MMOnline – Информационный портал о мехмате МГУ

В самом начале фильма "Назад в будущее-2" Док выскакивает из своей машины времени и как заправский бомж ныряет в мусорный бак, вытаскивает оттуда какой-то мусор и погружает его на дно небольшого агрегата на крыше машины. Который оказывается термоядерным реактором. Сказка стала былью?

К сожалению, не совсем. Крейг Уоллес (Craig Wallace), студент-первокурсник Университета штата Айдахо вместе с его отцом собрали работающий термоядерный реактор. Но как источник электроэнергии он не годится...

Излюбленный "пунктик" современной науки - управляемая плазма, служащая источником огромного количества энергии. Причем куда менее опасной, нежели энергия ядерная. На начало 2006 года намечено строительство огромного термоядерного "котла", но еще не ясно окончательно, где именно. Строительством займется международный консорциум, в который входят Китай, Япония, ЕС, Россия, Канада, а с начала 2003 года - и США (которые уже выходили из проекта и вдруг вернулись обратно).

Конечной целью этой затеи является получение источника колоссального количества электроэнергии. Укрощенная реакция термоядерного синтеза - гораздо безопаснее, нежели реакция ядерного расщепления, которая протекает в реакторах на атомных электростанциях. Единственным побочным продуктом становится инертный газ гелий, никаких вам радиоактивных отходов и прочей мерзости.

Облако светящегося газа внутри металлической спирали - по сути дела, это настоящая звезда, хоть и маленькая.

К тому же, если авария на атомной электростанции грозит атомным взрывом, то ничего подобного с реактором термоядерного синтеза произойти не может, поскольку в реакции участвует только очень небольшое количество топлива. Однако, насколько управляемая термоядерная реакция безопаснее, настолько же ее трудно искусственно обратить на мирные нужды.

Скептики полагают, что проидет еще не менее тридцати лет, прежде чем это удастся осуществить.

Одна из проблем - это удержание ионной плазмы в ограниченном пространстве. Крейг Уоллес решил ее, пользуясь чертежами, которым уже более полувека.

В ходе странствий по Интернету Уоллес наткнулся на несколько сайтов, где рассказывалось об опытах некоего Фило Фарнсуорта (Philo Farnsworth), коему тоже удалось в свое время собрать работающий реактор термоядерного синтеза.

Вообще Фарнсуорт по праву считается одним из изобретателей телевидения. В 1920-е годы он действительно изобрел прототип современных электронных телеприемников, и получил на этом массу неприятностей с господином Сарноффом (David Sarnoff) - главой американской корпорации-монополиста RCA.

Об этом противостоянии мы рано или поздно непременно расскажем, сейчас же речь пойдет о другом.

В 50-е годы прошлого столетия Фарнсуорт предложил решение одной из наиболее ключевых проблем использования термоядерного синтеза в мирных целях. Упрощенно, речь шла о том, каким образом удерживать раскаленную плазму и атомные частицы на расстоянии, при котором начинается слияние (синтез) ядер. Его подход получил название "инерциальное электростатическое удержание". В установках этого типа ионы разгоняются радиальным электрическим полем и сталкиваются в центре сферической камеры.

Но Фарнсуорту не удалось не только создать установку, которая производила бы больше энергии, нежели потребляла сама, но и доказать или опровергнуть некоторые свои теории и выкладки, так что его работа осталась незавершенной.

Нельзя сказать, чтобы установка Уоллеса была бы завершением труда Фарнсуорта. Увы, реактор термоядерного синтеза, построенный Уоллесом, тоже выдает очень незначительное количество энергии.

Однако сам факт, что школьник, собрав буквально по свалкам, запчасти смог создать прибор, внутри которого протекает реакция, сродни той, что происходит на Солнце - это есть нечто, казавшееся ранее невозможным.

На свалке в Айдахо Фолс они нашли нейтронный детектор. Из нескольких сотен пустых болванок Крейг собрал нейтронный модулятор (замедлитель). На задворках фабрики Deseret Industries отыскался сломанный турбомолекулярный насос.

Поскольку финансовое состояние семьи Уоллесов не позволяло им купить дорогой чистый дейтерий, пришлось приобрести за $20 контейнер оксида дейтерия (также известного под названием "тяжелая вода"), и нашел способ, как избавиться от нежелательного кислорода - пропустил тяжелую воду через раскаленные магниевые опилки.

Неплохо для любителя, который, собственно, считает себя скорее механиком, чем ученым - точно так же, как и Фило Фарнсуорт.

Два года ушло на поиск необходимых запчастей, шесть месяцев - на сборку. И вот устройство, оснащенное вакуумным насосом, красуется на столе. Встроенная в аппарат камера показывает на мониторе, что происходит внутри: светящееся облако газа внутри металлической спирали.

В этом светящемся облаке ионы дейтерия (изотопа водорода с двумя, вместо одного, электронами, вращающимися вокруг ядра) сталкиваются и время от времени сливаются. При каждом таком слиянии происходит выделение нейтрона. Аппарат лишен какой-либо защитной оболочки - да в ней и нет никакой необходимости: реактор выделяет 36 нейтронов в минуту. Радиация в салоне реактивного самолета и та намного выше.

И хотя как источник питания он не годится, как инструмент для научных изысканий, связанных с нейтронами, он просто бесценен.

По всей стране таких приборов насчитывается всего лишь около 30 штук, и все - в закромах крупнейших научных лабораторий.

В том, что эта штука работает, и что это всамделишный термоядерный реактор, убедились и все сотрудники физического факультета Университета штата Юта (Utah State University) и многие другие ученые.

MEMBRANA