воссоздать лишь несколько раз — при взрывах атомных бомб. На очень короткое мгновение до взрыва — миллионные доли секунды — температура внутри еще целой оболочки достигала нескольких сотен миллионов градусов, а давление — сотен миллиардов атмосфер. В результате начиналось слияние ядер водорода в ядра атомов гелия и выделение энергии, сопровожда­ющееся уже вторым, более мощным взрывом.

Поскольку добиться слияния ядер атомов легких элементов в ядра более тяжелых атомов — то есть водорода в гелий — и получить нужную для этого энергию движения частиц можно лишь при температурах в сотни миллионов градусов, а все, что есть в природе, даже при более низких температурах превращается в плазму, становится вполне понятным, почему после длительных исследований ученые пришли к убеждению, что управлять термоядерной реакцией, не давая ей выйти из-под контроля, можно, манипулируя плазменным состоянием вещества.

«Результаты эксперимента опровергли наиболее сильное заблуждение о том, что сильное магнитное излучение вызывает турбулент­ность плазмы, что приводит к слиянию атомов. Кроме того, мы установили, что добиться слияния атомов можно и в условиях, отличных от условий Солнца», — говорит Джей Кеснер. Ученые из Массачусетса полагают, что, если турбулентность плазмы, вызванную полем их магнита, расширить до масштаба больших устройств, станет возможным воссоздать условия, необходимые для поддержания термоядерной реакции, и, следовательно, проложить путь к устойчивому производству энергии ядерного синтеза.

ЕКАТЕРИНА ЛЮЛЬЧАК