Мы знаем, что в процессе многочисленных столкновений частицы обмениваются скоростями. И может случиться, что в результате столкновения один из накопленных атомаарных ионов изменит свое движение так, что за счет большой продольной скорости поперечная окажется слишком малой, и он пройдет сквозь пробку; (плазма начнет вытекать из магнитной ловушки. Опыты подтвердили эту печальную истину и убедили, что абсолютно «герметических» магнитных пробок создать нельзя.
Исследования на «Огре» дают ученым много новых данных о свойствах плазмы. Но можно заранее сказать, что без применения особых пока еще не ясных приемов в «Огре» не удастся создать устойчивую плазму с температурой, достаточной для протекания термоядерных реакций.
Такие неутешительные выводы следуют из анализа формы поля в цилиндрической ловушке с магнитными пробками. Ведь усиление магнитного поля на концах ловушки создает выпуклость его, а следовательно, и плазмы в другом месте камеры. А такая конфигурация плазмы, как мы знаем, является принципиально неустойчивой!
По-видимому, решение надо искать в более сложной форме магнитного поля ловушки, где плазма ограничивалась бы в основном вогнутыми поверхностями. Примером является магнитная ловушка с встречными полями. Создать ее очень просто, если взять цилиндрическую камеру и на ее концах расположить катушки с противоположным направлением токов. В этом устройстве удерживаемая плазма будет иметь форму, напоминающую симметричный волчок, ось которого совпадает с осью цилиндра. Так же как и в «Огре», магнитные пробки будут удерживать все частицы с достаточно большой поперечной скоростью.
Но, увы, диаметральная окружность волчка (пунктир), где встречаются два противоположно направленных магнитных поля, весьма опасна для плазмы. С первого взгляда может показаться, что эта окружность также является магнитной пробкой. Но это далеко не так! На диаметральной плоскости плазменного волчка суммарное магнитное поле равно нулю и окружность есть не что иное, как длинная щель, через которую легко вытекает плазма.
Нужно еще более усложнить магнитное поле. Это можно сделать, поместив на оси нашего волчка проводник с током, тогда на средней плоскости волчка поле уже не будет равно нулю и уход частиц будет уменьшен. Суммарное поле такой системы трудно изобразить, но это не так важно, лишь бы оно удерживало достаточно долго плазму.
Ученые придумывают и осуществляют ловушки с очень сложной конфигурацией магнитных полей. Иногда такие системы состоят практически из одних магнитных пробок, и кажется, что вот-вот люди поймают удачу. Но мы-то уж знаем, что даже через самую совершенную магнитную пробку частицы просачиваются. Закрыть все щели для плазмы пока не удается.
И все же можно создать равновесие, при котором количество входящих в плазму новых быстрых частиц будет равно числу уходящих. Если при этом удастся получить в магнитной ловушке достаточно плотную (1012—10й ионов в кубическом сантиметре) и горячую плазму, то проблема управляемого термоядерного синтеза будет решена.
Совсем недавно советские физики сделали новый крупный скачок на пути покорения плазмы. Им удалось изготовить магнитную ловушку со сложным магнитным полем и получить в ней плазму в несколько десятков миллионов градусов при плотности порядка 1010 частиц в кубическом сантиметре. Причем время жизни такой плазмы уже довольно велико: достаточное для зажигания термоядерных реакций. Это сотые и десятые доли секунды. Задача заключается теперь в том, чтобы в такой ловушке нагреть плазму до более высоких температур и увеличить число частиц на два порядка (примерно 1012 ионов в кубическом сантиметре). Но не исключено, что именно здесь и ждут ученых новые «капризы» звездного вещества.
Образование в Китае
