Чтение онлайн

Однако на пути синтезирования ядер дейтерия или смеси дейтерия и трития стоят два препятствия, которые мешают производству электричества в промышленных масштабах. Первое — огромная температура, необходимая для осуществления реакции синтеза, и второе — проблема создания сосуда, который мог бы содержать газообразный водород после того, как он доведен до требуемой температуры.

Более того, горение водородного огня, выделяющего больше энергии, чем требуется для его поддержания, должно происходить самопроизвольно, так же как обычный уголь или дрова продолжают гореть сами по себе, после того как их подожгут.

Чтобы зажечь дейтериевый огонь, требуется температура 370 млн.°С, т. е. в 12—18 раз больше температуры в недрах Солнца. Чтобы разжечь костер из смеси дейтерия и трития, который горел бы сам по себе, необходима более низкая температура — около 50 млн.°С. Однако тритий является дорогостоящим элементом, так как в свободном виде в природе он не существует и его количество зависит от запасов лития в земной коре, которые весьма ограниченны.

Непреодолимой трудностью на пути создания миниатюрного солнца на Земле является обязательное условие получения необыкновенно высоких температур. Высокая температура в водородной бомбе сохраняется в течение миллионной доли секунды; этого достаточно, чтобы придать термоядерной реакции скорость взрыва, однако совершенно недостаточно, чтобы осуществить регулируемую реакцию при постоянной скорости. Даже если такая температура и будет достигнута, на Земле не существует такого материала, который бы немедленно не испарился при температуре, превышающей 6000°С.

Так как из земных материалов невозможно создать какой-либо подходящий контейнер для хранения газообразного водорода при температуре синтеза, ученые изобрели сосуд, называемый магнитной бутылкой*. В нем силовые магнитные линии, действующие на расстоянии, буквально сжимают газообразный дейтерий (его температура достигает нескольких миллионов градусов) в очень узкий луч, после того как через газ был пропущен электрический ток.

Действие магнитной бутылки основано на трех хорошо известных фактах: 1) газ, например водород, может быть разделен на отрицательные электроны и положительные протоны с помощью электрического разряда. Такой ионизованный газ называется плазмой; 2) электрический ток, пропущенный через ионизованный газ, поднимает его температуру; чем больше ток, тем выше температура. Это дает возможность достичь температуры во много миллионов градусов; 3) наконец, такой ионизованный газ можно превратить в очень узкий луч

* Точнее — магнитной ловушкой.— Прим. ред.

при помощи действующих на расстоянии магнитных силовых линий, которые частицы газа не могут пересечь. Вместо этого частицам приходится двигаться по спиралям внутри мощного магнитного поля, не прикасаясь к стенкам сосуда. Таким образом, можно создать сосуд, в котором узкий луч газа нагрет до температуры во много миллионов градусов, в то время как стенки сосуда остаются холодными, так как ни одна частица плазмы не может покинуть магнитную тюрьму и уйти на стенку.

Существует несколько видов магнитных бутылок. Но у всех них один большой недостаток: они «протекают».

При термоядерном сгорании одного килограмма дейтерия может выделиться энергия, равная 100 миллионам киловатт-часов электроэнергии. Хотя в воде на 6400 ядер обычного водорода приходится одно ядро дейтерия, общее количество дейтерия, содержащегося в океанах и озерах мира, огромно.

Как отметил профессор Лаймен Спитцер младший из Принстона, «если бы энергия, заключенная в этих ядрах дейтерия, была высвобождена в ходе контролируемой реакции и использована для получения электроэнергии, то человечество получило бы фактически неистощимый источник энергии. По самой осторожной оценке энергии дейтерия, содержащегося в водах океанов, хватит более чем на миллиард лет, даже если потребление энергии возрастет во много раз».

Кроме того, что запасы дейтерия на Земле почти неисчерпаемы, производство энергии с помощью термоядерных реакций имеет еще три больших преимущества: 1) это топливо имеется повсюду на Земле, так что любая страна сможет обеспечить себя энергией; 2) при этом процессе не возникают продукты деления, обладающие огромной радиоактивностью, как это имеет место при делении урана.и плутония; 3) в центре реактора гамма-излучение незначительно, что требует меньшего экранирования и что, следовательно, уменьшает вес реактора. Кроме того, процесс синтеза открывает возможность непосредственного производства электроэнергии.

Как сообщила Комиссия по атомной энергии в своем полугодовом отчете конгрессу летом 1957 г., применение радиоактивных изотопов дало американской промышленности 400 миллионов долларов дохода. Профессор Либби предсказал, что к 1960 г. доходы промышленности и сельского хозяйства благодаря мирному использованию радиоактивных изотопов «достигнут 5 миллиардов долларов в год, при этом расходы правительства на получение изотопов не превысят 20 миллионов долларов».

Комиссия в своем докладе также сообщила, что к середине 1957 г. число больных, для лечения которых применялись радиоактивные изотопы, составляло примерно миллион человек.

Особенно широкое применение радиоактивные изотопы находят в диагностике: для исследования функции щитовидной железы, определения объема крови, местонахождения опухолей и исследования деятельности печени. Изотопы применяются при лечении базедовой болезни, рака щитовидной железы, болезней крови — по- лицитемии (избыток красных кровяных шариков) и лейкемии (избыток белых кровяных шариков), сердечных заболеваний, легочного к перитонального скопления жидкости, рака кожи, а также для внешнего облучения тела и в случае повреждений глаза. В настоящее время в Соединенных Штатах работает более сотни терапевтических (радиационных) установок.

Радиоактивные материалы являются важным орудием во многих сельскохозяйственных исследованиях. Применение изотопов способствует лучшему использованию удобрений: созданию новых совершенных регуляторов роста, гербицидов и т. д.; усовершенствованию методов борьбы против болезней растений; получению данных о потребностях животных в питании; усовершенствованию методов борьбы против болезней животных; борьбе против вредных насекомых с помощью стерилизации; использованию инсектицидов; получению точной информации о миграции и зимовке, а также выведению новых, улучшенных пород животных и видов растений.

Измерение, регистрация и наблюдение за толщиной изделий из различных веществ и материалов, таких, как пластмасса, резина, алюминий и табак, сообщил профессор Либби, уже принесли американским промышленникам 120 миллионов долларов дохода и «по-видимому, эта цифра через два-три года возрастет до 1 миллиарда долларов в год».

Новой областью применения радиоактивных изотопов является стимуляция работы нефтяных скважин. Уже сейчас доходы от применения изотопов составляют, как стало известно, 180 миллионов долларов в год. Эта новая сфера применения радиоактивных разведчиков, заявил профессор Либби, «является огромным потенциальным источником доходов для нашей нефтяной промышленности, так как позволяет из одного и того же участка извлечь гораздо больше нефти и с меньшими затратами. Мне кажется, что применение изотопов скоро будет приносить до одного миллиарда долларов дохода ежегодно».

Исключительно огромные возможности для применения изотопов открываются в области использования радиоактивных препаратов и продуктов органической химии. На опытной станции при Аргоннской национальной лаборатории КАЭ, недалеко от Чикаго, выращиваются различные лекарственные растения в атмосфере радиоактивного углекислого газа на почве, содержащей некоторые радиоактивные минералы. В результате «у нас теперь имеется настоящее национальное богатство в виде целого «склада», заполненного радиоактивными растениями многих видов, готовых для химической переработки, которая необходима при производстве нужных лекарственных и химических средств»,— заявил доктор Либби.