Помоги проекту - поделись книгой:
Именно при династии Тан (618—907), самой космополитичной и открытой в истории страны, Сиань пережил свой «золотой век». Китай тогда был крупнейшей силой в Азии и оказывал огромное влияние на культуру Кореи и Японии. Важнейшими статьями экспорта в эти страны стали танский свод законов и иероглифы. При Танах «окитаивался» и буддизм — не только многочисленные лики Шакьямуни утратили первоначально индийские черты и приобрели китайский разрез глаз, но и само учение все больше подгонялось под существовавшие здесь традиции и обычаи. В это же время в Поднебесную пришли и другие религии — зороастризм , христианство, манихейство, иудаизм и ислам . И сегодня в Сиане мирно соседствуют представители самых разных религий. Стоит пройти несколько сот метров на юго-восток от мечети (о ней пойдет речь чуть позже), как вы окажетесь перед католическим собором, возведенным в начале ХХ века европейскими миссионерами. Вообще Сиань — один из главных центров христианского Китая: местная семинария готовит священников для всей страны. Если вернуться от церкви на главный городской перекресток, где сходятся все четыре основные улицы, и пройти буквально несколько шагов, то вы очутитесь перед старым даосским храмом. Его только-только начали восстанавливать: с крыш еще не выкорчевали кусты и мелкие деревья, а деревянные колонны не успели покрыть яркой краской. Спешите видеть — скоро храм заиграет современными бирюзой и позолотой, а от старого здания останется одно воспоминание. Китайцы к своей материальной культуре относятся иначе, чем европейцы. Первые полагают, что главное — сохранить не столько первоначальный вид сооружения, сколько его дух. А это уже, как известно, категория субъективная.
Падение династии Тан в 907 году положило конец не только расцвету, но и всей столичной истории Сианя. Лишившись прежнего статуса, город постепенно приходил в упадок: население уменьшалось (при Танах здесь проживало около миллиона жителей), разрушались постройки. Даже городская стена — и та стала короче! Ту что мы видим сегодня восстановил минский император Лунцин, решивший подарить Сиань своему сыну. Но XVI век не смог тягаться масштабностью с великой эпохой Танов: скажем, древняя Большая пагода диких гусей в нынешнем варианте расположена за пределами городских стен, тогда как во время постройки, при Танах, она находилась внутри. Сейчас даже трудно поверить, что древний Сиань когда-то занимал такую обширную территорию.
При том, что исторический центр уменьшился, сам город, конечно, со временем разросся. В Большом Сиане сегодня живет почти 10 миллионов человек, что даже по китайским стандартам немало. Несмотря на количество жителей и всеобщую страсть Поднебесной к небоскребам, Сиань этой лихорадке не поддался. Ну не станете же вы называть небоскребом здание этажей в 20? Может, горожане и хотели бы возвести у себя нечто, способное соперничать с башнями Шанхая и Гуанчжоу, но то ли денег не хватает, что весьма вероятно, то ли менталитет иной, что тоже не исключено. Зато тем, кто приезжает в Сиань за стариной, отсутствие большого количества высоток очень по вкусу — современность не подавляет древность. Главная торговая улица — Восточная — не широкий проспект с многоуровневыми универмагами, как в большинстве провинциальных центров Китая, а вполне камерная улица с домами в пять этажей, не более: в Сиане полагают, что залог хорошей торговли — не высота здания, а ассортимент, длительное время работы (большинство магазинов закрываются в 22.00 — на час позже, чем в других городах страны) и громкоголосые продавцы.
В отличие от других китайских мегаполисов город не производит впечатление густонаселенного. Если же он вам таким показался, значит вы вышли на площадь у башни Колокола (именно к ней сходятся Северная, Южная, Восточная и Западная улицы). Или прошлись по мусульманскому кварталу, который начинается от расположенной по соседству башни Барабана. Кстати, китайская традиция возводить две башни с такими названиями в центре города тоже зародилась в Сиане. В старые времена башенные колокола и барабаны выполняли роль городских часов, сегодня это туристические достопримечательности, вокруг которых всегда много приезжих. Причем чаще всего из других регионов страны (в Поднебесной вообще основной туризм — внутренний). Сами сианьцы со своими достопримечательностями давно знакомы и стараются этих суетливых мест избегать.
Десять миллионов жителей — это даже по китайским меркам немало. А в жаркие летние дни большинство из них собираются вечерами у прекрасных городских фонтанов. Фото: ДМИТРИЙ ФИНКЕЛЬ/GEO PHOTO
Краски Востока
Великие Таны оставили после себя не только архитектурные памятники. Космополитизм и открытость древней династии пустили в городе столь глубокие корни, что и по прошествии тысячи лет их можно ощутить и даже попробовать на вкус — добро пожаловать в мусульманский квартал. Почему именно в мусульманский? Дело в том, что китайские мусульмане живут в основном в Синьцзяне — западном регионе, а в других городах встречаются, конечно, но своих кварталов не имеют. Так что это тоже местная достопримечательность.
Вообще, весьма неожиданно в сердце Китая обнаружить мечети, женщин, кутающихся в длинные плащи даже в летнюю жару, и мужчин в белых молельных шапочках. Почти все они — далекие потомки арабских воинов, охранявших торговые караваны и осевших здесь в VII веке. Община «хуэй», как называют местных мусульман, насчитывает сегодня 30 000 человек — малая капля в море 10-миллионного городского населения. Это люди сплоченные и дружные, привыкшие жить по собственным законам. Они — другие, не такие, как остальные китайцы. Хотя чисто внешне от ханьцев практически ничем не отличаются, если не считать бород да специфических головных уборов. Как-то один представитель коренной национальности сказал мне: «С ними всегда нужно быть настороже. Если нам, ханьцам, руководители скажут: делай так и так, то нравится нам это или нет, но мы сделаем. Наши мусульмане — другое дело: если они считают какое-то решение неправильным, то ни за что не станут выполнять».
Большая мечеть в Сиане была основана в 742 году еще первыми переселенцами. От первоначального сооружения ничего не сохранилось, все нынешние постройки датируются временем династии Цин (1644—1911 годы), но тем не менее это удивительное здание. Его архитектура отлично иллюстрирует тему «слияния»: снаружи все здания комплекса выполнены в традиционно китайском стиле, а все интерьеры — в лучших традициях ислама. Это своеобразное материальное воплощение образа жизни китайских мусульман, к которому они пришли за века соседства (не всегда, нужно признать, мирного) с ханьским большинством: не трогайте то, что у нас внутри, а мы будем выказывать вам все необходимые внешние знаки уважения и почтения.
Мусульманский квартал — одно из самых популярных и шумных мест в городе. Вечером по его центральным улицам даже на велосипеде не проедешь — так много здесь любопытных туристов. Неудивительно: ведь в этом квартале самая разнообразная кухня в Сиане. Среди приезжих весьма популярны местные сладости, особенно халва нескольких видов. Трапециевидные брикетики заворачивают в коричневую бумагу и перевязывают тонкой бечевкой, приклеив красный листок с пожеланиями удачи. И лакомство, и самый что ни на есть сианьский сувенир — в других городах Поднебесной с халвой незнакомы.
Но самое известное местное блюдо — няожоу паомо — горячий суп из говядины и баранины с кусочками печеной лепешки, чем-то напоминающий среднеазиатский бешбармак. Между прочим, этот кулинарный изыск даже включен в китайский список нематериального культурного наследия — в Поднебесной к еде всегда относились очень серьезно. Говорят, что впервые блюдо (вернее, его прообраз) появилось при династии Западная Чжоу (XI—VIII века до н. э.). Оно было частью ритуального жертвоприношения Небу, Земле и духам. Потом на некоторое время его рецепт оказался утраченным, а в эпоху Северных и Южных династий (V—VI века) повар по имени Мао Сюйчжи приготовил похожий суп для императора. Тому блюдо понравилось настолько, что он тут же назначил Мао Сюйчжи на высокую придворную должность. Больше рецепт няожоу паомо не терялся, и сегодня многие считают его символом сианьской кулинарной культуры.
Но не весь мусульманский квартал отдан на откуп туристам — если углубиться в узкие улочки, то попадаешь совсем в другой мир. Надписи на лавках — арабской вязью, да и товар специфический — молельные коврики, белые расшитые шапочки, посуда и кувшины с изображениями священного камня Кааба в Мекке. Ресторанчики здесь только «для своих», и в них уже ничего не написано насчет того, что пиво пить нельзя — это и в голову никому не придет. На крюках в мясных лавках висят бараньи туши, от которых отрезают нужный хозяйкам кусок. Жизнь тут как будто немного замедлилась… а потом один резкий поворот — и ты снова в гомонящем и веселящемся городе. Чудное соседство.
Жить кварталами, где все соседи знакомы поколениями, и торговать так, чтобы каждая улица специализировалась на одном товаре, — очень китайская особенность. Весьма вероятно, что и она зародилась в Сиане. Почти в любом китайском городе (правда, теперь это более характерно для средних и малых — в больших, знаете ли, глобализация) главное — найти нужную улицу. Одна торгует мебелью, другая — традиционной медициной, третья — автозапчастями, четвертая — украшениями и фэн-шуйными оберегами, на пятой — что ни дом, то ресторан. Между прочим, такой же принцип торговли сохранился даже в, казалось бы, насквозь европеизированном Гонконге.
Сиань эти традиции уважает, сохраняет, развивает и, как следствие, зарабатывает на них. Вокруг музея Бэйлинь образовалась даже не улица, а целый квартал, торгующий произведениями традиционного искусства. Выбор здесь намного богаче, чем в других городах Китая, включая Пекин и Шанхай. Тут и изделия из нефрита, и картины, и оттиски надписей на стелах, и копии скульптур династии Тан, и — конечно! — неисчислимые полчища терракотовых воинов.
В 1970-х годах в Китае была мода на картинки, нарисованные крестьянами из деревни Хусянь, что в 20 километрах к югу от Сианя. Это немного примитивная, но искренняя и очень цветастая живопись, изображающая сцены ежедневного сельского труда. Сегодня копиями тех картинок завалены все прилавки художественного квартала — они по-прежнему выглядят свежо и необычно. Ходить по этой части города — одно удовольствие, словно по музею под открытым небом. Только здесь все произведения искусства можно купить, потрогать руками, а во многих случаях и понаблюдать за тем, как они рождаются. Художники и мастера-ремесленники работают здесь же.
Пещерные жители
В Китае действует довольно строгий институт прописки — без домовой книги невозможно ни документ получить, ни в школу ребенка отправить, ни к врачу по льготным ценам обратиться. Причем прописка делится на городскую и сельскую, что особенно важно в свете действующей политики ограничения рождаемости: семья с сельской пропиской может вполне законно родить второго ребенка, если первым оказалась девочка, а семья городская должна в любом случае довольствоваться единственным чадом. Более того: в пределах одного муниципалитета прописка бывает городской/городской и городской/сельской. Это связано с тем, что понятие «муниципалитет» трактуется в Китае очень широко: в него входят и прилегающие сельские районы, образующие так называемый Большой город. Сиань в этом смысле — не исключение. Город и деревня здесь слились воедино, а некоторые сельские кварталы стали еще одной городской достопримечательностью.
Со всех сторон Сиань окружен лессовым плато — это 90 тысяч квадратных километров желтой глины, из которой можно строить дома. Хотя слово «строить» — не совсем верное. Жилища, скорее, вырубают в желтых холмах. Сразу вспоминаются истории о бедняках и их жалких лачугах. Местные жители, однако, на такое мое предположение рассмеялись и принялись убеждать меня в преимуществах пещерной жизни: здесь, мол, зимой не холодно, а летом не жарко.
Со стороны улицы все выглядит в самом деле весьма прилично: облицованные белой кафельной плиткой ворота с наклеенными новогодними поздравлениями (их поменяют на новые перед следующим Новым годом) — китайский деревенский шик. Но углубляешься во двор — и перед тобой зияющая дыра в холме. Это и есть пещерное жилье. Впрочем, в нем имеются и дверь, и окно, и дымоход с вентиляцией. В некоторых есть даже электричество, но им пользуются редко: свечи и привычнее, и дешевле. Впрочем, искусственное освещение китайским крестьянам если и нужно, то, как правило, на очень короткий промежуток времени: здесь привыкли вставать с рассветом и ложиться с закатом, признавая такой образ жизни не только экономным, но и здоровым. Между прочим, сегодня в Сиане живут 102 долгожителя в возрасте старше 100 лет.
Но вернемся в пещеры. Этим, с позволения сказать, квартирам 800 лет. Нынешние обитатели жили здесь всегда, а до них — их деды, прадеды и прадеды прадедов. Это, кстати, одно из объяснений столь трепетного отношения китайцев к своему роду: когда семья 800 лет живет на одном месте, то и историю ее проследить легко, и помнить обо всех предках несложно.
Сейчас, конечно, все меняется: молодое поколение к сельским жилищам относится с едва скрываемым презрением и мечтает поселиться в городских многоэтажках. Впрочем, местные жители уверяют, что летом гостить у них любят все: «Приезжает молодежь, приносит стол для маджонга, ящик пива — и играет в свое удовольствие. На улице +35, а в пещере всегда +15. Да, летом пещеры любят все». Зимой, кстати, в таком помещении по-прежнему +15, даже когда за дверью -10 и снег (что в Сиане случается несколько раз за зиму).
Я побывала в доме 97-летнего Ван Шиминя — самого старого (а потому и самого уважаемого) обитателя деревенского квартала. Последние несколько лет накануне Праздника Весны (так официально называется Новый год по лунному календарю) к нему приходит руководство деревни в полном составе, дарит красный конверт с деньгами (юаней 500, а то и 600 — это 70—85 долларов по нынешнему курсу, хорошие деньги для деревни) и желает долгих лет жизни.
Но сейчас Ван Шиминь медленно умирает — годы берут свое. Он лежит на кане (широкой лежанке, которую в холодное время года подогревают снизу дымом от сгорающих рядом в очаге дров), прикрытый теплым одеялом. На гвозде, вбитом прямо в стену, висит бутылка с глюкозой, в морщинистую, узловатую, но все еще крепкую от крестьянской работы руку всажена иголка — капельница в домашних условиях. Лицо Ван Шиминя заострилось, он еще в трезвом уме и здравой памяти, но на слова сил не осталось.
«Проходите, проходите», — не стесняясь состояния старожила, говорят члены семьи. В Китае вообще смерть — событие прилюдное, а не приватное. Когда окружающим становится понятно, что час смерти недалек, со всех концов страны созываются ближайшие родственники (как минимум дети с мужьями и женами), которые несут круглосуточную вахту у постели умирающего. Все сразу. Не прийти или отлучиться — страшный грех, который родственники могут не простить никогда. Такое бдение, бывает, растягивается на недели, но все сидят и не уходят. Нам может показаться это бестактным до крайности: мол, сидят люди и ждут чьей-то смерти, — но в Китае это всего лишь одно из обязательных проявлений сыновней почтительности.
Вот и в доме Ван Шиминя собрались родственники, разговаривают, иногда даже смеются, завтракают, обедают и ужинают в обычном режиме. Вроде бы нормальная жизнь — все как всегда, но уходить за ворота не положено. Потому что слабый Лао (старый) Ван может уйти в любой момент. А тогда рядом с ним должно быть как можно больше людей.
В пещере, где живет Ван Шиминь с женой, три комнаты. Первая — жилая: с каном, столом, стульями и портретами Мао Цзэдуна из отрывного календаря. «Великого кормчего» старики уважают — он изменил их жизнь к лучшему. А поскольку и они сами, и их родители, и родители родителей были «правильного» крестьянского происхождения, то тяжелый молот Великой пролетарской культурной революции обошел семью стороной. Так что обид на Мао у них нет. Удивительны не его портреты на стенах, а то, что они соседствуют с изображениями христианских крестов и Святого духа в виде голубя. Оказывается, Ван Шиминь с женой — верующие христиане. Когда были помоложе, регулярно ездили в католический храм в Сиане, а теперь просто тихо молятся дома.
Вторая комната пещерного жилища — большая кладовая: там хранятся припасы, древесная щепа и уголь. У стены стоит огромный барабан — непременный атрибут любого праздника. В ночь на Новый год по лунному календарю звук этих инструментов (они ведь есть в каждой семье) сотрясает всю округу. Радости без барабанного боя и взрывов петард да хлопушек не бывает.
Есть в пещере и третья комната, сейчас пустующая. А раньше здесь держали свиней: это основа благополучия семьи Ван Шиминя. Держать свиней вне дома, особенно зимой, было небезопасно: в этих местах когда-то много волков водилось, да и люди, случалось, подворовывали. Сейчас, когда семья уже неплохо (по местным, конечно, меркам) заработала на любви китайцев к свинине, «бизнес» из дома вывели — и теперь небольшое хозяйство разместилось за деревней. Для этой семьи оно — реальный результат 30-летней политики реформ и открытости. Они довольны, говорят: «Живем все еще бедно, но с каждым годом все лучше». Трехколесный грузовичок ласково называют «наш БМВ». И все улыбаются.
Курс на Запад
Впрочем, земля уже не может прокормить всех, поэтому каждый день у восточных и северных ворот сианьской стены можно наблюдать за работой импровизированной биржи труда. Из окрестных деревень стекаются крестьяне с нехитрым инструментом: пилой, молотком, топором, — садятся на бордюр, что отделяет проезжую часть от тротуара, и выставляют фанерные таблички, где большими красными иероглифами написано: «Ищу работу». Большинство, пусть и не в первый день, но находят. Строительный бум китайских городов поддерживается именно ими — крестьянами, покинувшими поля и подавшимися в город на заработки. В деревнях остаются женщины, старики и дети. Впрочем, и женщин немного: они тоже уезжают в города, устраиваясь на работу официантками, горничными и уборщицами — кому как повезет. Так что типичная китайская деревенская семья сегодня — это двое стариков и внук. Все вместе собираются раз в год, чтобы отпраздновать Новый год по лунному календарю. Не жалуются: говорят, жизнь стала все-таки лучше.
Иным крестьянам совсем повезло. Земля в окрестностях все еще таит массу сокровищ, копни чуть глубже — и обязательно наткнешься на какую-нибудь тайну. Совсем недавно, например, рядом с аэропортом открыли первый в Китае подземный музей — гробницу Ханьянлин, место захоронения императора Цзиньди (188—141 годы до н. э.) из династии Западная Хань. Его тоже охраняла терракотовая армия — только фигуры воинов здесь значительно меньше, едва достанут вам до колена. Это самый большой по территории и один из самых интересных музеев Китая, хотя упоминаний о нем в путеводителях почти нет — он открылся всего полтора года назад. Ходишь под землей, смотришь на глиняных воинов, чиновников, слуг, лошадей и собак мясных пород (их тоже положили в гробницу, чтобы императору было чем угощаться в загробной жизни) и не перестаешь удивляться. А крестьяне, которые волею судьбы оказались соседями Терракотовой армии, благодарят землю, сохранившую для них свою тайну. Они больше не выращивают рис, а торгуют сувенирами, работают поварами и официантами в ресторанах — обслуживают туристов. Этой работы им хватит до скончания века, а денег выходит больше, чем они зарабатывали на полях.
Но находят сокрытые в земле сокровища не только археологи: в этих краях активны и «черные копатели». Напротив входа в даосский храм Басянь Гун в Сиане по средам и воскресеньям работает антикварный рынок — глаза разбегаются от разложенных прямо на земле старинных штучек. Правда, большинство из них — искусные подделки с необходимыми потертостями, шероховатостями, небольшими сколами и трещинками, присыпанные пылью и землей для пущей правдоподобности. Первоначальная цена, конечно, зашкаливает, но если хорошенько поторговаться, то замечательные танские статуэтки можно купить буквально за копейки. И не стоит огорчаться, что подделка: все равно все предметы искусства, созданные ранее XIX века, вывозить из страны запрещено.
Вообще возможностей для заработка в Сиане немало. Не смирившись с потерей статуса имперской столицы и не удовлетворяясь статусом провинциального центра, город гордо позиционирует себя как столицу западных регионов Китая (по административному делению это все, что находится слева по карте от провинции Шэньси). Именно на их развитие государство делает сегодня акцент в экономической стратегии. Для них разработана специальная ценовая и инвестиционная политика, сюда же вкладываются большие деньги — что не может не отразиться на облике Сианя. Его центральные улицы отремонтированы, здания отреставрированы, старинная городская стена как будто вчера возведена. На ней с 1993 года ежегодно проводят марафон, который с каждым годом становится все популярнее — участвуют спортсмены разных стран: идея пробежать по периметру древнего памятника привлекает многих.
С точки зрения науки и техники Сиань — третий по значению город в Поднебесной (после Пекина и Шанхая), здесь действуют 3300 научно-исследовательских институтов и центров развития технологий. Это вторая (после Шанхая) аэрокосмическая база в стране. Сегодня в городе на космос работают более 200 предприятий, для них создана специальная зона развития высоких технологий (китайская любовь к заборам и выделенным территориям неистребима). Предприятия в этой зоне разрабатывают и производят спутники, занимаются исследованиями в области энергетики и высоких технологий. Первый китайский двигатель для космического ракетоносителя собрали именно в древней столице. Здесь расположен и Центр наблюдения за спутниками, который часто сравнивают с центральной нервной системой космической программы. Кстати, в октябре планируется первый выход китайского тайкунавта в открытый космос. Для Поднебесной это, несомненно, событие. Говорят, что все оборудование и материалы — «made in China», но мы-то знаем, где учились все здешние конструкторы…
Все больше приходит в Сиань и иностранных инвесторов: инфраструктура уже есть, а стоимость рабочей силы дешевле, чем в восточных регионах, с которых 30 лет назад начиналось «китайское экономическое чудо». Строится метро, главные улицы заполонили бутики всемирно известных марок, от Макдоналдсов и KFC рябит в глазах. Все это — явные приметы процветания по-китайски.
Сиань преображается вечером — когда зажигают красные фонари на городской стене и башнях Колокола и Барабана, когда в мусульманском квартале буквально не протолкнуться от людей, когда молодежь спешит в караоке на очередное песенное состязание, когда пожилые люди выходят со своими низенькими стульчиками за заборы и наблюдают за разноголосой и разноцветной жизнью вокруг. «Это наш Сиань? — удивленно спрашивают они друг друга. — Да, это он, красивый, как всегда, процветающий, как любая столица!» И удовлетворенно кивают друг другу: «Дожили».
Укрощение плазмы
Реакции термоядерного синтеза были открыты более 70 лет назад. В 1934 году Георгий Гамов высказал мысль, что протекающие при высокой температуре ядерные реакции могут быть источником энергии, способным в течение миллиардов лет поддерживать звезды в горячем состоянии. Детальную теорию ядерных реакций в звездах развил Ханс Бете в 1938 году. В этих реакциях из ядер водорода синтезируются более сложные ядра других элементов — гелия, лития, бора, углерода. А поскольку их образование происходит при высокой температуре, эти реакции называют термоядерным синтезом.
В центре Солнца из ядер обычного водорода сначала образуется его тяжелый изотоп дейтерий, из которого в ходе серии дальнейших реакций рождается гелий. Масса ядра гелия на 0,7% меньше массы ядер водорода, из которых оно образовалось. По формуле Эйнштейна Е = mc2 эта разница в массе превращается в энергию. Вот эту энергию мы и получаем от Солнца в виде света и тепла.
Но процесс синтеза идет очень медленно. Особенно первый его этап, когда два ядра водорода сливаются в ядро дейтерия. Характерное время этой реакции исчисляется миллиардами лет. Поэтому удельная мощность термоядерных реакций в центре Солнца, как ни странно, совсем невелика — около 200 Вт/м3. Примерно в таком же темпе выделяется энергия в теле человека. Лишь за счет гигантских размеров солнечный термоядерный реактор производит поток энергии, достаточный для поддержания жизни на нашей планете.
Для земной энергетики мощности 200 Вт/м3, конечно, абсолютно недостаточно. К счастью, можно обойтись без самой медленной реакции — синтеза дейтерия, поскольку он существует на Земле в готовом виде. По одному его ядру приходится на 6700 ядер водорода. В каждом кубометре воды содержится 110 килограммов водорода и 33 грамма дейтерия. Казалось бы, немного, но если этот дейтерий сжечь в термоядерных реакциях, выделится столько же энергии, как при сгорании 200 тонн бензина. Так что запасы термоядерного топлива на Земле легко доступны и неисчерпаемы.
Условия синтеза
Для получения энергии на основе управляемого термоядерного синтеза нужно выполнить три условия. Во-первых, требуется чрезвычайно высокая температура. В центре Солнца она составляет около 15 миллионов градусов. На Земле, чтобы увеличить мощность термоядерных реакций до практически полезного уровня — хотя бы до 1000 Вт/м3 — температуру нужно поднять до сотен миллионов градусов. Это и есть первое и главное условие управляемого термоядерного синтеза.
Во-вторых, в реакции должно участвовать достаточно много частиц — выход энергии растет как квадрат плотности топлива. Но вместе с температурой и плотностью увеличивается давление, и удерживать горячую плазму от расширения становится все труднее. Отсюда третье основное условие: время ее удержания должно быть достаточным, чтобы выделившаяся в ходе реакции энергия превысила затраты на нагрев и удержание плазмы.
Из всех термоядерных процессов самые скромные требования к температуре у реакции дейтерия (D) с тритием (T) — «всего лишь» 100 миллионов градусов. На языке ядерной физики эта реакция записывается так:
D + T [?]> 4He + n.
Продукты реакции — ядро гелия-4 (4He) и нейтрон (n) — приобретают энергию соответственно 3,5 и 14,1 миллиона электронвольт (1 эВ = 1,6 .10–19 Дж). Для сравнения: при температуре в 100 миллионов градусов ядра, вступающие в реакцию, имеют энергию, эквивалентную всего лишь 10 000 электронвольт. Так что энергетический выигрыш получается огромный.
Итак, нам нужны дейтерий и тритий. Дейтерий можно добывать из воды, а вот с тритием проблема — он неустойчив, и период его полураспада составляет всего лишь 12 лет. Поэтому на Земле трития практически нет, и его придется создавать искусственно, облучая нейтронами литий. Это можно делать прямо в стенках реактора за счет нейтронов, выделяющихся в процессе термоядерного синтеза. Разведанных запасов лития на суше около 11 миллионов тонн — достаточно, чтобы 3000 лет поддерживать современный уровень производства энергии на Земле. Конечно, литий нужен и для других целей, но при необходимости его можно извлекать из морской воды — там его запасы в 20 000 раз больше. Так что проблем с обеспечением термоядерной энергетики топливом в обозримой перспективе не будет.
Четвертое состояние вещества
Проблема с нейтронами
Однако, помогая получать тритий, нейтроны одновременно создают ряд технических проблем. Во-первых, они вызывают в стенках реактора наведенную радиоактивность. И хотя она в сотни раз меньше, чем в продуктах деления урана на обычных АЭС, требуется тщательно подбирать состав материалов для камеры реактора и контролировать содержание в них примесей, чтобы избежать рождения опасных медленно распадающихся радиоактивных ядер.
Кроме того, нейтронное облучение снижает прочность конструкционных материалов. Энергичные нейтроны выбивают атомы из кристаллической решетки и образуют в твердом теле множество микроскопических каналов. Материал становится рыхлым. Прочность его резко падает. Так что стенки реактора, подверженные облучению нейтронами, придется периодически заменять. Делать это должны специально сконструированные роботы.
Избавиться от нейтронов и связанных с ними проблем позволяют другие термоядерные реакции. Например, если вместо трития использовать легкий изотоп гелия (3He) то ни среди исходных веществ, ни среди продуктов реакции не будет ничего радиоактивного:
D + 3He −> 4He + H.
Правда, небольшое число нейтронов будет все-таки рождаться при взаимодействии между ядрами дейтерия. Возможно, в будущем именно эта реакция станет
основой термоядерной энергетики. Но для нее нужна почти в 10 раз более высокая температура, которой пока еще никто не достиг. К тому же гелия-3 на Земле практически нет — считанные килограммы в год выделяются из природного газа некоторых месторождений. Добывать его можно на Луне, куда он попадает в составе солнечного ветра и накапливается в верхних слоях грунта. Завоз на Луну горнодобывающей техники, строительство поселка для рабочих, производство ракет для доставки гелия на Землю — все это окупается стоимостью электроэнергии! Так что проект вполне реалистичен. Но первый реактор и первые термоядерные электростанции будут все-таки использовать реакцию дейтерия с тритием.
Ну и в совсем уж далекой перспективе можно думать об использовании идеально чистой реакции бора с водородом:
11B + 1Н−> 3 4He.
Но для этого нужно уметь получать еще более высокую температуру.
Первая попытка
Горение или взрыв?
Из трех ключевых параметров термоядерного синтеза — температуры, плотности и времени удержания плазмы — один, температура, фактически задается выбранной реакцией. А вот соотношение двух других можно варьировать. Соответственно есть два основных пути: либо выбрать относительно низкую плотность топлива и продолжительное время удержания, либо, наоборот, максимально возможную плотность при очень небольшой продолжительности реакции.
На первом пути наибольших успехов удалось добиться, изолируя горячую плазму от контакта с холодными стенками реактора с помощью магнитного поля. Это технология магнитного удержания. Она основана на способности магнитного поля оказывать давление на плазму и снижать ее теплопроводность. Современные сверхпроводящие электромагниты могут поддерживать в большом объеме магнитное поле напряженностью 5—6 тесла, создающее давление около 100 атмосфер. Опыт показывает, что для надежного удержания давление плазмы не должно превышать нескольких процентов от этой величины. При температуре в 100 миллионов градусов это соответствует концентрации около 1020 частиц на кубометр. Это примерно в 200 000 раз меньше плотности воздуха — по существу высокий вакуум. Для получения положительного выхода энергии такую плазму нужно удерживать несколько секунд. В проекте строящегося сейчас первого термоядерного реактора ИТЭР заложены как раз такие параметры: давление магнитного поля 120 атмосфер, давление плазмы — около 3 атмосфер, время удержания — 3—4 секунды. За это время, характеризующее скорость потери частиц и тепла, прореагирует большая часть содержащегося в камере топлива. Если непрерывно компенсировать эти потери и одновременно удалять продукт реакции — гелий, разряд можно поддерживать значительно дольше. В ИТЭР поначалу он будет длиться несколько минут, а позднее его попробуют приблизить к часу.
Второй подход реализован пока только в термоядерной бомбе. Топливо здесь имеет плотность твердого тела, а то и еще выше — за счет сжатия при срабатывании запала в виде атомной бомбы. Давление такой плазмы составляет миллионы атмосфер, и противостоять ему, конечно, невозможно. Но выиграть какое-то время позволяют силы инерции — даже при огромном давлении расширение вещества не может произойти мгновенно. Такой способ удержания называют инерционным, поскольку кроме инерции плазму ничто не удерживает. Она разлетается со скоростью звука, которая при температуре 100 миллионов градусов составляет около 600 км/с. За 5 миллиардных долей секунды плазма расширится на 3 миллиметра. Как раз такого размера термоядерные заряды можно безопасно взрывать в камере реактора в виде прочной сферы диаметром метров 10. Энергия подобного «микровзрыва» составит около миллиарда джоулей, или 250 килограммов тротила. Если взрывы повторять 5 раз в секунду, то с учетом КПД преобразования энергии электрическая мощность реактора получится около 1 миллиона киловатт.
Самоподдерживающаяся реакция
Лазерное зажигание
Однако чтобы микровзрыв произошел, надо успеть за миллиардные доли секунды нагреть топливный шарик до термоядерной температуры. Сделать это можно с помощью мощных лазеров. Такие эксперименты проводятся уже около 30 лет. В лабораториях России, Франции, Японии, США построены лазеры с энергией до 20 000 джоулей. А в 2009 году в США должна заработать самая мощная лазерная установка NIF с энергией импульса до 1,8 миллиона джоулей.
Лазерные лучи со всех сторон направляют на мишень, содержащую термоядерное топливо. Это смесь дейтерия с тритием, охлажденная ниже температуры плавления водорода, то есть примерно до 10 градусов Кельвина (–263 °C). Под действием светового давления и реактивной силы от испаряющегося с поверхности вещества происходит одновременно сильное сжатие и нагрев мишени. Расчеты показывают, что если достичь плотности в 1000 раз выше плотности твердого водорода, то одного миллиона джоулей будет достаточно для поджига термоядерной реакции. Но пока в экспериментальных установках плотность возрастает лишь в 30—40 раз. Основное препятствие — недостаточная равномерность освещения мишени. Даже небольшие (в несколько процентов) различия скорости сжатия по разным направлениям приводят к деформации мишени, и плазма буквально просачивается между лазерными пучками.
Для более равномерного сжатия в последнее время стали применять схему непрямого облучения мишени. Твердый дейтерийтритиевый шарик помещают в оболочку из материала с большим зарядом ядра, например урана или золота. Лазерные лучи вводят в нее через два окна так, чтобы, не задев мишень, осветить внутреннюю поверхность оболочки. Она сразу превращается в слой горячей плазмы, испускающий мощное рентгеновское излучение, которое намного равномернее освещает мишень, вызывая ее сжатие.
Ожидается, что таким способом удастся достичь сжатия мишени в 4000 раз и получить в 100—200 раз больше термоядерной энергии, чем содержалось в лазерном импульсе. Впрочем, и этого мало: КПД лазера составляет около 2%, а значит, чистый выигрыш в энергии будет всего несколько раз. Возможно, ситуация улучшится, если разделить задачи сжатия и нагрева вещества: в качестве спички для поджига мишени, предварительно сжатой обычными лазерами, можно использовать появившиеся в последнее время лазеры с очень коротким импульсом — 10–11 секунды.
Еще одна проблема инерционного термоядерного синтеза — необходимость взрывать заряды несколько раз в секунду. Пока столь мощные лазеры дают по одному импульсу в несколько часов. Есть идея заменить их ускорителями ионов: у них значительно выше КПД, и они могут работать с высокой частотой. Но из-за электрического отталкивания ионов пучок трудно сфокусировать до нужного диаметра.
В целом положение с инерционным синтезом выглядит пока не слишком обнадеживающим. Но исследования продолжаются.
Поделиться книгой: