Глава 387. США не могут усидеть на месте •
Для технологии управляемого ядерного синтеза моделирование высокоплотной плазмы с использованием гелия-3 и водорода и непосредственное использование дейтерий-тритиевого топлива для зажигания - это совершенно разные вещи.
На самом деле, если отбросить инерционный синтез, имитирующий взрыв водородной бомбы, то на пути магнитного удержания стран и устройств, которые действительно проводили эксперименты по зажиганию, можно пересчитать по пальцам.
Для первого требования к экспериментальному устройству не очень высоки, достаточно сформировать магнитное удержание и заставить высокотемпературную плазму течь в камере реактора.
Гелий-3 и водород при высокой температуре, хотя и могут имитировать состояние высокоплотной плазмы, но всё же отличаются от зажигания дейтерий-тритиевого топлива.
Самое большое отличие в том, что гелий-3 и водород при работе в камере реактора не вызывают настоящего явления синтеза.
Каждый атом дейтерия и трития при синтезе высвобождает огромное количество энергии и нейтронов, которые влияют на высокотемпературную плазму, циркулирующую в камере реактора.
Кроме того, пучок нейтронов, высвобождаемый в процессе синтеза, вырывается из-под контроля удерживающего магнитного поля и наносит серьёзный ущерб материалу первой стенки.
Это неизбежно происходит в процессе дейтерий-тритиевого синтеза.
То, что нейтроны не могут быть удержаны магнитным полем, - это общеизвестный факт в физике.
Если бы кто-то действительно смог удержать нейтроны, то весь мир теоретической физики, и даже весь мир физики, преклонил бы колени и попросил бы его указать направление дальнейшего развития.
Нейтронное излучение, возникающее при дейтерий-тритиевом синтезе, является одной из самых сложных проблем во всём управляемом ядерном синтезе.
Разрушение материала нейтронным излучением - это не только трансмутация атомов и разрушение внутренних химических связей, но и самое чистое разрушение физической структуры.
Это похоже на то, как пули попадают в стальную пластину, каждый раз оставляя в ней отверстие.
Конечно, только на микроскопическом уровне.
Как решить проблему нейтронного излучения, возникающего в процессе дейтерий-тритиевого синтеза, и выбор материала первой стенки - это тоже сверхсложная задача в управляемом ядерном синтезе.
Теперь устройство синтеза "Рассвет" подошло к этому этапу, и столкновение с нейтронным излучением, возникающим при дейтерий-тритиевом синтезе, уже не за горами.
В главной диспетчерской Сюй Чуань, затаив дыхание, смотрел на главный экран.
После впрыска дейтерий-тритиевого топлива в устройство синтеза "Рассвет", при поддержке системы нагревательных антенн ICRF, оно быстро перешло в состояние плазмы.
Удерживающее магнитное поле, создаваемое внешними катушками, быстро удерживало плазмированное дейтерий-тритиевое топливо в канале, сформированном математической моделью, тонкая настройка магнитного поля стабильно управляла этими микроскопическими высокотемпературными плазмами, циркулирующими в камере.
Если бы у кого-то были глаза, способные видеть микромир, то сейчас в устройстве синтеза "Рассвет" можно было бы увидеть самую прекрасную сцену во Вселенной.
При температуре в сотни миллионов градусов электроны с внешних оболочек атомов дейтерия и трития были оторваны, обнажив ядра. Чрезвычайно высокая температура для этих плазм означала чрезвычайно высокую активность. Каждое ядро атома было похоже на автомобиль, мчащийся по скоростной автомагистрали.
Когда ядро атома дейтерия сталкивается с ядром атома трития, происходит самая прекрасная реакция в этой Вселенной!
Дейтерий-тритиевый синтез, в результате которого образуется атом гелия и нейтрон, и высвобождается огромное количество энергии.
Это источник всей жизни, а также конечная энергия, о которой мечтает человечество.
В главной диспетчерской, по мере превращения дейтерий-тритиевого топлива в плазму, один за другим раздавались взволнованные отчёты.
"Обнаружена высокотемпературная дейтерий-тритиевая плазма!"
"Сверхпроводящие катушки внешнего поля работают в штатном режиме!"
"Наблюдается реакция синтеза!"
"Первая стенка обнаружила сильное нейтронное излучение!"
"."
С каждым отчётом сердца всех присутствующих бились сильнее.
Самым волнующим был отчёт "Наблюдается реакция синтеза".
Это означало, что в устройстве синтеза "Рассвет" плазменное дейтерий-тритиевое топливо успешно столкнулось и слилось, высвободив большое количество энергии.
Возможно, реакцию синтеза вызвала лишь ничтожная часть этого миллиграмма дейтерий-тритиевого топлива, но она всё равно сияла, как звезда, и завораживала.
В этот момент дейтерий-тритиевая плазма, текущая в устройстве синтеза "Рассвет", была подобна мечте, ставшей реальностью.
Хотя её масса составляла всего один миллиграмм, хотя время её работы составляло всего одну минуту, хотя для управляемого ядерного синтеза это был лишь промежуточный результат.
Но она всё равно была невероятно яркой, долгой, как целый век, подобно красному солнцу, восходящему на востоке.
С отключением нагревательных антенн ICRF и прекращением подачи тока на сверхпроводящие катушки, температура плазмы в камере реактора также быстро снизилась.
Когда всё устройство синтеза "Рассвет" полностью прекратило работу, долго сдерживаемые радостные возгласы, наконец, раздались в лаборатории.
"Получилось! У нас получилось!"
Неизвестно, кто это крикнул, но тихая атмосфера мгновенно взорвалась, и все закричали.
Кто-то взволнованно кричал, кто-то обнимался, празднуя, а кто-то тихонько вытирал влагу с уголков глаз.
Стоя в толпе, Сюй Чуань тоже широко улыбнулся.
Как бы то ни было, сегодня они создали новую славу, и история будет написана ими.
Более двух часов работы с высокоплотной плазмой, успешное завершение эксперимента по зажиганию дейтерий-тритиевого топлива - всё это означает, что устройство синтеза "Рассвет" успешно вступило во вторую стадию на пути к управляемому ядерному синтезу.
Во всём мире нет ни одной страны или экспериментального реактора, способного достичь такого уровня!
Теперь они по праву являются номером один в мире в области управляемого ядерного синтеза.
Конечно, с проведением этого эксперимента у них появилось много проблем и вопросов, которые нужно решить.
Самая большая проблема - это нейтронное излучение, возникающее в процессе зажигания дейтерий-тритиевого топлива.
Но нейтронное излучение, возникшее в процессе дейтерий-тритиевого синтеза, всё же нанесло определённый ущерб устройству синтеза "Рассвет", как материалу первой стенки, так и другому оборудованию.
К счастью, время работы было недолгим, доза облучения была не очень большой, и повреждения, вызванные нейтронным излучением, были в пределах допустимого.
Но даже в этом случае устройство синтеза "Рассвет" не сможет снова запустить эксперимент в течение короткого времени. Конечно, несмотря на высокую цену, выгода тоже была весьма значительной.
Данные о работе высокоплотной плазмы в течение более двух часов, осуществимость зажигания дейтерий-тритиевого топлива в токамаке, данные о нейтронном облучении материала первой стенки и так далее.
Всё это чрезвычайно ценные экспериментальные данные.
В частности, данные о нейтронном облучении материала первой стенки, научная ценность которых не может быть измерена деньгами.
Во всём мире такие данные, полученные после одной минуты зажигания настоящего дейтерий-тритиевого топлива, можно сказать, уникальны.
Возможно, некоторые устройства, которые ранее также рисковали проводить эксперименты по зажиганию, имеют аналогичные данные, но Сюй Чуань может быть уверен, что время работы этих экспериментов по зажиганию в основном не превышало десяти секунд.
А в Китае такого никогда не было.
Даже самый передовой EAST никогда не проводил эксперимент по зажиганию дейтерий-тритиевого топлива.
Второй эксперимент по зажиганию на устройстве "Рассвет" не вызвал большого внимания за пределами Китая, в Интернете было не так много обсуждений.
Но в области управляемого ядерного синтеза всё было совсем по-другому.
Два часа работы с высокоплотной плазмой, одна минута зажигания дейтерий-тритиевого топлива - шок был не слабее, чем в первый раз, когда было достигнуто время работы в сорок пять минут.
Практически все учёные, занимающиеся управляемым ядерным синтезом, знали, что это значит.
Хотя начало зажигания дейтерий-тритиевого топлива для реального осуществления управляемого ядерного синтеза - это всего лишь первый шаг. Но по сравнению с теми, кто всё ещё топчется у порога, это уже огромное преимущество.
США, Принстонская лаборатория физики плазмы PPPL.
Директор Галифакс Брюс, который обсуждал с Фефферманом, как дальше оптимизировать модель управления устройством PPPL, получил эту поразительную новость.
Напротив, глядя на Галифакса Брюса со сложным выражением лица, Фефферман с любопытством спросил: "Что случилось?"
Услышав вопрос, Галифакс вышел из задумчивости и с ноткой зависти в голосе сказал: "В Китае профессор Сюй перезапустил эксперимент по синтезу "Рассвет", не только добился двух часов работы с высокоплотной плазмой, но и попробовал одну минуту зажигания дейтерий-тритиевого топлива."
Услышав это, Фефферман на мгновение замер и сказал: "Два часа? Зажигание дейтерий-тритиевого топлива? Они так быстро продвигаются?"
Галифакс Брюс горько усмехнулся и сказал: "В новостях уже сообщили, должно быть, это правда."
Помолчав, он продолжил: "По сравнению с ними, мы сильно отстаём, PPPL до сих пор может достичь максимального времени работы с высокоплотной плазмой всего лишь в десять с лишним секунд. Что касается дейтерий-тритиевого синтеза, то до него ещё очень далеко."
Сказав это, Галифакс посмотрел на Феффермана и с горечью произнёс: "Похоже, ты был прав, в контроле турбулентности плазмы профессор Сюй - действительно ключевая фигура."
Судя по тому, что устройство синтеза "Рассвет" последовательно достигло сорока пяти минут и более двух часов работы с высокоплотной плазмой, никто не поверит, что у Сюй Чуаня нет отличного плана управления турбулентностью плазмы.
Возможно, он даже уже закончил разработку математической модели турбулентности плазмы.
Ведь на фоне того, что в настоящее время основные исследовательские институты продвигаются вперёд секундами, два часа работы - это слишком преувеличено.
А ведь когда-то у лаборатории PPPL тоже был такой шанс.
Фефферман говорил ему, что только с участием профессора Сюя у них есть шанс разработать модель управления турбулентностью высокотемпературной плазмы. Но он не придал этому значения, хотя и лично приглашал его, но только один раз, а потом сдался.
И теперь, когда другая сторона ушла вперёд, их модель управления турбулентностью плазмы, которую они с Фефферманом вместе исследуют, всё ещё далека от завершения, а время работы устройства PPPL всё ещё остаётся на уровне секунд.
Напротив, Фефферман покачал головой и сказал: "Если судить только по математическим способностям, то, боюсь, в современном математическом мире найдётся немного людей, которые смогут с ним сравниться."
"Возможно, в некоторых областях, в которых я силён, я ещё могу с ним посоревноваться, но в целом, не то что я, даже всесторонне одарённый профессор Тао, боюсь, не сможет с ним тягаться."
"Две задачи тысячелетия, такое достижение за всю историю математики можно пересчитать по пальцам."
"Возможно, сейчас его влияние ещё не так велико, как у великих математиков прошлого, но пока он продолжает развиваться в математике, его влияние будет расти со временем."
Галифакс Брюс пожал плечами, а затем, словно что-то вспомнив, задумался на мгновение, а потом взволнованно сказал: "Фефферман, как ты думаешь, есть ли у нас шанс купить у профессора Сюя партию высокотемпературного медно-углеродно-серебряного композитного сверхпроводящего материала?"
"Судя по стелларатору Wendelstein 7-X в Планке, на время работы влияет не только математическая модель турбулентности плазмы. Я уверен, что у Института физики плазмы Макса Планка нет математической модели, но благодаря этому высокотемпературному сверхпроводящему материалу они всё же смогли добиться получаса работы на стеллараторе."
"Если бы мы смогли купить его, то устройство PPPL, возможно, тоже смогло бы работать полчаса."
Фефферман подумал и сказал: "Действительно, есть шанс. Он очень сентиментальный человек, если покупать от имени Принстона, он должен согласиться."
Помолчав, он добавил: "Если привлечь Делиня и Виттена, вероятность будет ещё выше."
Услышав это, Галифакс ударил кулаком по ладони и улыбнулся: "Конечно, я навещу Делиня и Виттена."
С другой стороны, Вашингтон.
Когда устройство синтеза "Рассвет" снова добилось двухчасового прогресса, Министерство энергетики США, наконец, не выдержало и созвало пресс-конференцию в Белом доме.
Стоя на трибуне, министр энергетики США Дэн Бруйетт красноречиво говорил о технологии управляемого ядерного синтеза, которая в последнее время привлекает большое внимание, и объявил об увеличении инвестиций в область управляемого ядерного синтеза и так далее.
В то же время Дэн Бруйетт также ответил на давно ходившие слухи о том, что США планируют выйти из проекта ИТЭР, конечно, это не было его главной целью.
Публичный ответ на этот вопрос на пресс-конференции был направлен не только на то, чтобы просто поднять боевой дух нации, но и на то, чтобы нанести удар по другой стране.
"...США никогда не планировали выходить из ИТЭР, наоборот, мы не только не выйдем, но и продолжим увеличивать инвестиции в ИТЭР, выполняя наши обязательства и обязанности в рамках ИТЭР."
"В этом отношении США не будут, как некоторые страны, использовать ИТЭР для получения большого количества технологий в области управляемого ядерного синтеза, но никогда не выполнять свои обязательства и обязанности."
"Использовать соглашение об обмене ИТЭР для извлечения технологий для собственного развития, но не делиться своими исследованиями, очевидно, является нарушением соглашения, и в этом отношении наши великие США будут продолжать выполнять роль мирового полицейского, защищая интересы стран-участниц ИТЭР!"
"В то же время мы также увеличим инвестиции в область управляемого ядерного синтеза, расширим сотрудничество с союзниками и сделаем всё возможное, чтобы как можно скорее завершить разработку этой технологии."
"."