Техника - молодёжи 1974-01, страница 6

ссшзз

Сердцем будущего термоядерного реактора станет кольцеобразный плазменный шнур с температурой в несколько миллионов градусов. Шнур «упакован» в мощное магнитное поле и свободно парит внутри реактора.

Действие магнитной бутыли в сильном упрощении. Магнитные силовые линии конусообразно сближаются и вынуждают захваченные ими заряженные частицы повернуть обратно по сложной траектории. Действие такого сужения можно сравнить с ролью зеркала, отражающего свет.

4L V -------

иг

штрш

Шт

Ц Л¹ llrtllllft

Принцип магнитной бутыли становится ясным, если представить себе магнитные силовые линии идущими цилиндрическими слоями внутри включенной катушки. Захватывая заряженные частицы плазмы, они вынуждают их идти по кольцевым или спиральным траекториям. Плазма внутри такой бутыли суживается или «шнуруется», как показывают первые три кадра схемы. Черными кружками обозначены витки, по которым идет ток, белыми — витки без тока. На схеме видно, что наибольший эффект получается с самой мощной катушкой. На нижнем кадре показана схема плазменной «пушки», в которой мощный импульс давления создается добавочными катушками.

В магнитном поле Земли силовые линии имеют вид изогнутых трубок, которые к полюсам все более суживаются и действуют там как магнитные затворы. Захваченные этими трубками частицы космической плазмы образуют пояса радиации вокруг планеты.

можно получить сведения о чрезвычайно тонкой структуре волн. Вся проблема была бы еще труднее, если бы для нее не нашлось удивительных аналогий.

Плазменные цунами?

Подводные землетрясения рождают огромные водяные валы—цунами (см. статью А. Снесарева «Высокая волна в гавани» в N21 журнала за 1973 год). Цунами нередко могут несколько раз обежать вокруг Земли, не меняя формы. Их называют еще уединенными волнами. Профиль такой волны совершенно симметричен.

Уединенные волны, но не поверхностного, а пространственного характера, появляются и в плазме. Обычно их толщина соответствует радиусу кривизны траектории электрона в магнитном поле (в лабораторных условиях — несколько миллиметров). Однако эти волны в плазме почти никогда не встречаются в единственном экземпляре. Гораздо чаще они возникают целыми группами и, следуя густо друг за другом, составляют саму ударную волну.

Представьте себе магнитную бутыль, вокруг которой помещена еще обмотка сильного тока. При включении тока плазма получает резкий импульс давления. Он-то и распространяется в ней как ударная волна. Импульс действует подобно поршню, сообщающему молекулам газа сильный толчок. С помощью такой установки в Институте ядерной физики Сибирского отделения АН СССР была впервые получена ударная волна в плазме. В этом исследовании помог электронно-оптический преобразователь, отмечавший свечение добавленного к плазме нейтрального газа.

Эксперимент четко выявил группы уединенных волн, как и предсказывала теория. Но иногда в профиле волны не было симметричных горбов типа цунами. Наблюдался лишь ряд хаотических колебаний, не поддававшихся точной регистрации. Позже эффект подтвердили английские физики, применившие для своих измерений луч лазера.

Способность к сверхсопротивлению

Изучение хаотических колебаний такого типа открыло их связь с другими поразительными свойствами плазмы. Ее электрическое сопротивление может в этих условиях внезапно увеличиваться. Тут сразу напрашивается еще одна аналогия. Известно: когда проводящие элект