Що може промінь у трубі

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Зазвичай електрони, що вилітають з прискорювача, гальмуються об повітря через кілька сантиметрів. Дослідники розробили прискорювач електронів, що створює пучок часток надзвичайної потужності. «Промінь» електронів, що генерується ним, може руйнувати гірську породу, зварювати метал…

Придумати прискорювач, у якому пучок електронів мав би надзвичайно велику потужність, — досить складне інженерне завдання. Новий прискорювач, сконструйований дослідниками, черпає енергію безпосередньо у високовольтній мережі. І відразу розганяє електронний пучок до навколосвітньої швидкості. На відміну від добре відомого синхрофазотрона, частинки тут не кружляють по кільцевому тунелю, а майже відразу спрямовуються за його межі, перетворюючись на своєрідний електронний промінь. І ще одна важлива обставина: ККД установки наближається до 95 відсотків!

Промінь електронів від звичайного прискорювача в атмосфері не може подужати навіть дуже скромні відстані. Потік частинок грузне в повітряному середовищі і розсіюється. Зате в новому прискорювачі пучок електронів розвиває таку потужність, що здатний руйнувати за лічені хвилини досить міцну породу. Може він також і зварювати деталі з сплавів тугоплавких, скажімо, на молібденовій або вольфрамовій основі. До цього часу подібні процеси йдуть лише у невеликих вакуумних камерах, куди, на жаль, не увійде, наприклад, фюзеляж сучасного авіалайнера.

Звісно, з цього не випливає, що установка вже сьогодні може працювати в шахтарському вибої або, наприклад, замінить зварювальний апарат. Поки що вона діє лише в лабораторії. Але пошукові роботи у вказаних напрямках вже ведуться.

Цілком ймовірно, що пучок електронів може не тільки зварювати метал, а й передавати електроенергію на великі відстані. (Відомо, що сьогодні через високий опір проводів на магістралях ЛЕП значна частина електроенергії втрачається). Уявіть собі довгу трубу, з якої викачали повітря. На одному кінці такої труби розташований передавач електроенергії – новий прискорювач, а на другому – приймач, пристрій, здатний перетворювати потік електронів на електроенергію. По вакуумній трубі ллється потік електронів, створений прискорювачем, його зловить спеціальний приймач. Втрати ж на опір усередині вакуумної труби майже відсутні.