|
4. Термоядерная иллюзия Вернёмся к ядерной реакции синтеза (1) и зададимся вопросом: почему она давно реализована в водородной бомбе и оказалась не реализуемой в токамаке? И поищем ответ на него всё в тех же законах термодинамики (4) и (5). Снова обратимся к аналогии. Реакция горения топливной смеси в поршневом двигателе, например, запускается просто: для этого холодную топливную смесь в цилиндре предварительно сжимают, производя над ней работу A и повышая тем самым внутреннюю энергию W смеси. Согласно уравнению (4) это приводит к нарушению баланса между содержащейся в смеси теплотой Q (левая часть уравнения) и возросшими параметрами правой части уравнения. Стремление мудрой природы устранить такое неравенство и вызывает самопроизвольное или от небольшой искры воспламенение топливной смеси, а затраченная на сжатие смеси работа с избытком возвращается потребителю при расширении горячих газов в цилиндре. Похожим образом запускается реакция (1) и осуществляется процесс взрыва в водородной бомбе и её мирном аналоге — котле взрывного сгорания (КВС). Здесь решающую роль играет предварительное сжатие смеси дейтерия с тритием под воздействием запального атомного взрыва. При этом плотность смеси возрастает во всём объёме и ионы дейтерия и трития сближаются до расстояний, при которых проявляются силы ядерного притяжения, превосходящие силы их электромагнитного отталкивания. Важно также, что в этом случае скорость относительного движения взаимодействующих ионов, которую принято отождествлять с температурой частиц, сравнительно не велика, чтобы процесс синтеза ядер дейтерия и трития успел завершиться. Иначе обстоит дело в токамаке. Здесь через рабочую плазму из смеси ядер дейтерия и трития пропускают электрический разряд, подводя тем самым к смеси джоулеву теплоту Q и повышая температуру плазмы в надежде преодолеть потенциальный барьер взаимного отталкивания протонов смеси. Это приводит к одновременному увеличению и внутренней энергии W плазмы, и работы A, затрачиваемой на разгон частиц дейтерия и трития. При этом баланс параметров в левой и правой частях уравнения (4) сохраняется, а следовательно и сохраняется тенденция к дальнейшему неограниченному поглощению тепловой энергии такой смесью. Природа пытается сама нарушить этот баланс в нужную нам сторону, сопроводив электрический разряд появлением магнитного поля, сжимающего плазму и тем самым дополнительно повышающего внутреннюю энергию W исходной плазмы. Однако её усилия оказываются тщетными: при геометрических параметрах возникающего кольцевого плазменного шнура (тонкий и длинный), характерных для токамака и ему подобных реакторов, плазменный шнур оказывается неустойчивым и попросту разрушается! Заметим также, что в описанном процессе ионы высокотемпературной плазменной смеси хаотически движутся относительно друг друга с огромной скоростью. В этих условиях даже случайное их сближение на расстояния, при которых начинают действовать ядерные силы, не приводит к нужному результату: слишком мало время взаимного ядерного притяжения на миг сближающихся и расходящихся ионов. На лобовое столкновение их рассчитывать также нет достаточных оснований, ибо заряды чувствуют друг друга на большом расстоянии. Не возникает и каких-либо других побудительных причин для их слияния и выделения дополнительного тепла в реакции, и мы имеем то, что имеем: возможность дальнейшего повышения критерия Лоусона, по которому принято оценивать достижения в термоядерном синтезе, без надежды получить когда-либо ощутимый положительный энерговыход в реакции. Ибо чем больше температура исходной плазменной смеси дейтерия с тритием в реакции (1), тем ближе к ней температура ядер случайно образовавшегося в реакции гелия, тем меньше КПД реакции отличается от нуля согласно соотношению (5) и сильнее проявляется тенденция к экономически более выгодному в таких условиях распаду гелия в согласии с соотношением (6). И трудно вообразить, что разработчики токамаков и их международной версии ITER не отдают себе в этом ясного отчёта. И горько сознавать, что принципиальную возможность получения энергии путём синтеза лёгких элементов сегодня может предоставить только КВС. Ибо они лишают всякого смысла предпринимаемых сегодня усилий международного сообщества по ограничению распространения ядерного оружия и по этой причине также мало перспективны. Следовательно поиск глобальных энергетических решений и их тщательное изучение и экспериментальную проверку сегодня необходимо расширить. И прежде всего следовало бы попытаться воспроизвести и оценить возможности предполагаемого природного звёздного механизма ядерного синтеза под воздействием гравитационных сил. Наши предложения на этот счёт представлены в Приложении 2. (укажите свой возраст и род занятий) |