Текст книги "Заглянем в будущее"

Автор книги: Александр Китайгородский

Соавторы: Арон Кобринский,Натан Кобринский,Николай Семенов,Николай Петрович,В. Молярчук,Игорь Петрянов-Соколов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 16 страниц)

Заглянем в будущее
^{Сборник}

Составитель В. Федченко

Вместо предисловия

Попытки создания картины общества, его экономики и состояния материально-технической базы в достаточно отдаленном будущем могут претендовать на достоверность только в том случае, если составляемые прогнозы базируются на прочной основе фундаментальных научных знаний.

В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе больше всего рассматриваются прогнозы технического прогресса, получившего в последние годы невиданные до сего масштабы и темпы развития. Причем, если буржуазные ученые рассматривают происходящую в мире научно-техническую революцию преимущественно с естественнонаучной и технологической стороны, отрывая ее от социальных последствий, то марксизм-ленинизм рассматривает ее в самой тесной связи с социальным прогрессом. Эта связь, определяя в конечном итоге основные социальные задачи технического прогресса, вытекает из характера взаимодействия производительных сил и производственных отношений.

Так, рассматривая промышленную революцию конца XVIII – начала XIX века, К. Маркс установил, что движущей силой ее и стимулом являлась объективная необходимость подведения под капиталистический способ производства соответствующей ему основы в виде крупного машинного производства. Поэтому содержанием промышленно-технического переворота явилось не только существенное изменение всего производства и общего уровня промышленного развития, но и переворот в производственных отношениях, приведший к победе капитализма над феодализмом. В. И. Ленин, исследуя социально-экономическое развитие современного капитализма, показал, что дальнейший технический прогресс, создавший возможность расширения масштабов производства, обусловил возникновение крупных монополий и превращение капитализма свободной конкуренции в монополистический капитализм.

Огромное социальное значение научно-технической революции в условиях развитого социалистического общества, как указал XXIV съезд КПСС, определяется прежде всего тем, что прогресс науки и техники является главным рычагом создания материально-технической базы коммунизма. Прогресс в развитии производительных сил сначала развитого социалистического общества, а затем коммунизма связан в основном с внедрением все более совершенной крупной машинной техники, максимально использующей автоматизированные системы управления и приводящей в конечном итоге к переходу на комплексные автоматические системы, осуществляющие весь цикл технологических процессов.

Такая техническая база, адекватная коммунистическим производственным отношениям, базирующимся на свободном, творческом труде всех членов общества, позволяет преодолеть еще имеющиеся различия между умственным и физическим трудом, между промышленным и сельскохозяйственным производством.

В. И. Ленин указывал, что залогом победы любой общественно-исторической формации является в конечном счете достижение более высокой производительности труда. Поэтому при всем обилии частных задач, вытекающих из многочисленных направлений технического прогресса, и связанных с ними направлений человеческой деятельности главной задачей и социальной функцией научно-технической революции является достижение такого уровня и темпов роста производительности труда, который соответствовал бы возрастающим материальным и культурным потребностям социалистического, а затем и коммунистического общества.

Вот почему социалистическое общество кровно заинтересовано в высоких темпах роста производства. Именно на этой основе решается задача удовлетворения материальных и духовных потребностей трудящихся.

В сборнике сделана попытка заглянуть в глубь предстоящих десятилетий и посмотреть, в каких условиях будут трудиться тогда люди, какова будет их жизнь.

Но жизнь многогранна. Одно перечисление всех ее аспектов и сторон заняло бы многие и многие страницы. Описать же их в одной книге просто невозможно. Надо было остановиться на нескольких. Каких? Да на тех, которые сопутствуют человеку ежедневно, ежечасно. Это энергетика, производство, создание новых материалов и веществ, транспорт, связь и информация, окружающая среда.

Подобно тому как из множества целей технического прогресса выделяется главная и решающая – обеспечить рост производительности труда, – из множества средств реализации этой цели может быть выделено главнейшее, определяющее средство, вытекающее из самой природы процессов материального производства, – процесс использования и преобразования различных видов энергии, то есть повышение энерговооруженности труда.

Несомненно, уровень производительности общественного труда определяется и рядом других условий технологического и организационного характера и в первую очередь автоматизацией производственных процессов. Однако, если сокращение числа работающих, приводящее к росту производительности труда, происходит без изменения уровня энергопотребления, то и рост продукции и рост энерговооруженности, приходящиеся на одного работающего, происходят прямо пропорционально. Такая закономерность показывает роль энерговооруженности в деле создания материальной основы общества. Эта роль является решающей сегодня, в годы создания материально-технической базы коммунизма. И она будет возрастать со временем, достигнув небывалого значения к исходу века, к 2000 году.

Академик Н. Н. Семенов рассказывает об энергетике будущего

Современная наука и техника открывают поистине огромные перспективы для полного, но, конечно, разумного удовлетворения основных материальных потребностей всех людей земного шара. Реализация этой великой гуманистической задачи лимитируется не научно-техническими возможностями, не ресурсами труда и материальных средств, а причинами социальными, существующим еще на планете несовершенством в устройстве человеческого общества.

Решающее значение для развития материальной базы общества и комфортабельного быта людей имеет энерговооруженность, особенно же количество электроэнергии, вырабатываемой на душу населения. Сейчас в среднем во всем мире на одного человека приходится всего около 0,23 установленного киловатта. Это крайне мало, особенно если иметь в виду, что в развивающихся странах эти цифры во много раз меньше.

Без сомнения, электроэнергия является наиболее квалифицированным видом энергии. Она получается сейчас в основном за счет тепловых электростанций, сжигающих топливо различных видов. Однако во многих случаях бывает нужна и непосредственно тепловая энергия сжигания топлива, например, для работы автомобильных и авиационных моторов. Поэтому основным показателем энерговооруженности в конечном итоге является количество добываемого топлива на душу населения. В среднем на одного человека в мире добывается около двух тонн условного топлива (с теплотворной способностью 7000 ккал/кг). Естественно, что эта цифра сильно различается для разных стран. Так, например, в США на душу населения приходится 10 тонн топлива, а в Индии – всего 0,2 тонны, то есть в 50 раз меньше.

Рассмотрим в первую очередь состояние современной энергетики, в основном базирующейся на горючих ископаемых (уголь, нефть, газ). Сейчас в мире добывается около 6 миллиардов тонн условного топлива в год. При сжигании это дает 7 · 10⁶ ккал/тонн, а значит, добыча энергии составит 42 · 10¹⁵ ккал. О том, как потребляется это топливо, дает представление таблица. В ней приведены примерные данные в процентах от общей добычи топлива.

1. Транспорт (автомобильный, авиационный, железнодорожный, морской), а также сельскохозяйственные машины, прежде всего трактора………20–25%

2. Тепловые электростанции, включая теплофикацию (в настоящее время)………30–35%

3. Промышленность, в особенности металлургическая, химическая, машиностроительная и стройматериалов………30%

4. На бытовые нужды………5–10%

На получение энергии в тепловых электростанциях идет 30 процентов всего добываемого топлива. Тепловые электростанции (работающие в среднем с к.п.д. около 30 процентов) дают подавляющую часть электроэнергии. Доля гидроэлектростанций составляет примерно 17 процентов, а доля атомных электростанций пока еще мала. Бурное развитие промышленности, механизация сельского хозяйства, быстрый рост населения земного шара вызывают непрерывное увеличение добычи топлива. При такой ситуации, естественно, встает вопрос, на какое же время хватит запасов горючих ископаемых. Ответить на этот вопрос трудно, так как пока нет теоретических возможностей оценить эти запасы хотя бы очень приблизительно. Цифры же разведанных запасов из года в год колеблются. Так, за последние 30 лет геологи открыли богатейшие запасы нефти как раз в то время, когда многие старые месторождения стали истощаться.

Все же на основании выявленных месторождений и геологических прогнозов имеются различные, но, в общем, сравнительно близкие оценки экономически выгодных для разработки мировых запасов горючих ископаемых. Данные одной из таких оценок приведены в следующей таблице.

Во втором столбце приведены прогнозные геологические запасы, в четвертом – экономически целесообразная выработка этих запасов.

В 1970 году добыча всех приведенных в таблице видов топлива составляла около 6 миллиардов тонн условного топлива. Таким образом, годичная добыча составляет около 0,15 процента от запасов по четвертому столбцу.

Темпы роста добычи топлива в течение ряда десятилетий были достаточно высоки (приблизительно удвоение за каждые 20 лет).

Исходя из темпов добычи в прошлом и допустив, что темпы роста добычи сохранятся и дальше, мы можем дать прогноз годичной добычи в будущем в математической форме. Обозначим мировую добычу горючих ископаемых в 1970 году через А = 6 × 10⁹ тонн условного топлива. Будем отсчитывать время t от 1970 года, где t выражено в годах. Тогда ежегодная добыча Q = A · 2^t/20. Нас интересует, однако, не годичная выработка ископаемых, но общая выработка их за годы, прошедшие с 1970 года.

Мы можем вычислить, какая доля возможных для извлечения запасов (по столбцу 4 предыдущей таблицы) будет добыта ко времени t.

Таким образом, практически все топливо будет извлечено за 80 лет, если исходить из вышеприведенных запасов.

Если допустить, что дальнейшая геологическая разведка и улучшение коэффициента извлечения приведут к увеличению запасов, скажем, в восемь раз (на большее трудно рассчитывать, так как глубинное бурение, которое принесло нам значительное увеличение запасов нефти, уже давно освоено), то в таком случае запасы топлива будут исчерпаны не в 2050 году, а в 2110, то есть не через 80 лет, а через 140 лет.

Американские ученые в своих прогнозах приходят к подобным же результатам. По одному из их расчетов, экономически выгодные запасы топлива в США будут истощены в течение 75–100 лет, а общие потенциальные запасы топлива – за период 150–200 лет.

Понять, почему за последние годы темпы роста добычи топлива значительно увеличились, не так трудно. Дело в том, что добыча нефти с 1880 года и до нашего времени росла очень быстро: удваивалась примерно каждые 10 лет. Однако количество добываемой нефти в первые 30 лет XX века было очень невелико по сравнению с углем. В дальнейшем добыча нефти стала составлять уже заметную часть от добычи угля и к 1950 году достигла половины (в единицах условного топлива).

Доля нефти и газа в составе современного топлива за последние десятилетия быстро растет и сейчас составляет примерно 70 процентов, а на долю угля падает всего 30 процентов. Между тем мировые запасы нефти и газа, как мы видели из таблицы, в пять с лишним раз меньше, чем угля. Если так будет продолжаться, эти важнейшие для транспорта и химии источники сырья будут исчерпаны на глазах нынешнего поколения молодых людей. Отсюда следует, что мировая электроэнергетика должна в основном строиться на базе угля.

Многие сомневаются в том, что быстрые темпы роста мировой добычи топлива сохранятся в течение будущего времени и их падения не произойдет. Мне кажется это не совсем верным. Надо думать, что XXI век будет характеризоваться быстрым техническим прогрессом развивающихся стран. Как мы видели, диспропорция в количестве добываемого топлива очень велика. В США на душу населения приходится в 50 раз больше горючих ископаемых, чем в Индии. За 100–150 лет картина должна в корне измениться и добыча топлива если не полностью сравняется в различных группах стран, – то, по крайней мере, значительно приблизится к высокому уровню. Поэтому с течением времени надо ожидать не снижения, но скорее увеличения темпов роста добычи топлива в мировом масштабе.

Конечно, все эти прогнозы связаны с различными предположениями и могут колебаться в достаточно широких пределах. Одно только совершенно ясно: при всех условиях запасы горючих ископаемых будут исчерпаны в обозримое время. Таким образом, над человечеством нависает настоящая катастрофа – энергетический голод. Мы, люди, живущие сейчас, бездумно расходуем запасы ценнейшего сырья, которое понадобится будущим поколениям людей для обеспечения производства химических препаратов, органических материалов, моющих средств и т. п. Поэтому нашей задачей, особенно задачей ученых и инженеров, является поиск иных, новых, более эффективных путей обеспечения человечества энергией. Это надо делать быстро, пока горючих ископаемых имеется еще достаточно для химии будущих столетий. Отрадно отметить, что за последние 20 лет такие новые пути уже начали разрабатываться.

Необходимость перехода человечества на новые виды энергии, не связанные с горением топлива, диктуется и другими причинами, не имеющими отношения к проблеме исчерпания запасов топлива.

Современные заводы, электростанции и двигатели внутреннего сгорания выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислоты в результате сжигания топлива. Мы видели, как бурно растет в последнее десятилетие потребление горючих ископаемых, которые в основном сжигаются в камерах двигателей и топках котлов. Огромное дополнительное количество углекислого газа не только используется растениями, но и поглощается океанами с образованием в их воде карбонатов. Таким образом, океаны являются мощными буферами, поддерживающими равновесие углекислоты в атмосфере. Однако становится заметным некоторое, правда пока небольшое, увеличение углекислоты в атмосфере – от 0,03 процента до 0,032 процента.

Исключительно быстрый рост потребления топлива со временем, видимо, приведет к значительному увеличению содержания углекислоты в атмосфере. Для людей и животных это не страшно, но для изменения климата Земли это могло бы через 200–300 лет привести к катастрофическим последствиям. Углекислота атмосферы, интенсивно поглощая инфракрасное излучение Земли, вызовет нагрев Земли и нижних слоев атмосферы (парниковый эффект) и приведет к созданию на Земле столь жаркого и влажного климата, в котором люди не смогут жить. Пока этот эффект мал, но, когда углекислоты станет значительно больше, чем сейчас, это приведет к значительным осложнениям.

Таким образом, быстрое исчерпание в будущем ресурсов обычного топлива и опасность увеличения углекислого газа в атмосфере настоятельно ставят перед человечеством проблему создания принципиально новой базы мировой энергетики. Времени на создание этой базы у нас мало, максимум около 100 лет.

* * *

Естественно, взоры наши прежде всего обращаются к использованию атомной энергии в виде уже существующих атомных электростанций. Однако получение атомной энергии ограничено залежами урана. Правда, со времени открытия атомной энергии экономически выгодные для разработки запасы урана непрерывно увеличиваются. Но беда в том, что для получения электроэнергии используется лишь изотоп уран-235, содержащийся в уране-238 в количестве 0,7 процента, а весь оставшийся уран-238 идет в отвал. В таком виде атомная энергия никогда не смогла бы занять доминирующего положения в энергетике.

Вместе с тем давно известно, что уран-238 при захвате им нейтрона в конечном счете дает плутоний, являющийся еще более активным материалом, чем уран-235. Но для осуществления такого процесса необходимо иметь нейтронный источник, работающий с хорошим к.п.д. Идея создания такого источника еще в начале 50-х годов возникла в Советском Союзе, а затем в США. Это мог бы быть протонный ускоритель на 0,5–1 Бэв. Быстрые протоны, попадая на мишень из урана-238, пронизывают электронную оболочку атома, проникают в ядро урана-238 и при этом выбивают 30–50 нейтронов на каждый протон. Получаемые таким путем нейтроны реагируют с ураном-238 и преобразуют его в плутоний. Эта идея оживленно обсуждалась у нас и в США вплоть до последнего времени.

Однако за это время в Советском Союзе и США возникла значительно более простая для реализации идея использования урана-238 в так называемых реакторах-размножителях. Прототипы таких котлов уже появились в США, СССР и Франции. Идет разработка оптимальных типов котлов-размножителей, работающих на плутонии. При делении атома плутония выделяется около 3 нейтронов. Один идет на поддержание цепной реакции деления, обеспечивающей работу электростанции. Второй нейтрон поглощается оболочкой котла из урана-238 и идет на образование плутония, обеспечивающего новую зарядку котла после выработки первичного заряда плутония. Наконец, третий нейтрон каждого атома частично теряется бесполезно, а частично обеспечивает получение некоторого дополнительного количества плутония в работающих котлах, что и дает возможность «размножения» атомных котлов. Таким образом, удается использовать весьма большую долю от всего добываемого урана в качестве делящегося материала. Иначе говоря, эффективность добываемой руды можно повысить почти в 100 раз. При этом становится экономически целесообразной разработка даже очень бедных месторождений урана, а также добыча его из океанской воды. Хотя концентрация урана в воде очень мала (5 миллиграммов на тонну), но общие его запасы в океанах в 1000 раз больше, чем в земной коре.

Пока рост числа котлов-размножителей идет сравнительно медленно (примерное увеличение в 2 раза за 10 лет), но уже через 50 лет значительную часть энергетики Земли можно будет обеспечить за счет атомной энергии.

Метод котлов-размножителей в принципе вполне реален, и дело стоит за чисто технологической его доработкой. Достоинством метода является отсутствие радиоактивных газов, которые могли бы заражать атмосферу, если не считать малых количеств криптона, от которых при расширении производства необходима тщательная очистка. Однако метод имеет и недостаток, состоящий в том, что практически все запасы урана и тория будут переведены в радиоактивные остатки деления, что может иметь вредные последствия. Поэтому даже при захоронении их глубоко под землёй необходимо иметь полную гарантию, что осколки деления в течение столетий не смогут отравить подземные воды. Проведенные уже на этот предмет опыты дают благоприятные результаты, но, учитывая огромное увеличение числа атомных котлов, необходимо выполнить самые скрупулезные исследования условий захоронения, которые бы с абсолютной достоверностью исключали всякую опасность.

Совершенно новые возможности открываются перед человечеством с осуществлением термоядерной управляемой реакции. Однако ее осуществление казалось сначала невозможным из-за громадного количества выделяющегося тепла и соответственно высокой температуры в зоне реакции, достигающей сотен и более миллионов градусов. Именно такие температуры и необходимы для того, чтобы реакция шла достаточно быстро и сама себя поддерживала. Само собой разумеется, что в результате теплоотдачи стенки термоядерного реактора мгновенно превратятся в пар. Однако физики (насколько я знаю, первыми это сделали советские физики) выдвинули идею магнитной изоляции, которая решала проблему уменьшения теплопередачи к стенкам и в принципе делала бы процесс осуществимым. При разогреве вещества мощным импульсом тока удалось на мгновение нагреть его до температуры, близкой к необходимой для начала термоядерной реакции, и проверить действие магнитной изоляции.

После того как была доказана возможность магнитной изоляции, ученые полагали, что управляемую термоядерную реакцию удастся осуществить в течение ближайших десяти лет. На решении этой проблемы было сосредоточено много квалифицированных ученых во многих странах, в частности и у нас. Однако чем дальше углублялись исследования, тем больше появлялось трудностей. Сейчас удалось сформулировать, какие именно трудности надо преодолеть для получения устойчивой термоядерной реакции.

Две термоядерные реакции с самого начала привлекали внимание. Первая из них – это бимолекулярная реакция ядер газообразного дейтерия. В сущности, она состоит из двух параллельных и одной промежуточной реакции:

D + D = He³ + n,

где D – ядро дейтерия (изотоп водорода), содержащее один протон и один нейтрон, He³ – изотоп гелия, содержащий в ядре два протона и один нейтрон;

D + D = T + p,

T – ядро трития (изотоп водорода), содержащее один протон и два нейтрона;

T + D = Не⁴ + n,

He⁴ – обычный гелий, содержащий в ядре два протона и два нейтрона; n – нейтрон, p – протон.

При этом скорость последней стадии значительно выше, чем первых двух, и поэтому слабо радиоактивный тритий будет практически отсутствовать в продуктах реакции.

Вторая интересующая ученых термоядерная реакция выглядит следующим образом:

T + D = He⁴ + n.

Она может быть осуществлена значительно легче, чем первая, однако требует синтеза трития, которого нет на Земле. Исходный заряд трития может быть получен в обычных атомных котлах. А дальше, как мы сейчас увидим, он может воспроизводиться в ходе термоядерной реакции за счет выделяемых ею нейтронов. Для этого реактор необходимо окружить оболочкой из химических соединений лития. В литии в количестве 7 процентов содержится изотоп Li⁶. При реакции нейтрона, замедляющегося в литиевой оболочке, происходит реакция n + Li⁶ = He⁴ + T. Образующийся тритий выделяется и снова используется в основном процессе. Мало того, если между реактором и оболочкой проложить слой, содержащий бериллий, то идет реакция, при которой из одного нейтрона получаются два. Эти оба нейтрона реагируют с Li⁶, и возникают два атома трития. В этом случае количество образующегося трития не только компенсирует расход его в реакции, но дает избыток, позволяющий в принципе создавать новые термоядерные реакторы.

При обеих рассмотренных реакциях выделяется огромное количество тепла: в первой из них на один грамм газа выделяется столько энергии, сколько получается при сжигании примерно 10 тонн угля, а во второй – 14 тонн угля. Реакции идут при температурах порядка 100 миллионов градусов. При таких условиях газ представляет собой плазму из электронов и положительно заряженных ядер. Допустим, что реактор работает на быстро чередующихся импульсах тока, мгновенно разогревающих плазму. Вся трудность заключается в том, что плазма сохраняет устойчивость лишь в течение очень короткого времени τ, которое зависит, от силы магнитного поля и конструкции реактора. Обеспечить достаточную полноту реакции возможно лишь в том случае, если время реакции t меньше τ. Таким образом, протекание реакции определяется условием: ^t/_τ > 1. Скорость реакции выражается формулой W = KN², где N – количество ядер в см³, а K – константа скорости реакции при данной температуре (100 миллионов градусов для реакции T + D и почти на порядок выше для реакции D + D). Отсюда время реакции t = ¹/_KN и условие осуществления реакции выразится так: KNτt > 1. Константа К бимолекулярной реакции, как всегда, пропорциональна сечению σ = πr² столкновения частиц, в данном случае ядер. Радиус r определяет собой то наибольшее расстояние между ядрами (в момент прохождения их друг около друга), при котором реакция еще осуществляется.

Оказалось, что сечение реакции D + D в 100 раз меньше, чем реакции T + D, а следовательно, и константа К в 100 раз меньше для первой реакции, чем для второй, поэтому численное значение произведения Nτ для реакции дейтерия составит величину 10¹⁶, а для трития с дейтерием 10¹⁴. Таким образом, реакция трития может быть осуществлена значительно легче.

В настоящее время экспериментально достигнута величина Nτ = 10¹², но есть основания думать, что со временем можно будет достичь и 10¹⁴, что приведет к осуществлению реакции трития с дейтерием.

Однако сама по себе эта термоядерная реакция T + D обладает тремя недостатками. Первый из них связан с необходимостью использования Li⁶ в том же количестве, что и трития и дейтерия. Разведанные на сегодняшний день мировые запасы достаточно богатых литием руд (и минерализованных вод) очень невелики, особенно если вспомнить, что изотоп Li⁶ содержится в литии в количестве 7 процентов. Если положить термоядерную реакцию T + D в основу мировой энергетики, то запас Li⁶ в разведанных месторождениях будет целиком использован за сравнительно небольшой отрезок времени. Литий относится к очень рассеянным элементам, и хотя общее его содержание в земной коре достаточно велико, концентрация очень мала. Например, в гранитах он содержится всего в количествах ¹/₁₀₀₀-¹/_10 000 долей процента, поэтому разработка таких руд представляется малорентабельной.

Вторая, трудность состоит в том, что при работе с тритием очень сложно избежать его потерь и постепенного накопления в атмосфере. Между тем тритий радиоактивен. Поэтому применение реакции с ним требует полной гарантии радиоактивной безопасности, то есть извлечения трития из отходящих газов.

Конечно, и в реакции D + D в качестве промежуточного продукта появляется тритий, однако в условиях проведения этой реакции тритий будет практически мгновенно реагировать и полностью исчезать за счет реакции T + D.

Наконец, в-третьих, само извлечение трития из литиевой оболочки реактора довольно трудно будет технически совместить с использованием тепла для работы уже обычного котла электростанции. Заметим, что ⁷/₉ энергии термоядерной реакции T + D уносится в оболочку с быстрыми нейтронами, в самом же реакторе выделяется всего ²/₉ общей энергии.

Все эти недостатки термоядерной реакции трития, даже если она будет осуществлена, делают ее отнюдь не более перспективной, чем метод котлов-размножителей. Поэтому можно считать практическое осуществление реакции T + D лишь преддверием к решению проблемы на базе реакции D + D. Мы видели, что трудностей для осуществления этой реакции в сто раз больше, чем для реакции T + D. И все же нет оснований сомневаться, что человеческий гений добьется своего, быть может, ценой длительных усилий. Возможно, это случится через много десятков лет, но рано или поздно это произойдет.

С этой оптимистической точки зрения осуществление и техническое оформление котлов электростанций на реакции T + D представляются крайне важными для будущего осуществления реакции D + D.

Мне хотелось бы сказать еще несколько слов о перспективах получения термоядерной реакции D + D. За последние 20 лет все усилия были направлены по одному руслу. Не было принципиально новых идей. А между тем они, несомненно, должны появиться. С этой точки зрения следует обратить внимание на новую оригинальную идею, высказанную и проиллюстрированную академиком Басовым и некоторыми французскими учеными. Эта идея заключается в импульсном нагреве твердых соединений дейтерия или непосредственно замороженного дейтерия с помощью лазеров.

Басов направил узкий лазерный пучок на дейтерид лития. Лучшие результаты получались при очень коротких импульсах, когда образующаяся в результате нагрева лазерным пучком плазма не успевает еще расшириться. При этом был зарегистрирован небольшой выход нейтронов, что свидетельствовало о протекании, пусть еще очень слабой, термоядерной реакции. По новой идее плазма не требует никакой магнитной изоляции. Хотя в этих опытах τ очень мало, но зато концентрация ядер достаточно велика, поскольку плазма возникает в твердом теле.

Под пучок будет подводиться лишь очень малое количество вещества. Затем импульс лазера прерывается на короткое время, подводится новая малая порция вещества и т. д. Таким образом, установка будет работать подобно автомобильному двигателю, где топливо подается в цилиндры порциями.

Недавно группа американских физиков предложила другой, очень остроумный путь получения термоядерной энергии за счет энергии лазерных пучков. Пока опубликованы лишь расчеты, что же касается экспериментов, то неизвестно, проводились ли они. Идея заключается в следующем. На сферическую частицу из твердого дейтерия или дейтерия с тритием направляется сферически сходящийся световой поток. Он ионизирует поверхностный слой частиц и поглощается в нем. В результате этот поверхностный слой разлетается во все стороны и сообщает импульс отдачи оставшейся части частиц, сжимая их. Расчеты показывают, что при этом частица сжимается. Задавая определенным образом зависимость импульсной отдачи от времени (что достигается соответствующим программированием формы лазерного импульса), можно получить режим почти адиабатического сжатия частицы до плотности в 10⁴ раз больше первоначальной и достичь плотности атомов дейтерия до 10²⁷ атом/см³. Возникающая при этом высокая температура обеспечивает очень быстро протекающую термоядерную реакцию. По расчетам, 60 джоулей лазерной энергии могут привести к получению 2 мегаджоулей термоядерной энергии. Конечно, здесь, как и в случае, предложенном Басовым и французскими учеными, термоядерное горение будет происходить как последовательность быстро следующих друг за другом малых термоядерных взрывов, соответствующих превращению нескольких десятых микромолей дейтерия при нормальном давлении в гелий.

Если удастся решить проблему осуществления термоядерной реакции на одном дейтерии, то именно ее следует положить в основу мировой энергетики. Она имеет ряд бесспорных достоинств перед всеми другими путями энергетического обеспечения будущего человечества. Во-первых, ее сырьевые ресурсы безграничны и вместе с тем не требуют никаких горнорудных трудоемких работ. Этим сырьем является вода, в неограниченных количествах имеющаяся в океанах, которая содержит дейтерий в количестве ¹/₃₅₀ от веса водорода или ¹/₆₃₀₀ от веса воды. Учитывая, что один грамм дейтерия при термоядерной реакции выделяет тепло, эквивалентное сжиганию 10 тонн угля, запасы его в воде можно считать практически бесконечными. Дейтерий может быть извлечен из обычной воды уже разработанными методами. Для обеспечения энергии, равной теплоте сгорания всех ежегодно добываемых сейчас горючих ископаемых, потребуется извлечь дейтерий из воды, содержащейся в кубе со стороной 160 метров.