Токамак і коллайдер. Чому саме магніти?
Чому для утримання плазми безуспішно намагаються використовувати магніт? Для початку уточню, що використовуються магніти досить великої потужності. В даний момент, наприклад: в Т-15 використовують ніобій-олов'яний магніт. А що б він міг магнітитися не тільки залізяки, а й розпечену плазму, як це не сумно його самого треба охолодити до космічних морозів. Саме при температурі рідкого гелію він стає сверхпроводником, і у нього проявляються супер магічні ... ой, тобто магнітні властивості. Тому його постійно доводиться охолоджувати або рідким гелієм, або (хоча б) рідким азотом. Це досить клопітно, а головне накладно.
Тим не менш, використання подібних магнітів дуже перспективна технологія, яку застосовують повсюдно. Наприклад: в медицині (МРТ), або науці (коллайдер). Ось і хочуть застосувати навіть в промисловості та енергетики (токамак). До речі токамак по суті є родич коллайдера. І там і там по кільцю (бублику) літає розпечена плазма разгоняемая магнітами. Хоча в коллайдене, природно, все по іншому. Там головне швидкість, а самого речовини дуже мало, на відміну від токамака в якому багато розжареного газу. Але багато в чому принципи схожі. І там і там потрібні злощасний магніти, які постійно треба морозити. Поки це найбільш розробляється метод управління «четвертої» формою речовини. Магніти як би є ниточками, за які вчені-ляльководи смикають розпечену плазму в потрібну сторону. Ось тільки для коллайдера на відміну від токамака дані ниточки більш підходять по ряду причин:
1 - поки це найбільш реалізований спосіб розігнати речовина до швидкостей наближених до швидкості світла. Як відомо саме в колайдері цим в основному і займаються. У токамаке розганяти плазму до сверх швидкостей не потрібно, там проблема полягає в її утриманні (що б стінки не проплавити). А значить і вимоги трохи інші.
2 - коллайдер це не промисловий, а науковий проект. Тому тут. на відміну від токамака немає необхідності отримати енергії більше ніж витратили. При роботі з коллайдером отримують цікаві наукові результати, витрачаючи на них масу енергії: в прямому сенсі викидаючи її в трубу. Хоча на даний момент це роблять і в токамаке. Але ж задумка токамака створити систему, яка б давала енергії більше, ніж витратили.
3 - термоядерний синтез не обов'язково здійснювати в бублику - токамаке. Можна і іншими методами, посвітивши наприклад лазерами на тритій або нагрів той же тритій ядерними реакціями, або спробувати використовувати кавітацію - варіантів маса. Відповідно і можливостей більше. Хоча і кллоайдер можна було б реалізувати можливо по іншому. Але вчені не чого кращого не придумали, чим в бублику розганяти за допомогою магнітів різні дурниці. За мабуть, їм ця унікальна ідея так сподобалася, що вони не стали себе утруднювати новими розрахунками і вирішили її скопіювати на токамак.
Іноді навіть складається враження, що будували токамак, а вийшов коллайдер. Може: варто було, як в анекдоті перед складанням обробити ретельно напилком?
Анекдот:
«Купили якось американці у нас МІГ-29.Перед відправкою весь
його оглянули-літак як літак, все на місці. Розібрали, перевезли
до себе. Зібрали, дивляться-паровоз. Знову зібрали-розібрали-знову паровоз!
Втретє розібрали зібрали-знову паровоз. Нічого зрозуміти не можуть.
Викликають одного з наших техніків, запитують: «У чому справа? «А він їм
відповідає: «Поставте мені 3 ящики горілки і зайдіть через тиждень ...»
Приходять американці через три тижні, дивляться-стоїть МіГ-29! Питають
вони нашого техніка: «Як же ти його зібрав?» А він їм відповідає: «В інструкції,
внизу, дрібними літерами написано: "Після збирання-обробити напилком!» »
А може це була хитра задумка вчених? Захотіли вчені побудувати коллайдер. Що б подивитися з чого складається атом, але грошей їм ні хто не дає. Тоді вони сказали - «а чи не побудувати нам токамак?» - Адже це той же коллайдер. І користі набагато більше: можна використовувати замість ядерної станції. Тоді їм гроші дали. Ось вони на них і зібрали коллайдер замість токамака, ні з користю, а з хитрого цікавості. Звичайно, це ексцентричний гумор, але в кожному жарті є частка правди. Можливо і тут замість того, що б шукати свіжі рішення, відповідні саме для даних задач, намагаються ретельно обробляють з бодуна напилком підігнати той же токамак, за кресленнями коллайдера. Для цього і використовують всі ті ж магнітики. Звичайно, їх терпимо використовувати для нетривалих експериментів, але абсолютно не вигідні, в промисловості для отримання енергії в схемі токамака.
Так може не варто плутати модне з раціональним? Тим більше що на даний момент створювати низькі температури дуже затратно і проблематично. Згоден, перспектива магнітних полів, воспеваемая в багатьох фантастичних фільмах досить приваблива і багатообіцяючий. Та й вельми видовищним. Досить згадати безтурботно висить і борсається в повітрі дивується жабу, яку помістили в магнітне поле всього на всього 16 Тесла. Але на даний момент технологія ще надто не допрацювали, що б використовувати її у виробництві та атракціонах. Можливо, в майбутньому саме надпровідники і подібні магніти дозволять масу проблем в т.ч. та енергетики. Але знову ж таки все впирається в матеріали та ідеї. Будуть матеріали здатні проводити струм при кімнатних температурах при нульовому опорі - буде у нас і левітація і машини, що працюють роками без підзарядки і прямий зв'язок з комп'ютером за допомогою портативного МРТ скануючого мозок і багато іншого, чого нам і не снилося ... Поки їх, на жаль немає. Та й не чого особливо розумного, не рахуючи велосипеда, поки не придумали. Хоча в нашому суспільстві це й не дивно. Тим не менш, намагаються використовувати саме цю технологію. Але може не варто гнатися за святим Граалем, а спробувати вирішити завдання більш тривіально. А потім вирішувати спільними зусиллями, задіюю ентузіастів і популяризуючи ідеї, за одне підвищуючи інтелектуальний рівень общественності- а не використовуючи купку закостенілих вчених займаються проблемою надпровідності.