Проблемы управления термоядерной реакцией

В целях промышленного использования термоядерной энергии необходимо овладеть управляемыми термоядерными реакциями, интенсивность которых могла бы регулироваться человеком.

Для осуществления управляемых термоядерных реакций необходимо создать и поддержать в некотором объеме температуру К. При столь высоких температурах вещество представляет собой полностью ионизированную плазму. На пути осуществления управляемой термоядерной реакции стоят огромные трудности. Наряду с необходимостью получения высоких температур, возникает проблема удержания плазмы в заданном объеме. Соприкосновение плазмы такой температуры со стенкой вызывает испарение последней. Для удержания плазмы в заданном объеме используется магнитное поле. Силы, действующие на движущиеся заряды в магнитном поле, заставляют их двигаться по траекториям, расположенным в ограниченной части пространства. Для разогрева плазмы используют мощные импульсные электрические разряды, в которых ток достигает величин А. При этом удобно изготовлять тороидальную камеру для удержания плазмы.

Ближе к практическому применению оказалась установка «Токомак», созданная в 1954 году в Советском Союзе. Она имеет следующие характеристики: температура 80 миллионов градусов, плотность плазмы , а время до соприкосновения со стенкой до 0,1с. По расчетам, для зажигания самоподдерживающейся термоядерной реакции, достаточно чтобы плазма с плотностью до , нагретая до температуры 800-1000 миллионов градусов, удерживалась в камере без столкновения со стенкой в течение нескольких секунд.

Лекция 16
Элементарные частицы