Cтраница 3
Сформировавшись как наука, голография постепенно начинает входить и в нашу повседневную жизнь. Сфера ее возможных практических приложений необычайно широка, и в этом нет ничего удивительного: ведь по существу голография - чрезвычайно универсальный метод отображения и познания окружающего мира, который может равным образом использоваться фактически во всех областях человеческой деятельности, начиная от лингвистики и кончая исследованием процессов в термоядерной плазме. Главного приложения у этого метода также нет, как нет его, скажем, у линзы, которая применяется как в микроскопах, так и киноаппаратах, телескопах, биноклях и других устройствах. При таком изобилии возможностей весьма сложно дать достаточно полный обзор практических приложений голографии, более целесообразно ограничиться описанием методов, которые лежат в их основе. Методы голографии наряду со свойствами голограммы и ее закономерностями являются третьим основным компонентом этой новой - науки. [31]
В химии плазмы приняты некоторые общие определения и соответствующая терминология, позволяющая ввести внутренюю классификацию физических и химических процессов. Так, плазма с условной температурой до 50000 К называется низкотемпературной; плазма с более высокой температурой называется высокотемпературной. К последней относится и термоядерная плазма, где температура измеряется миллионами градусов. Низкотемпературную плазму в зависимости от температуры составляющих ее подсистем ( электронов, ионов, атомов и молекул) подразделяют на равновесную и неравновесную. [32]
Только на этом пути может быть получена необходимая информация о процессах нагрева солнечной короны и формирования солнечного ветра. Ясно, что асимптотическое поведение мелкомасштабных структур при больших временах в конечном итоге всегда определяется действием электростатических сил как в лабораторной, так и в космической плазме. Этот момент уже хорошо осознан применительно к трудностям удержания термоядерной плазмы. Роль электростатической турбулентности в гелиосфере пока мало изучена. [33]
Количество тепла, выделяемого при реакции одним килограммом газообразного дейтерия, соответствует энергии, выделяемой при сжигании 10 тыс. т угля. Важно п то, что ядерный синтез не дает радиоактивных отходов. Однако на пути к энергетике будущего встало немало трудностей по удержанию термоядерной плазмы в реакторах. В последние годы советские ученые стали разрабатывать наряду с другими методами метод лазерного термоядерного синтеза, который, возможно, разрешит эти трудности. Лазерный метод термоядерной реакции сейчас усиленно разрабатывается на опытных установках в нашей стране, США, Англии, во Франции, в ФРГ и Японии. [34]
Допустим теперь, что мы нашли способ нагрева плазмы до таких фантастических температур, но как удержать и стабилизировать термоядерную плазму хотя бы на время, необходимое для извлечения полезной энергии. Звезды удерживают свою плазму силой своего собственного веса, и, в частности, такая сравнительно легкая звезда, как Солнце, имеет массу, в 332000 раз превышающую массу Земли, а значит, и ее гравитационные силы намного больше земных. Очевидно, что в земных лабораториях невозможно получить подобные гравитационные силы для удержания термоядерной плазмы. К счастью, природа любезно предоставила другой, не менее эффективный способ хранения - диамагнетизм. Как известно, диамагнитное вещество выталкивается из более сильных областей магнитного поля по направлению к более слабым. Наиболее ярко диамагнетизм проявляется, как ни странно, либо при самых низких, либо при самых высоких температурах. На самом деле этот факт вовсе не парадоксален, если обратиться к первопричине сильного диамагнетизма. Дело в том, что он является результатом крайне высокой электропроводности, приводящей к наличию сильных электрических токов, которые и создают магнитные поля, по своему действию противоположные внешнему магнитному полю. [35]
В 1940 - 1960 - х годах масштабные экспериментальные исследования в области физики высоких плотностей энергий были доступны лишь ядерным державам и проводились в закрытых лабораториях при разработке термоядерного оружия. Однако, после создания лазеров и прогресса в конце 1970 - х - начале 1980 - х годов в создании многопучковых оптических лазерных установок с мощностью лазерного излучения в пучке до - 10 ТВт и длительностью импульса наносекундного масштаба, география теоретических и экспериментальных работ в области физики высоких плотностей энергий существенно расширилась. В настоящее время экстремальные условия по концентрации энергии и плотности вещества, достижимые в лабораторной плазме мощных импульсных установок различного типа, вполне сопоставимы с параметрами термоядерной плазмы. [36]
Эта ситуация очень далека от газа, и даже от жидкой фазы, но напоминает скорее твердое тело - кристалл. Таким образом, и в макро -, и в микродинамике плазма, будучи более высокотемпературной фазой, нежели газ, обнаруживает свойства, присущие конденсированным средам, что и дает основания говорить о четвертом состоянии вещества. Из (12.16) можно видеть, что условие ND 1 может быть выполнено для плазмы либо достаточно горячей, либо достаточно разреженной. Поэтому удовлетворяют этому условию объекты столь различной природы, как термоядерная плазма в лабораторных условиях и холодная, но очень редкая плазма межзвездной среды. [37]
Из теоретических представлений следует, что возможность временного снижения величины а существует. Кроме того, снаружи от шнура можно добавить примеси, чтобы уменьшить проводимость и увеличить джоулево тепловыделение в этой области. Таким образом, нельзя полностью исключить джоулев нагрев как один из возможных методов создания термоядерной плазмы, хотя его эффективность лежит на грани необходимой. [38]
Давление плазмы заметно падает лишь за время разлета - R / v - r, где R - характерный нач. Лазерный термоядерный синтез) или пучков ускоренных частиц. Инерциальное удержание осуществляется и при взрыве термоядерной бомбы. Квазинепрерывное выделение термоядерной энергии в УТС на основе инерциального удержания должно происходить в виде микровзрывов с периодом Дг т при общем числе частиц в каждом микровзрыве NNHiifc. Как было отмечено выше, при Лг - Лгмак1: - 10Д4 энергосодержание термоядерной плазмы - 5 ГДж. [39]
При нагревании мишеней до температур в несколько миллионов градусов дейтерий полностью ионизуется, превращаясь в термоядерную плазму. Для того чтобы управлять самоподдерживающейся реакцией синтеза, необходимо научиться ограничивать и направлять процессы, происходящие в этой плазме. Над этой проблемой вот уже 30 лет работают ученые многих стран, и временами казалось, что задача вот-вот будет решена, однако возникали новые преграды, и окончательное решение вновь отодвигалось на неопределенный срок. Современное состояние данной проблемы можно охарактеризовать с некоторой долей оптимизма, но если даже управляемая реакция синтеза будет осуществлена в лабораторных условиях на рубеже 70 - 80 - х годов, пройдет не менее еще одного десятилетия ( а то и больше), прежде чем станет возможным ее использование в практических целях. А пока продолжается поиск наилучшего способа нагрева плазмы до необходимых температур, а также методов удержания термоядерной плазмы. [40]