Книга посвящена лазерному термоядерному синтезу, одному из наиболее перспективных и быстроразвивающихся направлений в решении проблемы создания неограниченных экологически чистых источников энергии. Физика ЛТС имеет большое познавательное значение, так как она основана на ряде фундаментальных идей квантовой механики, физики лазеров, гидродинамики и ядерной физики.

Книга рассчитана на преподавателей, студентов и слушателей народных университетов естественнонаучных знаний.

БАСОВ Николай Геннадиевич — один из основоположников квантовой радиофизики, академик, член Президиума АН СССР, председатель Правления Всесоюзного общества «Знание». Директор Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Нобелевской премий. Автор более 500 научных трудов.

ЛЕБО Иван Германович — специалист в области физики ЛТС и математического моделирования физических процессов на ЭВМ, кандидат физико-математических наук. Научный сотрудник ФИАНа. Автор более 50 научных трудов.

РОЗАНОВ Владислав Борисович — один из ведущих специалистов в области физики плазмы и проблем термоядерной энергетики, профессор, доктор физико-математических наук, заведующий сектором ФИАНа, лауреат Ленинской и Государственной премий. Автор более 200 научных трудов.

Эта книга — о физике лазерного термоядерного синтеза (в дальнейшем сокращенно ЛТС), то есть о том, какие физические процессы и явления происходят в лазерной плазме, когда в контролируемых условиях осуществляется термоядерная реакция, инициируемая лазерным лучом. Пытаясь заглянуть в будущее, авторы думают, что в следующем, XXI веке с помощью ЛТС. будет добываться значительная доля всей энергии, необходимой для существования человеческого общества. Читатель вправе спросить: нужно ли об этом писать в популярной литературе и кому адресована эта книга? Сейчас каждый из нас примерно представляет, как добывается уголь или нефть, и как это топливо затем сжигается в различных установках для производства полезной работы или электроэнергии. Подробное описание физики этих процессов интересно, скорее всего, только специалистам.

Авторы задавали себе подобные вопросы, и вот что они хотели бы сказать. Нам представляется, что изменится само понятие проблемы энергетики. Из важной и серьёзной, в основном для специалистов, она станет одной из самых главных проблем, затрагивающей интересы каждого жителя нашей планеты. Поскольку читатель следит за событиями в мире, то он поймёт, что в настоящее время совершается такой переход. Вот его признаки — нефтяные кризисы 70-х годов, ужесточение режимов экономии энергии и интенсивное развитие энергосберегающей технологии, широкое внедрение атомной энергетики (в европейской части нашей страны и во Франции уже сейчас основной прирост энергии происходит за счёт атомных станций), проблемы охраны окружающей среды, связанные с развитием энергетической промышленности, в том числе острые проблемы безопасности атомных электростанций, освоение всё более труднодоступных (а следовательно, и более дорогих) месторождений полезных ископаемых, и многое другое. Все эти вопросы привлекают внимание людей, принадлежащих к разным слоям человеческого общества, становятся предметом широких дискуссий. В будущем, по нашему мнению, благосостояние общества ещё в большей степени, чем сейчас, будет определяться уровнем развития энергетики.

Далее, уже длительное время физика является лидирующей наукой с точки зрения удовлетворения практических нужд общества и его любознательности. Заметим, что мы ни в коей мере не хотели бы умалить всё возрастающую роль в жизни общества химии, биологии, информатики и других наук.

Основой пристального внимания со стороны общества к физике являются её уникальная способность удовлетворять его практические нужды (например, открытие и широкое применение электричества, атомной энергии, полупроводников, лазеров и многое другое), возможность насытить извечную склонность человека к созданию стройной, логически ясной картины мира (теория относительности, теория зарождения и эволюции Вселенной), необыденность и загадочность отдельных явлений (таких, как сверхтекучесть или сверхпроводимость), серьёзные социальные последствия научных открытий (например, последствия ядерной войны). Мы полагаем, что в нашей книге затронуты все перечисленные аспекты — и возможность решения крупнейшей проблемы (энергетической), и философская сторона — почему именно лазеры дают такую возможность, и современная физика.

Мы старались написать книгу так, чтобы она была понятна и интересна читателям с различной подготовкой — школьникам, студентам, преподавателям, инженерам и научным работникам. Можно пропустить то, что непонятно, и пусть вас не пугают формулы и числа. Для того чтобы более подготовленный читатель мог найти для себя кое-что полезное и интересное, мы включили в книгу обобщение экспериментальных данных, качественный анализ протекающих процессов, упрощенную интерпретацию сложных физических явлений.

В лазерном термоядерном синтезе соединились два наиболее замечательных открытия XX века — термоядерные реакции и квантовая генерация света, для того чтобы подарить человечеству практически неисчерпаемый источник энергии. Если нам удалась попытка рассказать об этом полно и интересно, мы будем считать свою задачу выполненной.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Элементарная физика плазмы. — 3-е изд., Арцимович Л. А., 1969
2. О квантовой электронике: Статьи и выступления, Басов Н. Г., 1987
3. Управляемые термоядерные реакции, Арцимович Л. А., 1961
4. Управляемый термоядерный синтез, Киллин Д., ред., 1980
5. Занимательно об энергетике, Чирков Ю. Г., 1981
6. Энергия будущего. — 2-е изд., Проценко А. Н., 1985
7. Исследование гидродинамической неустойчивости в задачах лазерного термоядерного синтеза методами математического моделирования, Лебо И. Г., Тишкин В. Ф., 2006
8. Труды ФИАН; Т. 203. Рентгеновская диагностика лазерной термоядерной плазмы, Склизков Г. В., ред., 1990
9. Лекции по физике плазмы, Синельников К. Д., Руткевич Б. Н., 1964
10. Вопросы теории плазмы. Выпуск 12, Леонтович М. А., Кадомцев Б. Б., ред., 1982
11. Диагностика плотной плазмы, Басов Н. Г., Захаренков Ю. А., Рупасов А. А., Склизков Г. В., Шиканов А. С., 1989
12. Неустойчивости плазмы в магнитных ловушках, Михайловский А. Б., 1978
13. Математическое моделирование плазмы. — 2-е изд., перераб. и доп., Днестровский Ю. Н., Костомаров Д. П., 1993
14. Лекции по физике плазмы, Франк-Каменецкий Д. А., 1964
15. Физика высокотемпературной плазмы, Саймон А., Томпсон У., 1972
16. Рентгеновские лазеры, Элтон Р., 1994
17. Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, Кремерс Д., Радзиемски Л., 2009
18. Лазерная физика: рентгеновские лазеры, ультракороткие импульсы, мощные лазерные системы, Боровский А. В., Галкин А. Л., 1996
19. Вопросы теории плазмы. Выпуск 1, Леонтович М. А., ред., 1963
20. Вопросы теории плазмы. Выпуск 2, Леонтович М. А., ред., 1963
21. Вопросы теории плазмы. Выпуск 17, Кадомцев Б. Б., ред., 1989
22. Вопросы теории плазмы. Выпуск 18, Кадомцев Б. Б., ред., 1990
23. Взаимодействие лазерного излучения сверхвысокой интенсивности с плазмой, Коробкин В. В., ред., 1995
24. Взаимодействие сильных электромагнитных полей с плазмой, Геккер И. Р., 1978
25. Волны в магнитоактивной плазме, Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1970
26. Введение в физику плазмы, Смирнов Б. М., 1975
27. Коллективные явления в плазме. — 2-е изд., испр. и доп., Кадомцев Б. Б., 1988
28. Введение в физику плазмы, Чен Ф., 1987
29. Магнитное пересоединение: магнитогидродинамическая теория и приложения, Прист Э., Форбс Т., 2005
30. Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 2, Шафранов В. Д., ред., 1981
31. Действие лазерного излучения на поглощающие среды, Гарнов С. В., Самохин А. А., ред., 2004
32. Статистическая теория неравновесных процессов в плазме, Климонтович Ю. Л., 1964
33. Процессы переноса в пристеночных слоях плазмы, Котельников В. А., Ульданов С. В., Котельников М. В., 2004
34. Введение в нелинейную физику плазмы, Кингсеп А. С., 2004
35. Многоволновые процессы в физике плазмы, Куклин В. М., Панченко И. П., Хакимов Ф. Х., 1989
36. Ядерная энергия: Угроза окружающей среде или решение энергетической проблемы XXI века?, Кастро Диас-Баларт Ф., 2008