Файл: Остроумов Г.Н. Приручение Солнца [очерки].pdf

Советские и иностранные ученые осмотрели отделы электроники, биологических исследований, познакомились с небольшими математическими машинами «Камилла», «Джиоконда» и «Дафнис», на которых проводятся про­ ектные расчеты. Была показана полугорячая лаборатория, где в специальных шкафах-камерах со стенками из орга­ нического стекла и свинца происходит приготовление не­ которых радиоактивных препаратов.

Познакомились экскурсанты также с атомными реак­ торами, предназначенными для исследовательских целей. Один из них сооружен в 1952 году и, несмотря йа срав­ нительно1малую мощность— 1500 киловатт,— имеет вну­ шительные размеры, так как работает на необогащенном уране. В качестве замедлителя в нем используется тяже­ лая вода, охладителем служит углекислый газ. Второй реактор, на 15 тысяч киловатт, находился в стадии пуска. В нем используется слегка обогащенный уран.

В заключение был показан сооружаемый в Саклэ ускоритель «космотрон», который будет разгонять прото­ ны до энергии в три миллиарда электроновольт. Это до­ вольно большая машина, для которой сооружено особое здание, напоминающее ангар. Однако оно кажется чуть ли не игрушечным тем, кто видел гигантский синхрофа­ зотрон в Дубне под Москвой.

*• •

Конференция заслужила высокие оценки. Самый непосредственный ее результат в том, что совместное обсуждение новых работ сразу же позволило поставить на них печать научной достоверности. Ее положительное значение в этом смысле несомненно. В той или иной форме ее участники присоединились к мысли, высказан­ ной главой советской делегации академиком А. Топчие­

82

вым о том, что совместное обсуждение научных вопросов позволит ученым использовать для развития науки силы всего человечества.

Пожелания, связанные с дальнейшим развитием со­ трудничества, советские ученые слышали почти при каж­ дой встрече со своими зарубежными коллегами. Глава американской делегации д-р Либби заявил на пресс-кон­ ференции: «Две недели нашей совместной работы были, несомненно, полезны для науки. Почему бы не продол­ жить такое сотрудничество и в дальнейшем?»

Из рассмотренных докладов во вторую неделю конфе­ ренции, пожалуй, наибольшее внимание привлекли к себе сообщения о советских исследованиях в области физиоло­ гии растений, в частности фотосинтез.

Фотосинтез — процесс» при котором энергия солнечно­ го света превращает в зеленом листе углекислоту атмо­ сферы в органические вещества. Этот процесс совершает­ ся на Земле в грандиозных масштабах. За год он создает 450 миллиардов тонн органических веществ, то есть в среднем по 180 тонн на каждого человека'. Тем не менее проблема питания в ряде стран довольно остра. Одна из причин этого еще очень низкая урожайность, далекая от той, какую показывают теоретические расчеты. Напри­ мер, изучение возможностей фотосинтеза говорит, что мы можем получать в среднем по 120 центнеров зерна, по 2 тысячи .центнеров картофеля и свеклы с каждого гектара.

Большой круг научных работ должен быть решен прежде, чем мы сможем достигнуть такого уровня про­ дуктивности растений. И в решении их одним из важных

переворот в естествознании произвело изобретение микро­ скопа. Значение радиоизотопов не менее революционно. Как средство исследования они примерно так же превос­

83

ходят микроскоп, как кинофильм — разрозненные фото­ графии. Изучение фотосинтеза с помощью меченых ато­ мов по существу еще только начато, но ученые уже смог­ ли серьезно пересмотреть свои представления об этом процессе. Например, работами лаборатории профессора

вым по изучению изотопного состава земной коры и ме­ теоритов.

Здесь речь шла о раскрытии тайн, которые природа зашифровала миллиарды лет назад,— о природе проис­ хождения метеоритов и земной коры. Метеориты — един­ ственный документ из вселенной, который ученые-геохи­ мики могут иметь сейчас в своих лабораториях. Неодно­ кратны были попытки заставить их заговорить. На осно­ вании изучения структуры и состава метеоритного веще­ ства были сделаны предположения, что оно родственно глубинным породам земли. Была высказана также догад­ ка, что метеориты — осколки некогда распавшейся пла­ неты. Тончайшее исследование атомного состава метео­ ритов и земной коры, проведенное нашими учеными, по­ казало ошибочность этих представлений. Вестники, при­ летающие к нам из Галактики, образовались в иных усло­ виях, нежели наша планета. Этот ответ на один из важ­ нейших вопросов космогонии — науки, которая во все времена волновала человечество, захотели услышать не только специалисты. С большим успехом прошла публич­ ная лекция на эту тему, прочитанная академиком А. Ви­ ноградовым.

84

Из большого числа других докладов, представленных в течение' второй недели конференции, хочется отметить сообщение о так называемой проблеме четности в физике. Этот вопрос настолько специален, что вряд ли удастся его сколько-нибудь популярно изложить. Скажем лишь одно: радиоизотопы помогают формировать такие основопола­

Альберт Эйнштейн показал ошибочность наших так на­ зываемых классических представлений о времени и про­ странстве, когда речь идет о скоростях, приближающихся к скорости света. Новые явления, наблюдаемые при ядер-, ных процессах, требуют от ученых более глубоких иссле­ дований, чтобы привести в соответствие наше понимание времени и пространства с этщи фактами. Нынешнее со­ стояние этой проблемы на конференции не без основаниясравнивалось с первыми шагами эйнштейновской теории относительности.

Конечно', преждевременно пытаться увидеть практиче­ ские результаты этих поисков. Кто в начале нашего века мог увидеть или даже предугадать все практические плоды работ Эйнштейна? Но уже по тому энтузиазму, с которым здесь обсуждали этот вопрос (вместо предусмот­ ренных по программе двух докладов было зачитано шесть), мы можем представить их значительность. Как метко заметил известный советский ученый Д. И. Блохинцев, не было еще случая, когда физики, вторгаясь в новую область, возвращались бы из нее с пустыми руками.

В последние дни конференции состоялись встречи с журналистами.

'Журналисты с интересом выслушали заявление главы советской делегации академика А. Топчиева. В СССР, рассказал академик, в настоящее время происходит строительство новых предприятий для производства

НА ВОСХОДЕ НОВОГО СОЛНЦА

Вначале сентября 1958 года в Женеве состоялась вторая Международная конференция Организации

Объединенных Наций по применению атомной энергии в мирных целях. Из 66 стран прибыло в Женеву две ты­ сячи ученых — делегатов конференции, три тысячи экс­ пертов и наблюдателей, примерно вдвое больше специа­ листов, чем на первую Женевскую конференцию 1955 года. Несравненно богаче были и материалы по мирному использованию атомной энергии, представленные на этот раз.

Новой проблемой, обсуждавшейся учеными на второй Женевской конференции, были исследования в области управляемых термоядерных процессов. В 1955 году о воз­ можности получать энергию' с помощью синтеза ядер атомов тяжелого водорода было произнесено не более десятка фраз. В ту пору было немало ученых, которые вообще сомневались в принципиальной возможности вос­ произвести в лаборатории регулируемую термоядерную реакцию. На второй встрече ученых в Женеве уже не было таких скептиков. Ученые были единодушны в том, что это задача громадной сложности.

В этом причина того, что в сентябре 1958 года в Же­ неве термоядерные процессы были в центре внимания как делегатов конференции, так и представителей печати. Ученые обменялись результатами своих поисков способов управления термоядерными реакциями, которые они вели до этого в обстановке глубокой секретности. В этом важ­ ном прогрессе международного сотрудничества ученых трудно переоценить роль нашей страны, которая знаме­ нитой лекцией академика И. В. Курчатова, прочитанной в 1956 году в английском атомном центре, в Харуэлле, положила начало «цепной реакции» рассекречивания работ по термоядерным процессам.

На конференции были зачитаны сообщения об устрой­ стве различныхтермоядерных установок, о результатах опытов на них, о теоретических работах, прокладываю­ щих путь дальнейшим экспериментам.

Ныне покойный академик И. В. Курчатов как-то сказал:

«Решающее значение для жизни людей имеет энерго­ вооруженность. Наличие электроэнергии в любой точке земли в нужном количестве обеспечило бы возможность создания необходимой степени благосостояния всех чле­ нов человеческого общества».

И специалист и простой человек прежде всего ценит высокогуманную идею, которой руководствуются совет­ ски# исследователи: помочь людям добиться высокой степени благосостояния. Путь, который может привести к этой великой цели,— это осуществление управления термоядерной реакцией.

В термоядерных реакторах будет сжигаться не обыч­ ный, а тяжелый водород. Легче всего осуществить управ­ ляемую термоядерную реакцию на смеси из равных частей дейтерия (водорода с атомным весом 2) и трития (водорода с атомным весом 3). Трития1 в природе ни­ чтожно мало. Поэтому главное значениев будущем будут

88

иметь термоядерные реакторы, работающие на чистом дейтерии, которого в природе вполне достаточно — в воде на каждые 6 тысяч ядер обычного водорода приходится одно ядро дейтерия. Один литр обычной воды по энергии равноценен приблизительно 400 литрам нефти. Простые расчеты показывают, что дейтерия как топлива хватит на Земле на сотни миллионов лет при самом бурном разви­ тии энергетики.

С созданием термоядерных реакторов забота о топ­ ливе отпадет практически навсегда.

«А как обстоит дело с экономической точки зре­ ния?» — спросит читатель. Вот ответ: издержки на извле­ чение дейтерия из воды велики. Но стоимость дейтерия как горючего (то есть стоимость каждого киловатт-часа энергии, полученной из дейтерия) составляет менее одного процента стоимости киловатт-часа, полученного из угля.

Всёго этого, бесспорно, с лихвой хватает для того, чтобы назвать термоядерный процесс замечательным. Есть у этого процесса еще одно великолепное достоин­ ство: термоядерная энергия может быть прямо, непосред­ ственно преобразована в электрическую. Гигантские па­ ровые котлы и турбогенераторы, с которыми мы вынуж­ дены мириться даже на атомных электростанциях, станут ненужными, когда начнется новая энергетическая эпоха, центральной фигурой которой будет ТЯЭС— термоядер­ ная электрическая станция.

Успешные исследования управляемых термоядерных процессов проводят в Институте атомной энергии ака­ демики А. Сахаров и И. Тамм.

Эти исследования, как й в целом все поиски управ­ ления термоядерной реакцией, преследуют одну цель — нагреть водород до такой температуры, при которой атомы не только теряют свои электронные оболочки, но обнаженные атомные ядра могут, сталкиваясь, сливаться

89

и выделять энергию. Для этого нужен нагрев на десятки миллионов градусов, если мы имеем дело со смесью трития и дейтерия, и сотни миллионов, когда исполь­ зуется один дейтерий. Очевидно, что при этом проблема тепловой изоляции плазмы, как называют этот ядерноэлектронный газ,— одна из важнейших. Ее решение в том, чтобы сжать плазму, отделить ее от стенок реак­

тора с помощью магнитного поля.

В этом состоит в самых общих чертах суть задач, над которыми бьются сейчас физики многих стран.

В работах академиков А. Сахарова и И. Тамма была рассмотрена возможность термоизоляции горячей плазмы магнитным полем и нагрев ее джоулевым теплом протекающего в плазме тока, тб есть таким же способом, как греет ток спираль электрической плитки.

Чтобы предотвратить ускользание частиц плазмы и рассеивание ее облака, как мы уже знаем, следует при­ менить магнитное поле. Но, поворачивая вспять частицы, устремившиеся прямо к стенке реактора, оно бессильно воспрепятствовать их движению вдоль магнитных линий. Чтобы избавиться от этой неприятности, можно свернуть трубу реактора в кольцо, в тор, как сказали бы геометры. Благодаря такой реконструкции магнитное'поле, поро­ ждаемое током, в витках, охватываюгцих^тор, становится замкнутым. Частице, как бы нанизанной на линию, за­

труднено движение к стенкам реактора.

Значит, проблема решена? Нет. Уже первые теорети­ ческие исследования показали, что в подобном реакторе возникнет так называемый «тороидальный дрейф» ча­

стиц.

Что это такое, мы легче представим себе, если упо­ добим магнитное поле сжатому пучку прутков. Свернув его в кольцо, мы обнаружим, что теперь прутки с разной силой прижимаются друг к другу — на внутренней части кольца плотнее, чем на наружной. Сходным образом на­

90