Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Новый путь к термоядерной энергии. Нью-йоркская автомобильная выставка 2003-го года


Темы передачи: новый путь к термоядерной энергии, нью-йоркская автомобильная выставка 2003-го года, а также короткие научные новости.

Лилия Шукаева: В начале апреля американские ученые из Национальной лаборатории "Сандия" в Альбукерке, штат Нью-Мексико, сообщили о том, что им удалось новым способом осуществить термоядерную реакцию, фактически взорвать крошечную термоядерную бомбу. Добились они этого, сжав с помощью мощного импульса рентгеновских лучей капсулу с водородом и доведя состояние этого водорода почти до тех же параметров, какие существуют внутри звезд. Подобные контролируемые взрывы, будучи безопасными благодаря своей малости, могут стать основой альтернативного способа генерации электроэнергии, способа, использующего те же термоядерные реакции, которые питают энергией и наше Солнце. В результате этих реакций атомы водорода, сливаясь друг с другом, превращаются в атомы гелия, попутно выделяя огромные количества энергии.

"Это первый эксперимент по осуществлению термоядерной реакции с помощью рентгеновских лучей", - заявил представитель лаборатории "Сандия" доктор Рэмон Липер, выступая на конференции Американского физического общества в Филадельфии. Энергия термоядерного синтеза обещает быть безопаснее энергии атомного распада, используемой на современных атомных электростанциях, поскольку при синтезе не остается долгоживущих радиоактивных отходов.

Основные усилия по овладению термоядерной энергией до сих пор были связаны с попытками использования магнитных полей для сжатия водорода до температур, достаточных для постоянного поддержания термоядерной реакции, как это происходит на Солнце. Но устойчивое удержание сгустков столь раскаленной водородной плазмы оказалось гораздо более сложной задачей, чем это представлялось полвека назад, когда такие работы только что начались. Даже сторонники этого метода признают, что потребуются еще десятилетия интенсивных исследований и сооружение дорогостоящих экспериментальных реакторов, прежде чем появятся первые промышленные электростанции, основанные на этом принципе. Доктор Джефф Квинтенз, руководящий отделом импульсных энергетических источников в лаборатории "Сандия", сравнил непрерывную реакцию с работой угольной топки.

В отличие от этого, импульсные эксперименты могут привести к созданию своего рода "термоядерного двигателя внутреннего сгорания", в котором энергия генерируется цепочкой термоядерных взрывов. "В рабочее пространство впрыскивается небольшая порция топлива и взрывается там, а потом этот процесс повторяется снова и снова", - говорит доктор Квинтенз.

Такой подход принципиально вроде бы прост, так как не требует удержания раскаленной плазмы. Но спроектировать установку, в которой непрерывно в стремительной последовательности происходили бы контролируемые термоядерные взрывы, не разрушая ее - тоже не простая задача, над которой инженеры только еще начинают работать.

Ранее исследователям Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии уже удавалось инициировать термоядерные реакции, облучая водородные капсулы мощными лазерами. Такого рода исследования планируется продолжать и дальше. Другие научные группы пытаются достигнуть той же цели, обстреливая водород пучками таких тяжелых элементов, как ксенон или цезий.

Построенный в лаборатории Сандия так называемый "Зи-ускоритель" первоначально предназначался для моделирования взрывов ядерного оружия. В середине 90-х годов этот ускоритель принес впечатляющие результаты, выдавая рентгеновские импульсы мощностью 20 триллионов ватт. Но это было значительно меньше, чем требовалось для инициирования термоядерной реакции, и сотрудники Лаборатории отказались было от своего первоначального замысла.

Однако в дальнейшем усовершенствования позволили десятикратно повысить пиковую мощность и довести ее до 200 триллионов ватт. Это было уже намного лучше. "Мы снова включились в термоядерную игру", - говорит доктор Квинтенз. Что ж, в течение нескольких миллиардных долей секунды мощность пучка рентгеновских лучей, которые обрушиваются на водородную капсулу, превышает суммарную мощность всех земных электростанций.

Энергия, необходимая для генерации рентгеновского пучка, хранится в большей части объема ускорителя диаметром более 30 метров, похожего на гигантское колесо, и в нужный момент мгновенно выплескивается, инициируя термоядерную реакцию. В самом центре колеса помещен цилиндрический контейнер диаметром 40 мм, состоящий из 360 вертикальных вольфрамовых проволочек. Внутрь контейнера вставляется цилиндрик из пенопласта, в который вмонтирована пластиковая капсула диаметром 4,5 мм, содержащая тяжелый изотоп водорода дейтерий.

Цепочка стремительно происходящих событий, завершающихся термоядерной реакцией, выглядит так. Сначала электрический импульс с силой тока 20 миллионов ампер мгновенно испаряет вольфрамовую решетку и возбуждает магнитное поле, которое гонит вольфрамовые пары к центру цилиндра. Возникает мощная ударная волна, которая генерирует рентгеновские лучи, а лучи, в свою очередь сжимают крупицу дейтерия и раскаляют ее до более чем 10 миллионов градусов.

При проведении подобных экспериментов в прошлом году исследователи "Сандии" впервые обнаружили нейтроны, свидетельствующие о наличии термоядерных реакций. Эти результаты были подтверждены экспериментами в марте этого года. Пока это крошечные термоядерные взрывчики. Их мощность едва достаточна для питания 40-ваттной лампочки в течение одной десятитысячной доли секунды. "Это только первые шаги на долгом пути", - говорит доктор Рэмон Липер.

Дальнейшее совершенствование "Зи-ускорителя", запланированное на 2005-й год, которое обойдется в 60 миллионов долларов, позволит повысить максимальную силу тока на треть. А на следующем этапе исследований сотрудники "Сандии" надеются построить еще более мощную машину. "Физика исследуемых в "Сандии" процессов выглядит перспективной", - говорит доктор Дэйл Мид из Лаборатории плазменной физики Принстонского университета.

В конечном итоге, считают сотрудники "Сандии", для генерации электроэнергии камеру, где происходят термоядерные взрывы, нужно будет погрузить в жидкость, которая будет нагреваться нейтронами, вылетающими из зоны реакции. Эта горячая жидкость будет нагревать воду и превращать ее в пар, поступающий на лопатки турбин.

В теперешней экспериментальной установке происходит один взрывчик за сутки. В будущей промышленной электростанции нужно будет предусмотреть автоматическую систему, вставляющую в реактивную зону вольфрамовые цилиндрики с пенопластом и дейтериевыми капсулами каждые несколько секунд. А каждый взрыв будет генерировать в триллионы раз больше энергии, чем сейчас.

Каждый из выше перечисленных методов получения термоядерной энергии имеет свои преимущества и недостатки. Сейчас физики больше всего жалуют лазерный подход. Четырехмиллиардная установка Ливерморской лаборатории будет поджигать водородную капсулу одновременно 192 лазерными лучами со 192 направлений. Лазеры, однако, энергетически мало эффективны. Ученые, рассчитывающие на обстрел водородных мишеней тяжелыми элементами, надеются воспользоваться преимуществами существующей технологии ускорителей элементарных частиц и применить магниты для их фокусирования. Что касается "Зи-машины", о которой идет сейчас речь, то она относительно эффективна и проста по техническому действию. "Это действительно простая и ясная технология", - говорит доктор Липер.

Исследователи, основывающиеся на традиционном подходе, использующем магнитное удержание раскаленной плазмы, также постепенно продвигаются вперед. Одна международная группа ученых планирует сейчас постройку пятимиллиардного экспериментального реактора.

"Сейчас еще рано предсказывать, какой именно подход быстрее всего приведет к успеху, - говорит доктор Стюарт Прагер, термоядерщик из Висконсинского университета в городе Мэдисоне, - очевидно, нам нужно еще поработать и над теоретическими аспектами термоядерной энергетики".

Александр Сиротин: 103-я Нью-Йоркская автомобильная выставка, история которой началась в 1900-м году, является одной из крупнейших в США и всегда завершает сезон целой серии автовыставок, которые проходят в январе-феврале в Лос-Анджелесе, Детройте и Чикаго. В Джавиц-центре на двух этажах размещено около тысячи новых автомобильных моделей. Большинство из них появятся в продаже уже к концу этого года. 20 моделей показаны впервые в мире. 9 - впервые в США. Международную Нью-Йоркскую автомобильную выставку за 10 дней посещают, в среднем, миллион триста тысяч зрителей. И до 5 тысяч журналистов.

Сразу за входом в фойе уже не первый год встречает посетителей серовато-черный, будто из чугуна, автомобиль Бэтмена, героя популярного фантастико-приключенческого фильма.

Продолжают радовать глаз дорогие "Lamborghini", "Lotus-Esperante" (он стоит 95 тысяч долларов), гоночный "Bentley". Тут же нью-йоркский дебютант - 4-местный "Bentley Continental GT" с 6-литровым двигателем в 550 лошадиных сил, 12 цилиндрами и 6-скоростной трансмиссией. Из дорогих - новый "Bufori" стоимостью от 110 тысяч долларов. В Северной Америке этот автомобиль показан впервые. На все Соединенные Штаты таких меньше ста. Создатель "Bufori" - австралийский автоэнтузиаст Джерри Хоури. Его детище создано исключительно вручную, а элементы оформления - по личному вкусу заказчика. Так что двух абсолютно одинаковых "Bufori" не бывает. Внешне "Bufori" напоминает классические конструкции 30-х годов. По желанию заказчика выпускаются пуленепробиваемые экземпляры. Прочность "Bufori" такова, что пассажиры остаются невредимыми даже после столкновения с 18-колесным автофургоном. Самая первая модель "Bufori" появилась на свет в 1986-м году.

Вот еще один автомобиль-киноактёр: "Aston Martin". На одном из таких разъезжал бесстрашный Джеймс Бонд...

Фордовский "Jaguar" дебютирует в Нью-Йорке новой моделью 2004-го года, седаном XJ, седьмого поколения. Лёгкий алюминиевый сплав, из которого выполнен несущий корпус кузова, позволяет этой новой машине быть прочнее, быстрее, легче и, одновременно, безопаснее прежних шести моделей. При создании "JaguarXJ" 2004-го года впервые в истории автомобильной промышленности для крепления кузова использовались заклепки в комбинации с эпоксидным клеем. 88 роботов поставили около 3 200 заклепок и заклеили более 100 метров эпоксидных швов. Такая конструкция в сочетании с новой технологией литья и горячей штамповки сделала корпус "Jaguar" стал на 60% прочнее и на 40% легче, чем его стальной эквивалент.

Накануне 100-летия автомобильной корпорации "Ford Motor", ее президент Ник Шил сказал, что компания в течение последующих пяти лет будет выпускать ежегодно по 20 новых моделей. Первыми в следующем поколении фордовцев станут новые варианты "Мустанга GT", грузовички "F-150" 2004-го года, а также концептуальные модели, такие как "Lightning" и "Model U", для создания которой впервые использованы так называемые "зеленые" природные материалы, включая полиэстер из сои для крыши и сиденья из переработанной кукурузы. Но главное новшество этой модели это двигатель, работающий на водороде и не выделяющий выхлопных газов.

Вот что рассказал о новинке сотрудник научно-исследовательской лаборатории компании "Ford Motor", доктор технических наук Дэвид Вагнер:

Дэвид Вагнер: Этот автомобиль - " Model U " - работает на газообразном, водородном топливе вместо бензина и расходует один килограмм водорода на 72 километра пробега. Как видите, это довольно экономичный автомобиль. При работе двигателя внутреннего сгорания на водороде из выхлопной трубы выбрасываются только водяные пары и теплый воздух. И никаких загрязняющих выхлопных газов. Сейчас мы демонстрируем эту модель как концептуальную. Рассчитываем начать выпуск автомобилей на водородном топливе в течение ближайших лет. Одновременно должны появится станции по заправке автомобилей водородным топливом. Так что очень скоро мы увидим водородные автомобили на наших дорогах.

Производство водородных автомобилей будет всего на несколько процентов дороже, чем производство обычных машин. Мы вовсе не собираемся брать с потребителей намного больше. Что касается эксплуатации, то испытания показали, что разница в обслуживании невелика, хотя топливная система совершенно иная. Ведь водородно-топливный бак находится под высоким давлением, в отличие от традиционного бензобака. Эта модель - 4-цилиндровая. Она подготовлена к 100-летию автомобильной корпорации "Ford", которое отмечается в этом году. Первое столетие началось с выпуска "Model T". Второе столетие мы начинаем с "Model U".

Александр Сиротин: Еще один автомобиль на водородном топливе, вернее, на водородно-кислородных топливных элементах, дебютировал в Нью-Йорке. Это "Honda FCX". Такой автомобиль первым получил одобрение Федерального агентства США по защите окружающей среды. Сертификат, полученный от Агентства, удостоверяет, что загрязнение воздуха этой моделью "Honda" - нулевое. Даже Калифорния с ее самыми строгими в Америке эмиссионными стандартами признала "Honda FCX" первой и единственной пока моделью, совершенно безвредной для чистоты воздуха. Автокорпорация "Honda" планирует начать с выдачи напрокат первых 30 автомобилей на водородных элементах в Калифорнии и в Японии в ближайшие два-три года. Эта модель с мощностью двигателя 80 лошадиных сил во многом схожа с обычной 4-местной моделью "Honda Civic".

Японский "Lexus LX470" в его обновлённом варианте 2003-го года снабжен новой системой ночного вождения "Night View". Эта инфракрасная система предупреждает водителя о неосвещенных объектах впереди на дороге на расстоянии до 150 метров. "Lexus" представил также свой новый экономичный гибрид - среднегабаритный микроавтобус, работающий и на бензине, и на электробатареях.

Классический "Buick Park Avenue" - 41 тысяча долларов. В этом году "Buick" отмечает свое 100-летие. Этому событию посвящен выпуск модели "Buick Centieme" с шестью цилиндрами. В конструкции соединены лучшие качества седана и микроавтобуса.

Уже не первый раз на автовыставках демонстрируется концептуальный мотоцикл со сдвоенными передними и задними колесами. Это четырехколесный "Dodge Tomahawk".

"Infiniti Triant" с четырьмя ведущими колесами, соединяет качества спортивного и люкс-автомобиля. Кажется, вот-вот взлетит: автоматически открывающиеся вверх двери будто крылья... Каждая дверь снабжена специальной фиксирующей системой, помогающей избежать столкновения с человеком или предметом в момент поднятия или опускания дверей.

Серебристо-голубоватый "Cadillac GM V-Sixteen", то есть 16. Потому что у него 16 цилиндров! Мощность двигателя 1000 лошадиных сил. По красоте и изяществу конструкции этот ультралюксовый автомобиль не имеет равных.

Компания "Chrysler" показывает модель "Dodge Kahuna". На 6 пассажиров. Бросается в глаза его внешняя отделка тончайшими деревянными панелями, будто клавишами аккордеона.

"Dodge Sprinter" - небольшой, но вместительный автофургон с высокой крышей - мечта мастерового человека.

Корейская автокорпорация "Hyundai", среди других, представила модель самого дешёвого и самого компактного своего автомобиля "Accent", который значительно модифицирован в этом году.

Говорит менеджер пресс-службы корпорации "Hyundai Motor America" Майк Энсон:

Майк Энсон: "Hyundai Accent" - это модель, так сказать, "вступительного" уровня среди автомобилей в Америке. Их цена от 10 до 12 тысяч долларов. Но при этом они полностью оборудованы всем необходимым. Раньше маленькие автомобили стоили дешево потому, что в них, практически, ничего не было. У нас иначе. Уже в моделях 2003-го года, например, воздушными подушками снабжены не только водитель и пассажир, сидящий на переднем кресле, но и пассажиры, сидящие сзади. Мы больше не экономим на безопасности. "Hyundai Accent" экономно расходует 6 литров бензина на 100 километров пробега. Это очень важно во времена, когда стоимость бензина в некоторых районах доходит до 65 центов за литр. Раньше думали, что маленький "Hyundai Accent" рассчитан только на студентов, на тех, кто только начинает работать. Те времена ушли. Люди покупают автомобиль подешевле, такой как "Accent", чтобы сэкономить деньги для других увлечений. Итак, все чаще американцы стали покупать маленькие автомобили с хорошим 10-летним гарантийным сроком, а сэкономленные 5-6 тысяч долларов идут на разные хобби. Главное, на чем мы концентрируемся, это на безопасности водителя и пассажиров. Теперь в каждом нашем автомобиле, который продается в Америке, есть воздушные подушки и спереди, и сзади. В каждом, включая " "Hyundai Accent".

Александр Сиротин: Все новинки нью-йоркской Международной автомобильной выставки 2003 невозможно перечислить.

Евгений Муслин: И в заключение нашей передачи сообщение о новых методах распознавания подлинности голоса.

Радиостанции разных стран время от времени передают новые записи с выступлениями Усамы Бин Ладена. Как решить, поддельные это записи или подлинные? Низкое качество пленок и постоянное совершенствование техники трансформирования голоса, по мнению Яна Ван Сантена, специалиста по математической психологии из Орегонского университета, внушает подозрение, что записи скорее всего поддельные.

Так, например, одним из сотрудников доктора Сантена Александром Кэйном был разработан недавно метод воспроизведения тонких акустических элементов, характеризующих уникальные особенности ротовой полости и голосовых связок отдельных людей. Причем подобные методы трансформации голоса становятся сейчас широко известными и доступными через Интернет.

Чтобы искусственно воспроизвести чей-нибудь индивидуальный голос, прежде всего, требуется какая-нибудь подлинная звуковая запись этого индивидуума. Затем нужно найти и записать человека, говорит доктор Сантен, говорящего на том же диалекте, который прочтет тот же текст похожим голосом. После этого мы потренируем нашу систему на этих двух записях, и она научится трансформировать записи новых текстов в речь, практически неотличимую от речи имитируемого индивида.

Описанная технология, которую могли использовать сторонники Бин Ладена, предназначается, конечно, для совершенно других целей, в частности, чтобы помочь иностранцам избавляться от навязчивого акцента и лучше говорить по-английски.

XS
SM
MD
LG