Техника - молодёжи 1973-07, страница 43

ныне доктора физико-математических наук. Мысль такая: в том месте, где плазма выпячивается наружу, усилить внешнее магнитное поле, а там, где желобок, — ослабить его. Соответственно увеличивается или уменьшается сила, действующая на плазму. Эта сила удерживает плазму в положении равновесия. Описание на языке магнитного давления относится к плотной плазме. Эксперименты с такой плазмой трудны. Осуществить идею удалось в опытах с разреженной плазмой. Для этого пришлось сформулировать соответствующую теорию.

Что это за теория? Следуя логике рассказа ученого, прибегнем к поясняющим аналогиям. Вот крыло самолета. Будь оно самой совершенной формы, пока крыло статично, лета-

Валерий Чуянов.

На схемах и рисунках:

1. Плазма в ловушке с магнитными «пробками». Прямыми стрелками показано направление убывания магнитного поля. Поведение тел в нем определяется их намагниченностью. Ферромагнетики (например, железо) втягиваются в область сильного поля. Плазма — диамагнитный газ, она выталкивается в область слабого поля. Поэтому положение плазмы на оси ловушки неустойчиво. Случайное искажение формы приведет к ее вытеканию наружу. Механизм неустойчивости показан на следующих схемах.

2. Сечение плазменного цилиндра плоскостью, перпендикулярной магнитному полю. Из-за однородности магнитного поля ионы и электроны испытывают дрейф в противоположных направлениях. Если форма плазмы «правильная» (сечение представляет собой круг с центром точно на оси ловушки), то эти токи не приводят к появлению зарядов.

3. Пусть теперь произошло искажение границы плазмы: наружу вылез «язык». Дрейф приведет к накоплению электронов и ионов на краях

тельный аппарат неуправляем. Человек поистине обрел крылья, когда на смену мертвым, как у воздушного змея, плоскостям пришла конструкция с чуткими закрылками, которая по командам автопилота через цепи обратных связей реагирует на хаотическое воздействие воздушных струй. Без этого изобретения стабилизация самолета была бы невозможна.

Так вот, кибернетическая идея обратной связи оказала услугу и физикам. Исследование, которое провели Арсенин и Чуянов, подтверждает возможность применения автоматики с обратной связью для подавления же-лобковой неустойчивости плазмы.

Установка предельно проста. Плазменный язычок приближается к стенке. Чтобы почувствовать это, нужен датчик. Он как разведчик, как лазутчик, который воспринимает электрическое поле, сопутствующее язычку. Сигнал очень слабый. С помощью усилителя его делают ощутимым и через цепь обратной связи подают к так называемому управляющему электроду. Он, в свою очередь, создает уже сильное управляющее «контрпо-ле». Язычку дается соразмерный, пропорциональный, строго рассчитанный отпор. Он отступает.

Но ведь нельзя заранее предвидеть место, в котором плазма покажет нам язык. К счастью, язычков не так уж много, и они достаточно широки. Поэтому таких сторожевых постов и управляющих электродов установлено несколько по окружности стенки. Каждый осуществляет слежку за определенным участком фронта наступления.

Конечно, наше описание установки очень упрощено. Речь идет о более тонком воздействии на плазму. Управляющие электроды обратной связи отчасти парализуют сложные физические механизмы, порождающие желобковую неустойчивость. Более точная картина

языка. Возникшие заряды создают в плазме электрическое поле (обозначено желтым цветом). В этом электрическом поле все частицы испытывают дополнительный дрейф, направление которого показано вертикальной стрелкой. Таким образом, в «язык» втягивается все больше частиц. Развивается неустойчивость.

4. Неустойчивость можно подавить, если против того места, где произошло накопление зарядов в плазме, поместить снаружи несколько больший заряд противоположного знака, чтобы результирующее электрическое поле изменило направление. Дрейф в таком поле возвращает частицы из «языка» назад, к центру ловушки. Неустойчивость не развивается.

5. Практически стабилизация осуществляется так. Около границы плазмы помещаются датчики электрического потенциала или поля. Сигналы с датчика усиливаются и подаются на электроды. Подбираются характеристики усилителя, чтобы на электроды «нагонялся» нужный заряд.

ш

▼

Владимир Арсенин.

процесса дана на приведенных здесь схемах и в пояснениях к ним.

Наступает знаменательный и, быть может, многообещающий этап. К управлению плазмой подключается кибернетика. Работа молодых ученых — одна из вех на пути обширных изысканий. Она показала, насколько хорошо изучены повадки плазмы: ведь чем лучше узнан предмет, тем тоньше на него можно воздействовать.

В который раз убеждаешься, что прошло то время, когда наука была уделом одиночек. Теперь своими блистательными достижениями она обязана многосложной работе целых коллективов. Успех дела во многом зависит от того, насколько искусно сочетаются умение, талант, опыт всех сотрудников этого коллектива. Здесь, в институте, помнят о преемственности науки и с особым вниманием относятся к молодежи.

Мы прощаемся с молодыми лауреатами. Невольно вспоминается финальная сцена романа М. Шолохова «Тихий Дон». В трагической ситуации герой видит над собой ослепительно сияющий черный диск солнца.

Для нас «черное солнце» земной плазмы перестает быть символом несбывшихся надежд. Благодаря дерзновенному труду советских ученых, пытливому разуму молодежи люди овладеют энергией термоядерного костра. «Черное солнце» станет символом созидания, счастья, изобилия.

41