ГЛАВА 37. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Первая в мире водородная бомба была создана в СССР под руководством И.В. Курчатова и испытана 12 августа 1953 г.
Реакции с легкими ядрами, в которых водород превращается в гелий (в том числе и реакция (37.1)) являются источником энергии звезд, температура в недрах которых достигает 107−108 К. При выгорании водорода источником энергии звезд становятся реакции синтеза с участием углерода, кислорода и азота (так называемый углеродный цикл, предложенный выдающимся немецким теоретиком Г. Бете).
В термоядерном реакторе для осуществления управляемой реакции (37.1) необходимо удерживать смесь дейтерия и трития, нагретую до 100 млн градусов. Однако никакое вещество не выдержит столь высокой температуры и реактор будет разрушен. В 1950 г. выдающийся советский физик, лауреат Нобелевской премии И.Е. Тамм и его ученик будущий лауреат Нобелевской премии мира А.Д. Сахаров предложили использовать для удержания нагретой смеси дейтерия и трития магнитное поле. Их основная идея заключалась в том, что при таких температурах атомы будут ионизованы, т.е. вещество будет состоять из заряженных частиц – электронов и ядер – и для его удержания можно использовать магнитное поле. Такое вещество называется плазмой. Тамм и Сахаров предложили схему реактора, который получил название Токамак1. В таком реакторе дейтерий-тритиевую плазму удерживают в камере, имеющей форму тора (бублика), с помощью магнитного поля, созданного системой электромагнитов.
Токамак представляет собой тороидальную вакуумную камеру, на которую намотаны катушки с электрическим током для создания магнитного поля. Из вакуумной камеры сначала откачивают воздух, а затем заполняют её смесью дейтерия и трития. Затем создают вихревое электрическое поле, которое вызывает протекание тока. Протекающий через плазму ток выполняет две задачи: (1) нагревает плазму так же, как нагревал бы любой другой проводник; (2) создает вокруг себя магнитное поле, которое сжимает протекающий через плазму ток. В результате образуется конфигурация, в которой винтовые магнитные силовые линии «обвивают» плазменный шнур.
