Юный техник 1961-10, страница 34

столько, сколько нужно. Аналогия, которая просится в этом случае при описании путешествия электронов, должна представлять собой нечто среднее между горой и долиной. Ясно, что это будет «плоскогорье». Тогда электроны достигают анода без каких-либо энергетических потерь по пути.

Правда, и при таком идеальном условии электроны отдают потребителю не всю приобретенную энергию, а только часть Из приобретенной ими энергии «пропадает» энергия, израсходованная на работу выхода электронов из... анода (работа перехода с «плоскогорья» на некоторый промежуточный уровень). На нашем рисунке она обозначена Еа.

Здесь процесс происходит в обратном порядке: свободные электроны, обладающие избытком энергии, входят в анод, но при этом в результате внутриатомных столкновений выделяют энергию в виде тепла, равную работе выхода электронов металла анода. Следовательно, материал анода надо выбирать с малой работой выхода, чтобы не терять энергию в виде бесполезного тепла, выделяющегося в нем. Анод приходится охлаждать во избежание его перегрева.

КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Итак, идея ясна. Теперь попытаемся собрать конструкцию экспериментального термоионного преобразователя. В цилиндр из нержавеющей стали высотой 20—30 см поместим медный цилиндр, который будет служить анодом, в него цилиндрический катод, изготовленный из смеси карбидов циркония и урана. Между цилиндрическими анодом и катодом оставим 2—3-миллиметровый зазор. Чтобы получить положительные ионы внутри преобразователя, введем в него металл цезий, атомы которого при высокой температуре теряют электроны и превращаются в положительные ионы. Нагревать цезий до такой температуры будет сам катод, который может раскалиться до температуры 2000°С за счет идущей в нем ядерной реакции Медный анод, понятно, должен непрерывно охлаждаться.

Так, взаимодействие трех явлений: электронной эмиссии в вакуумном диоде плюс создание плазмы и плюс ядерная реакция — позволяет получить новый, термоионный источник электричества, в котором атомная энергия преобразуется в электрическую. Предварительные расчеты, опубликованные в печати, показывают, что такие источники электроэнергии должны быть весьма экономичны и, возможно, совершат переворот в энергетике.

Однако добиться на практике экономичности приведенной нами простой схемы не так-то легко. Перед учеными встает немало сложных вопросов и задач: как выгоднее «перегонять» электроны от катода — с большой или малой работой выхода? Из каких материалов делать электроды преобразователя? Что можно использовать, кроме цезия, для введения положительных ионов? И, наконец, не лучше ли заменить вакуум между катодом и анодом твердым веществом?

Поиски новых форм преобразователей энергии ведутся во всем мире широким фронтом. Несомненно одно — приближается новая эпоха в энергетике.

32