За 50 лет в разных странах было построено много токамаков, с поразительным упорством изучались неустойчивости плазмы, из понимания физических процессов появлялись практические выводы и технические решения, шаг за шагом исследователи продвигались к термоядерному реактору. Один из выводов: реактор должен был большим. Для постройки огромного, а значит, дорогого токамака собралась международная команда в рамках проекта ИТЕР, что после расшифровки и перевода означает: Международный экспериментальный термоядерный реактор. Десять лет шло проектирование реактора, оно стоило 4 миллиарда долларов, поскольку включало много исследовательских работ и изготовление опытных образцов важнейших элементов всей системы — от стенок камеры до сверхпроводящих магнитов. Сейчас проект ИТЕР готов, реактор уже начали строить на юге Франции, недалеко от Марселя. И хотя установка экспериментальная, на ней есть надежда получить «зажигание» — устойчивую термоядерную реакцию, которая сама себя поддерживает, а не потребляет энергию, как было до этого. Так что, возможно, вскоре будет сделан решающий шаг к тому, чтобы стала реальностью пока ещё вполне фантастическая картина: на берету океана (моря, озера, реки) стоит мощная электростанция, основным топливом для которой служит вода.
Т-236. И снова водород, на этот раз как выгодный посредник. Часто встречаемое словосочетание «водородная энергетика» никак не связано с термоядерным синтезом, имеется в виду водород как своего рода посредник, как хранитель больших запасов энергии — нечто вроде нефти. Водород, так же как нефть и нефтепродукты, соединяется с кислородом, то есть горит, выделяя тепло. Но только тонна водорода выделяет в 5 раз больше тепловой энергии, чем тонна нефти. К тому же, в отличие от нефти, водород в принципе можно будет сравнительно недорого производить, например, на орбитальных химических комбинатах с помощью бесплатной солнечной энергии.
Есть уже немало примеров успешного применения водорода в энергетических машинах. Например, летавшие на Луну американские космические корабли «Аполлон» получали электропитание от топливных элементов, где исходную энергию давало медленное окисление водорода. В своё время был построен автомобиль «Москвич» с водородным двигателем вместо бензинового. Крупные авиастроительные фирмы разработали проект большого пассажирского самолёта с водородными двигателями, такой машине на длительный полёт хватит всего 5–6 тонн водорода вместо 20–30 тонн обычного нынешнего топлива. Намного проще, чище и компактнее должны стать тепловые электростанции, если с мазута или угля они перейдут на водород.
Одно только плохо: водород — опасный хранитель энергии. Смешиваясь с воздухом, он образует так называемый гремучий газ, который от какой-нибудь случайной искры мгновенно взорвётся со страшной разрушительной силой. Энтузиасты, конечно, предлагают разные варианты абсолютной защиты от утечки водорода, но пока его всё же не выпускают за пределы экспериментальных машин. Хотя крупномасштабная водородная энергетика неизменно считается весьма перспективным направлением.
ВК-270.Получить большую энергию от водорода (точнее, его изотопов) можно, превратив 2 водородных ядра и 2 нейтрона в ядро гелия. Так создаётся излучение звёзд. В реакторе плазму (смесь атомных ядер) нагревают до 200 миллионов градусов, и частицы, преодолев электрическое расталкивание, входят в зону действия ядерных сил. Чтобы на стенки камеры не упала плазма, её подвешивают в магнитных полях. Группа стран строит мощный термоядерный реактор ИТЭР, и он может стать началом новой энергетики.
Т-237. Солнечную энергию можно, оказывается, использовать и старым способом. Прекрасно приспособились к добыванию солнечной энергии растения. С её помощью они в процессе фотосинтеза строят много разных сложных органических соединений, из некоторых, как из топлива, человек много тысячелетий добывает и использует накопленную в них солнечную энергию. На разговорном языке это, конечно, называется проще: получение тепла путём сжигания древесины, что когда-то было главной энергодобывающей технологией. Сегодня её используют лишь сельские жители и любители поджарить шашлык на природе, но, как ни странно, в век атомных реакторов и космических проектов к этому старому способу обращено внимание серьёзных специалистов, думающих о перспективах большой энергетики. Только они имеют в виду не привычное сжигание дров, а известный процесс получения топливного масла либо горючего газа из, так сказать, тлеющей древесины. Это крупномасштабное производство может быть развёрнуто в больших таёжных массивах, откуда газ по трубопроводам или в сжиженном виде в баллонах будет поступать в районы с большим потреблением энергии. Есть и другие варианты использования энергии, добытой растениями с помощью фотосинтеза, в качестве примера можно назвать получение спирта из сои.
Можно восторженно поддерживать проекты новой растительной энергетики, можно строго их критиковать и даже посмеиваться над ними, но нельзя пренебрегать данными, полученными из учебников биологии. Растительный мир планеты, используя солнечную энергию, ежегодно создаёт 100 миллиардов тонн органических веществ, в них содержится количество энергии, эквивалентное 5 триллионам тонн нефти, в 200 раз больше нынешней мировой добычи за год. Достаточно 0,1 % этого количества, чтобы обеспечить топливом все электростанции мира.
ВК-271. Ну вот и подошли мы к концу большого пути, который прошли вместе с двумя нашими помощниками — главными героями «Весёлого конспекта». Многое из того, что встретилось на этом пути, осталось в памяти и теперь будет помогать нам двигаться дальше. При этом понимание чисто технических, казалось бы, процессов поможет участвовать в благородном деле распределения и использования электрических сил и возможностей с максимальной пользой для общества, для людей, работающих рядом с нами.
Т-238. Во всех случаях нужно помнить о главном. Рассказывают, что Наполеон приехал как-то к своим артиллеристам и стал их строго отчитывать: «Вы почему такие-сякие вчера не стреляли? Из-за вас чуть всё сражение не проиграл…». «У нас, — ответили артиллеристы, — было на то 18 причин. Во-первых, у нас не было снарядов, во-вторых…». «Стоп, дальше не надо», — прервал Наполеон. И действительно, о чём ещё говорить, если не было снарядов, без них пушки не стреляют.
Эта история напоминает, что во всяком деле есть стороны важные, очень важные и не очень важные. И есть нечто, самое важное, самое главное, именно его нужно как-то выделить и сделать главным предметом внимания. Напоминание «Думай о главном!» наверняка поможет при решении самых разных производственных, деловых и личных задач. В том числе задач из таких областей, как электротехника и электроника, где всегда много взаимосвязанных событий, а поэтому легко запутаться и утонуть в подробностях, слабо влияющих на ход дела.
Каждому, даже самому что ни на есть рядовому человеку приходится соприкасаться с очень важными проблемами. Это проблемы общепоселковые и общегородские, общегосударственные или даже общечеловеческие — проблемы всей нашей цивилизации. Конечно, человеку со стороны, непрофессионалу, то есть не президенту, не премьер-министру и не королю, непросто разобраться в проблемах такого масштаба и тем более правильно выделить в них самое главное. Особенно при нынешних мощнейших потоках информации, разной как по форме, так и по содержанию, вплоть до откровенной дезинформации. Но вот неожиданно приходит помощь из далёкого прошлого. Один из древнегреческих философов напоминает нам безошибочную и на все случаи жизни формулу для определения и оценки самого главного: «Мера всего — человек». Это означает, что во всех делах, при решении любых проблем самое главное — человек. Его жизнь, здоровье, благополучие, безопасность, уверенность в завтрашнем дне, честность, будущее детей, коротко говоря, его счастье. Именно о человеке, о людях, о тех, с кем ты связан, и особенно о тех, кто как-то зависит от тебя и твоего дела, ты должен думать прежде всего. Потому что мера всего — человек.
Напутствия с надеждой
Прочитав книгу или даже для начала просто просмотрев её, читатель наверняка увидел что-то для себя полезное, интересное и важное. Книга, например, напомнила о том, какой подарок после Большого взрыва мы получили от природы в виде особых электрических сил в микрочастицах. Сил, не очень еще понятный источник которых мы называем электрический заряд. Книга рассказала о том, как человек, натирая тряпкой янтарь (по гречески — электрон), обнаружил эти силы и через много лет научился использовать их — вращать миллионы больших и малых электрических моторов, зажигать миллиарды электрических ламп и, главное, используя другие виды энергии создавать огромные электрические мощности и в нужных небольших количествах доставлять их практически в каждый дом, где живут люди. Книга рассказала о многих конкретных технических решениях и аппаратах, позволяющих эффективно добывать, перебрасывать на большие расстояния и использовать электричество. Вместе с тем рассказанное — лишь небольшая часть того, что делает электричество во Вселенной и, особенно, у нас на Земле в живой природе.
Книгу подобную этой не прочтешь, как говорится, залпом, за несколько дней. О чем-то нужно подумать, к чему то вернуться, повторить. Вы видели, что этому способствует сама структура книги — сравнительно небольшие разделы Т позволяют еще раз просмотреть какую-либо конкретную тему. Особо полезны в этой части рисунки — все они снабжены расширенными подписями и с ними можно знакомиться, даже оторвавшись от основного текста. Надеюсь, что используя эти особенности книги, читатель извлечет из неё знания об электричестве, полезные для человека любой профессии.
В заключение хотелось бы выразить благодарность Международной компании «IPG-PHOTONICS», оказавшей помощь в формировании и издании книги. Хочу также поблагодарить своего компьютерного наставника (индийцы сказали бы гуру) инженера Сергея Делова, сделавшего для автора доступным столь могучего помощника, как персональный компьютер.