Юный техник 1970-03, страница 47

X — знания, V — труд, Z — смекалка. Члены клуба — ученики 9-х и 10-х классов. Клуб ведут преподаватели, аспиранты, старшекурсники МФТИ.

Награды клуба похьельные грамоты Московского физико-технического института.

правку на фон — на отсчеты, происходящие от случайных причин. Для этого тот же самый счетчик заполняли заведомо неактивным газом. Полученные при этом фоновые отсчеты нужно было вычесть из числа отсчетов с аргоном.

Несмотря на огромный труд, опыт не дал положительного результата. После 110 дней выдержки и 35 дней счета аргон дал 11 отсчетов, а неактивный газ — 12. Как говорят экспериментаторы, превышения эффекта над фоном добиться не удалось. Результат оказался неожиданным. Некоторые любители сенсаций заявляли, что вся теория звездных реакций поставлена под удар.

В действительности дело обстоит не так просто. Когда планировался опыт Дэвиса, наилучшими считались эволюционные модели Солнца. При расчете таких моделей считают, что в каждом слое содержится столько гелия, сколько его получилось от ядерных реакций за время эволюции Солнца, иными словами, что гелий не перемешивался. Содержание же всех более тяжелых элементов, напротив, принимают одинаковым по всему объему Солнца и таким же, как в его атмосфере. Во всех этих допущениях, как мы уже говорили, есть много произвольного. Температура в центре модели Солнца, построенной таким образом, составляла 15,7 млн. градусов.

После того как появились результаты Дэвиса, мы сопоставили различные J модели Солнца, рассчитанные на основе других предположений. Оказалось, что достаточно снизить температуру в центре модели до 14,4 млн. градусов, чтобы объяснить отсутствие положительного результата в эксперименте по улавливанию нейтрино хлором. А между тем при 15,7 млн. градусов эффект должен был быть в 7 раз выше фона. Хлор чувствует только нейтрино с достаточно высокой энергией, которые должны испускаться не при основных, а при побочных ядерных реакциях в недрах Солнца. Побочные же реакции крайне чувствительны к температуре вблизи центра звезды.

Звезда и термоядерный реактор

Существование термоядерных реакций доказано не только теоретическими расчетами. Люди осуществили такие реакции в водородных бомбах, а сейчас уже есть опыты, где эти реакции зарегистрированы и в лабораторной плазме, хотя создание экономического термоядерного реактора остается еще трудной задачей. Идеи технического использования термоядерных реакций исходят в значительной степени из теоретических работ о ядерных реакциях в звездах. Можно ли рассматривать термоядерный реактор уже как не математическую, а фи-* зическую модель звездных недр? В чем здесь сходство и в чем разница?

Общие физические представления о термоядерных реакциях и способы их расчета были проверены и подтверждены при исследованиях термоядерной плазмы в лаборатории и технике. В их справедливости сейчас уже сомневаться невозможно. Но в термоядерном реакторе процессы не в точности такие же, как в звездах. В технике источниками термоядерной энергии- могут служить только более тяжелые изотопы водорода — дейтерий и тритий, а не обычный водород, как в звездах. Виноваты здесь как раз те трудно уловимые частицы нейтрино, о которых уже шла речь.

Все ядра атомов построены из двоякого рода частиц: протонов и нейтронов. Если эти частицы только меняются местами, то после преодоления кулоновского барьера реакция идет легко. Так реагируют дейтерий и тритий, ядра которых имеют в своем составе как протоны, так и нейтроны. Иначе обстоит дело с обыч ным водородом; его ядро — это один свободный протон. Для того чтобы из водорода получился гелий половина протонов должна превратиться в нейтроны. А по законам ядерной физики протон может перейти в нейтрон, только испустив нейтрино. Между тем все процессы с участием нейтрино относятся к так назы-• ваемым слабым взаимодействиям и протекают гораздо медленнее, чем простые ядерные реакции, сколь бы ни была велика энергия частиц.

В звездах эти процессы выделяют громадные количества энергии только лишь потому, что в них участвуют колоссальные массы вещества. Так, масса Солнца

45