3 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

В 1914 году произошло событие, заста­вившее мировую научную и инженерно-техническую общественность изменить свое отношение к гелию. Ра­нее интерес к гелию носил чисто научный характер. А та исключительная роль, которую играет элемент № 2 в радиоактивных превращениях, делала проблему гелия одной из интереснейших в науке.

И хотя еще в конце XIX века У. Рамзай высказы­вал предположение, что гелий мог бы применяться в воздухоплавании (им можно было бы наполнять воздушные шары и дирижабли), сама возможность какого-либо практического использования столь ред­кого газа казалась достойной пера Жюля Верна фан­тастикой. Откуда можно было взять необходимое ко­личество гелия? На этот вопрос инженерная мысль не могла дать ответа. Единственным источником гелия могли быть атмосферный воздух да, пожалуй, содер­жащие гелий минералы, но можно ли научиться из­влекать из них гелий в количестве, достаточном для удовлетворения потребностей аэронавтики? Увы, та­кой надежды не было.

Событие, о котором пойдет речь, произошло во время первой мировой войны. Немецкий дирижабль, обстрелянный воздушной эскадрильей англичан, к огорчению и недоумению последних, не загорелся. Это навело англичан на мысль, что немцы нашли не-воспламеняющийся газ, которым вместо огнеопасного водорода и наполнили баллон дирижабля.

По мнению английских ученых, к которым прави­тельство Великобритании обратилось за советом, та­ким газом мог быть только гелий. Но значило ли это, что немцы нашли ранее не известный источник при­родного гелия? Наивно было думать, что гелий, кото­рым был заполнен дирижабль, можно было добыть из воздуха. Технические средства того времени, в част­ности так называемая машина Линде, предназначен­ная для сжижения воздуха, могли дать немногим бо­лее 25 м3 гелия в год. Чтобы наполнить дирижабль, потребовалось бы вырабатывать гелий в течение почти двух тысячелетий. Тут было над чем поломать голову.

Английское правительство поручило У. Рамзаю и другим ученым рассмотреть вопрос о возможности извлечения гелия из природных газов Великобритании и Канады. Проект извлечения гелия из природных га­зов (достаточно экономичный) был разработан анг­лийским химиком Р. Трелфаллом. Забегая вперед, за­метим, что пройдет не так уж много времени и при­родные газы будут признаны единственным в мире источником промышленного получения гелия. А немцы получали гелий для наполнения дирижаблей из монацитовых песков, привозимых под видом балласта из Бразилии. Из тонны монацитов удавалось извлечь 1—2 м3 гелия.

В первые десятилетия XX века воздухоплаватель­ные аппараты (аэростаты, стратостаты, дирижабли) были основным средством воздушных сообщений. Аэ­ропланам и самолетам не были подвластны ни боль­шие высоты, ни значительные расстояния. Вопрос о замене водорода, которым еще со времени первых полетов на воздушных шарах (1783 год) заполняли оболочку аэростатов, на газ, достаточно легкий и не­воспламеняющийся, уже давно стоял перед аэронавти­кой. Водород, к сожалению, легко воспламенялся от малейшей искры, от атмосферных разрядов, что вело к гибели и воздухоплавательного аппарата, и экипажа. Но где же взять газ, который обеспечил бы наряду со взрывобезопасностью и должную подъемную силу?

Единственным подходящим кандидатом на эту роль был гелий — инертный, легкий, негорючий. Его подъ­емная сила лишь на 8 % меньше, чем у водорода. Од­нако подъемная сила аэростата, наполненного гелием, должна была бы сохраняться дольше, чем аппарата, наполненного водородом. Диффузия гелия через обо­лочку была более медленной, чем в случае водорода. Более того, смесь, состоящая из 15 °/о водорода и 85 % гелия, тоже была абсолютно взрывобезопасной, но более дешевой, чем чистый гелий.

Вопрос о промышленном производстве гелия неот­вратимо вставал. Когда в 1917 году в Соединенных Штатах Америки были открыты богатые гелием при­родные газы, стало ясно, что источник гелия найден и что этому газу действительно придется сыграть важ­ную роль в воздухоплавании. Но первое время запол­нение аэростатов и дирижаблей гелием могла позво­лить себе только Америка, обладавшая самыми зна­чительными запасами этого газа в мире. И поскольку гелий, добываемый в США, за границу не продавался, остальным странам приходилось пользоваться по ста­ринке водородом. Так, знаменитый немецкий дири­жабль «Граф Цеппеллин», совершивший в 1929 году кругосветное путешествие, а позднее достигший Се­верного полюса, был заправлен не гелием, а водо­родом.

В наше время, когда полеты на воздушных шарах и аэростатах очень редки и совершаются в основном в научных целях, в гелии нуждаются метеорологи. Ежедневно по нескольку раз в день во многих пунктах земного шара зондируют атмосферу. Это необходимо для прогноза погоды. Зондирование осуществляется при помощи воздушных шаров, к которым прикреп­лены необходимые метеорологические приборы и ра­диопередатчики, посылающие на Землю сигналы о со­стоянии атмосферы. Это так называемые радиозонды (рис. 10). Только на территории нашей страны в год запускается около 20 000 радиозондов. Радиозонды — приборы разового действия. На определенной высоте оболочка несущего баллона разрывается. Найти при­бор после приземления оказывается далеко не всегда возможным.

Современный радиозонд

Современный радиозонд

По-видимому, метеорология еще долго будет нуж­даться в гелии, потому что, несмотря на успехи вы­сотной авиации, на достижения ракетной техники, на создание систем метеорологических ракет различного назначения, единственным средством для регулярного исследования атмосферы до высот 30—40 км остаются радиозонды — приборы, посылаемые в атмосферу на воздушных шарах. За последние годы развернулась достаточно острая дискуссия о возрождении воздухо­плавания на новой технической основе, особенно для перевозок наиболее тяжелых и негабаритных грузов.

Искусственный воздух

Еще одно применение гелия в качестве заменителя азота в искусственно созданной атмосфере, пригодной для дыхания, стало очевидным тоже в 20-е годы. По­требность в замене естественного воздуха, состоящего из кислорода и азота, более удобной и не оказываю­щей отрицательного влияния на здоровье человека смесью была вызвана необходимостью бороться с тя­желой профессиональной болезнью — кессонной, кото­рой страдали водолазы и кессонные рабочие, когда им приходилось работать в камерах при повышенном дав­лении (так называемых кессонах).

В крови водолаза, кессонного рабочего во время длительного пребывания- в условиях повышенного дав­ления, растворяется азота больше, чем обычно. По выходе из зоны повышенного давления растворенный в крови азот начинает активно выделяться, закупори­вая своими пузырьками кровеносные сосуды. Чтобы избежать кессонной болезни, выход в среду с нор­мальным атмосферным давлением должен быть посте­пенным, с длительными остановками.

Еще в 1925 году были проведены опыты на живот­ных, показавшие, что смесь из кислорода и гелия при­годна для дыхания. И поскольку растворимость гелия в воде, а следовательно, и в крови примерно вдвое меньше, чем у азота, возникла идея применять кисло­родно-гелиевую смесь для дыхания водолазов и кес­сонных рабочих.

Оказалось, что преимущество гелия не только в меньшей, чем у азота, растворимости в жидкости, но и в гораздо более быстрой его диффузии через тка­ни. При пользовании для дыхания кислородно-гелие­вой смесью водолазы при подъеме с глубины не нуж­даются в длительной декомпрессии. И конечно, обога­щенный гелием воздух незаменим при спасательных работах, когда необходимы быстрый подъем или спуск водолаза.

Было замечено, что в условиях повышенного дав­ления азот оказывает наркотическое действие на жи­вотных и человека. Использование гелиевого воздуха не сопровождается симптомами наркоза, что позво­ляет работать на больших глубинах.

Гелиевым воздухом давно заинтересовались меди­ки. Уже в 40-х годах его стали применять при лечении болезней сердца, бронхиальной астмы, приступов удушья, заболеваний гортани, т. е. в тех случаях, ког­да нормальное дыхание по тем или иным причинам затруднительно. Оказалось, что гелиевым воздухом не только легче дышать, но он и быстрее выводит из организма углекислый газ.

Но особый интерес гелиевый воздух представляет для космической медицины. Атмосфера космического корабля должна удовлетворять целому ряду физиоло­гических, гигиенических и технических требований. Например, она должна легко обновляться, не быть взрывоопасной и т. д. Однако возникал вопрос: как долго человек может находиться в атмосфере, где нет азота? Эта проблема неоднократно обсуждалась уче­ными. И многое говорило о том, что гелий — достаточ­но надежная замена азота.

Вот один пример. В космическом корабле, долго находящемся в полете, неизбежно возникает радио­активность, наведенная космическим излучением. Ана­лиз возможных ядерных реакций показал, что нали­чие в атмосфере корабля азота может привести к об­разованию целого ряда радиоизотопов, в то время как гелий — более радиационно-устойчивое вещество, В случае длительного космического путешествия, на­пример к другим планетам Солнечной системы, это может иметь немаловажное значение.

Еще один интересный прогноз, связанный с гелие­вым воздухом: благодаря высокой теплопроводности гелия, человек, находящийся в кислородно-гелиевой атмосфере корабля, может переносить более высокие, чем в обычном воздухе, температуры (до 35 °С), не испытывая при этом теплового дискомфорта. Кисло­родно-гелиевая смесь применяется также для венти­ляции космического скафандра.

Поскольку гелиевый воздух легче обычного в 7 раз, замена азота гелием позволяет снизить и стартовый вес корабля. И наконец, наличие гелия в кабине кос­мического корабля поможет в случае разгерметиза­ции быстро обнаружить течь.

То, что человек может дышать кислородно-гелие­вой смесью, доказано. Однако важно было знать, как поведет себя человеческий организм в окружающей его газовой среде, где азот полностью заменен гелием. В 60-е годы в СССР были проведены специальные на­земные эксперименты в барокамерах. В ходе дливше­гося почти месяц эксперимента было установлено, что никаких нарушений общего самочувствия и поведения у испытуемых не наблюдалось. Но в целом выводы были очень интересными. Один из них касался тем­пературы окружающей человека среды. В условиях обычного воздуха при 18—24 °С человек испытывает так называемый тепловой комфорт. В гелиево-кисло-родной атмосфере при этой температуре возникало чувство холода. Зона теплового комфорта оказалась сдвинутой в область более высоких температур. Повы­шенный охлаждающий эффект гелиево-кислородной среды связывают с более высокой по сравнению с азо­том теплопроводностью гелия.

В гелиевой атмосфере скорость распространения звука оказалась в 1,85 раз выше, чем в обычном воз­духе. Это приводило к тому, что в ходе эксперимента спектр речи смещался в сторону более высоких частот. При этом ухудшалась и разборчивость речи.

Но самым заслуживающим внимания выводом, обсуждение которого выходит за рамки данной книги, было установление того факта, что гелиево-кислородная атмосфера способствует продлению жизни под­опытных животных. При полной замене азота гелием продолжительность жизни живых организмов возрос­ла на 42 %!

Гелий в современной технике

Когда гелий перестал быть лабораторной ред­костью, когда его научились добывать в достаточно больших количествах, этим бесцветным, не имеющим вкуса и запаха газом, по легкости уступающим только водороду, заинтересовались представители очень мно­гих направлений техники.

Гелий не горит, химически он абсолютно инертен. Это означает, что гелий может быть самым подходя­щим газом для создания неагрессивной нейтральной атмосферы. В инертной атмосфере гелия можно вести многие металлургические и сварочные процессы, в ней металл будет защищен от доступа воздуха, следо­вательно, от окисления и образования шлаковых включений, а также от нежелательных соединений с находящимися в воздухе азотом и углекислым газом. Особенно важным это оказалось при производстве та­кого металла, как титан, легкого, жаропрочного и кор­розионно-стойкого. Недаром титан считается одним из важнейших конструкционных материалов в ракетной, авиа- и судостроительной технике.

В цветной металлургии гелий может найти приме­нение. Если продувать расплавленный металл струей газа, можно извлечь растворенные в металле газы и таким образом вывести некоторые шлаки. Применяе­мый для этой цели хлор был опасен для здоровья ра­бочих. Замена хлора азотом — газом, не опасным для человека, привела к тому, что при продувании его че­рез алюминий возникали соединения азота с метал­лом — нитриды, впоследствии разрушающие отлитые из металла изделия. Самым безопасным и удобным оказался гелий. В современной технике применяют более дешевый газ — аргон.

Инертная среда, создаваемая гелием, нужна и при производстве полупроводниковых веществ, главным образом германия и кремния, при получении которых требуется особая чистота вещества, так как любое инородное включение, любая, даже микроскопически малая, примесь неизбежно ухудшают свойства полу­проводниковых кристаллов.

Как взрывобезопасный газ, гелий нашел примене­ние не только в воздухоплавании, но и в медицине: его добавляют в атмосферу операционных, благо он совер­шенно безвреден для дыхания. Гелий используется также как гаситель пламени в элеваторах и хранили­щах огнеопасных веществ, например бензина.

Аномально высокая текучесть гелия (об этом мы будем говорить ниже) сделала его индикатором уте­чек в атомных реакторах, в системах высокого или низкого давления; другое физическое свойство гелия — высокая теплопроводность — перспективным материа­лом для атомной техники. Гелий представляется удоб­ной средой для извлечения и отвода тепловой энергии, образующейся в атомном реакторе, он используется как циркулирующая охлаждающая среда. Такое же применение он нашел и в ракетной технике. На способ­ность гелия оставаться в газообразном состоянии при таких температурах, когда другие вещества переходят в жидкое и твердое состояние, обратили внимание при разработке ракетных двигателей на жидком топливе. По мере расхода топлива гелий под высоким давле­нием заполняет образующийся вакуум и тем самым сохраняет жесткость конструкции.

В конце 30-х годов, когда были открыты уникаль­ные свойства жидкого гелия, одна из смелых и опере­жающих свое время идей, касающихся его практиче­ского применения, была высказана профессором Л. Г. Лойцянским. Жидкий гелий предполагалось ис­пользовать для изучения аэродинамических свойств моделей самолетов. Дело в том, что при испытании крыльев и фюзеляжей аэропланов на обтекаемость приходилось применять аэродинамические трубы, где испытывались аэропланы в натуральную величину. При уменьшении размеров испытуемого объекта нуж­но было уменьшить и так называемую кинематиче­скую вязкость жидкости, в которой проводились испытания. Но оказалось, что это невозможно: кине­матическая вязкость почти всех текучих сред мало отличалась от воздуха. Исключение составлял жид­кий гелий.

Но, пожалуй, одно из главных применений гелия связано с возможностью получения самых низких тем­ператур, которыми располагает современная техника.

Самая холодная в мире жидкость

Как и все вещества, гелий может пребывать в жид­ком, твердом и газообразном состояниях. Но газооб­разный гелий (а именно он и встречается на Земле) интересен не только своими физическими свойствами (точнее, не столько ими), но и особенностями своего распространения и происхождения. С точки зрения физики и химии гелий — обычный газ, одноатомный, прозрачный, он почти невидим в сосудах, химически инертный. Жидкий же гелий открыл новую главу фи­зики.

Долгое время жидкий гелий не удавалось полу­чить. Сжижение газов основывалось на явлении Джоуля — Томпсона (если газ, находящийся под дав­лением, резко расширить, то его температура падает). И было замечено, что температура сжижения газов уменьшается с его плотностью, т. е. чем легче газ, тем ниже должна быть температура его превращения в жидкость. Поэтому ожидали, что самую низкую температуру сжижения должен иметь водород. И дей­ствительно, водород удалось перевести в жидкое, со­стояние при очень низкой температуре — минус 253 °С. Но гелий при этих же условиях оставался газом. Более того, при температуре около минус 259 °С во­дород затвердевал, а гелий по-прежнему оставался газообразным.

В 1908 году голландскому ученому X. Камерлинг ­Оннесу все же удалось перевести «упрямый» гелий в жидкое состояние, но температура кипения его была гораздо ниже, чем у водорода (минус 269°С). Она отстояла от абсолютного нуля всего на 4,2 градуса. Но вот заморозить гелий при его дальнейшем охлаж­дении никак не удавалось. При всех температурах, какие только можно было получить в лабораторных условиях, гелий продолжал оставаться жидким.

В конце 20-х годов эту задачу решил другой гол­ландский физик В. Кеезом, который, подвергнув жид­кий гелий давлению до 100 кгс/см2 и охладив его ки­пящим гелием, получил первые кристаллы твердого гелия. Твердый гелий не особенно удивил физиков, если не считать трудностей, связанных с его получе­нием. Конечно, эти бесцветные прозрачные кристаллы гексагональной формы нельзя было взять в руки: ге­лий мгновенно испарялся. Пожалуй, самым привлека­тельным для физиков было то, что гелий в твердом состоянии представлял собой идеальное кристалличе­ское вещество, практически лишенное примесей.

Зато жидкий гелий вел себя поистине удивительно. До температуры примерно минус 271 °С это была ор­динарная жидкость, мало чем отличающаяся от дру­гих. Это состояние гелия назвали гелий I. Гелий I бурно кипел, выделяя невероятно холодные пузырь­ки газа, без специальной изоляции он немедленно ис­парился бы. Ниже минус 271 °С свойства гелия, кото­рый получил название гелия II, волшебно меня­лись. Кипение прекращалось, поверхность жидкости казалась ровной и застывшей. Необычно высокая теп­лопроводность гелия II не позволяла проявляться классическому эффекту вскипания. Кроме того, оказа­лось, что гелий II совершенно лишен вязкости. Он способен проникать через любые, сколь угодно малые отверстия. В опытах академика П. Л. Капицы, от­крывшего в 1938 г. явление сверхтекучести гелия II, этот удивительный гелий в течение нескольких секунд вытекал через отверстие размером 0,00005 см. Гелию I для этого требовалось в сотни раз больше времени, Вязкость жидкого гелия была в 1000 раз меньше, чем у воды. Как связать эти свойства с обычными физи­ческими представлениями?

Академик П. Л. Капица пишет: «Когда мы изучаем вещество при комнатной температуре, квантовая при­рода многих процессов не может обычно проявляться. Тепловое движение атомов как бы стушевывает те особенности в процессах, которые накладываются их квантовой природой, и они неощутимы… Только тогда они себя полностью проявляют, когда тепловое движе­ние атомов достаточно мало».

Назовем еще одно удивительное, не имеющее ана­логов свойство гелия II — ползти по стенкам сосуда при более высоких температурах. Налитый в сосуд гелий II способен перемещаться вверх по стенкам со­суда и переливаться через край без всяких внешних воздействий.

Сначала предполагали, что единственная сверхте­кучая жидкость в природе — это гелий-4. Гелия-3 дол­гое время было слишком мало, чтобы предпринимать исследования такого рода. Но оказалось, что свойство сверхтекучести гелия II позволяет разделять изотопы гелия. При соответствующих температурах благодаря сверхтекучести гелий-4 может быть удален из сосуда, где он находится, в то время как гелий-3 останется в этом сосуде. Это поистине уникальное свойство жид­кого гелия позволило получить гелий-3 высокой чисто­ты, в котором содержание тяжелого изотопа не пре­вышало десятитысячных долей процента.

Гелий-3 тоже оказался сверхтекучим, но переход его в сверхтекучее состояние наступал при еще более низких, чем для гелия-4, температурах. Возможность перехода гелия-3 в сверхтекучее состояние была пред­сказана советским физиком Л. П. Питаевским в 1959 году, а спустя 13 лет это явление было обна­ружено.

Жидкий гелий-3, как и гелий-4, оказалось невоз­можным перевести в твердое состояние при нормаль­ном атмосферном давлении. Для получения твердого гелия-3 было необходимо высокое давление. Однако поведение гелия-3 при сверхнизких температурах тоже было необычным. Это явление было теорети­чески исследовано известным советским физиком И. Я. Померанчуком в 1950 году. При давлении, мень­шем 29 кгс/см2, гелий-3 оставался жидким вплоть до абсолютного нуля. При более высоком давлении его можно было перевести в твердое состояние. Но, когда, температура гелия-3 становилась меньше минус 272,8 °С, переход из жидкого состояния в твердое со­провождался не выделением тепла, как у «обычных» жидкостей, а его поглощением. Таким образом, если охладить гелий-3 до температуры, меньшей минус 272,8 °С, и начать его адиабатически сжимать, то по мере увеличения в жидкости доли твердого гелия тем­пература жидкого гелия будет понижаться.

Свойства жидкого гелия очень интересны. Для их объяснения разработаны физические теории, учиты­вающие квантовую природу процессов, происходящих в жидком гелии. Но наиболее далеко идущие послед­ствия, вытекающие из необычных свойств самой хо­лодной в мире жидкости,— во-первых, открывшаяся возможность получения сверхнизких температур, а во-вторых, исследование поведения многих веществ при температуре жидкого гелия.

Электроника в мире холода

Оказалось, что не только жидкий гелий необычен по своим свойствам. При сверхнизких температурах и в других веществах протекают совершенно необычные физические процессы. Один из них — сверхпроводи­мость. Сущность процесса заключается в том, что у некоторых металлов, охлажденных до весьма низ­ких температур, полностью исчезает электрическое сопротивление.

Впервые сверхпроводимость была обнаружена X. Камерлинг-Оннесом. Через три года после своих знаменитых опытов по получению жидкого гелия, экс­периментируя со ртутью, охлажденной примерно до минус 269 °С, ученый заметил, что при столь низкой температуре сопротивление ртути упало до таких низ­ких значений, что стало практически неизмеряемым.

Позднее сверхпроводимость была обнаружена у многих других металлов. Было установлено, что в кольце из сверхпроводника ток может циркулиро­вать практически вечно, будучи однажды возбужден­ным электрическим полем.

Естественно, что первое применение сверхпроводи­мость нашла в электронике. Первый электронный при­бор такого типа, названный криотроном, был сконст­руирован в 1954 году. Действие его было основано на том, что сверхпроводимостью в металле можно уп­равлять, переводя сверхпроводник из состояния с ну­левым сопротивлением в нормальное состояние. Это можно сделать при помощи магнитного поля, созда­ваемого другим сверхпроводником, через который протекает электрический ток и тем самым создает магнитное поле.

Криотрон — это миниатюрный переключательный криогенный элемент, действие которого основано на свойстве сверхпроводимости. Первые криотроны были проволочными, но уже в конце 50-х годов появились пленочные, в которых рабочее вещество наносилось на изолирующую подложку. Пленочные криотроны обладают высоким быстродействием, малыми разме­рами (на одном квадратном сантиметре помещается несколько тысяч криотронов), дешевы в изготовлении и надежны в эксплуатации.

Процесс переключения сверхпроводника из нор­мального состояния в сверхпроводящее занимает очень короткие интервалы времени: от 10-6 до 10-11 с. Незатухающий ток в сверхпроводнике и возможность управлять сверхпроводимостью очень привлекательны для создания систем запоминания, кодирования, ин­формации. Кодирование можно осуществить в двоич­ной системе: наличие тока — единица, его отсутствие — нуль. Первое свое применение криогенные переключа­тели нашли в качестве запоминающих устройств в ЭВМ.

Сверхпроводимость и другие физические процессы, проявляющиеся при низких температурах, открыли принципиально новые возможности для создания электронных приборов.

Одна из основных задач, встающих перед совре­менной электроникой, заключается в том, чтобы со­хранить форму сигнала, проходящего через электри­ческую цепь, без искажений. Элементами современ­ных электронных схем служат полупроводниковые приборы. Но даже незначительные примеси, дефекты кристаллической решетки могут изменить электропро­водность полупроводникового материала и, как следствие, привести к искажению формы сигнала. Борьба с этими искажениями, по-видимому, состоит в совершенствовании технологических процессов изго­товления полупроводниковых кристаллов.

Но к искажению формы сигнала приводят и так называемые собственные шумы, неизбежно сущест­вующие в любом, даже идеально сконструированном электронном приборе. Эти шумы появляются вследст­вие теплового движения электронов и ионов в мате­риалах. Особенно важным представляется снижение собственных шумов в радиоэлектронных устройствах, предназначенных для приема слабых сигналов.

Одним из способов уменьшения собственных шумов может быть снижение температуры, при которой рабо­тает аппаратура. При низких температурах, как из­вестно, тепловое движение электронов как бы зати­хает. Создание «малошумящих» усилителей, охлаж­денных до гелиевых температур, было очень важным в радиоастрономии., где часто приходилось иметь дело с предельно слабыми сигналами, в системах космиче­ской связи. В 60-х годах XX века в системах спутни­ковой связи начали активно применяться усилители, охлаждаемые до температуры жидкого азота — минус 196 °С. На этом принципе, в частности, работает си­стема «Орбита», с помощью которой передачи Цент­рального телевидения могут смотреть жители районов Сибири и Дальнего Востока.

Обращение к низким температурам очень важно в энергетике. Сверхпроводящие материалы найдут применение в создании дальних линий электропере­дач (сверхпроводимость способствует уменьшению по­терь энергии), разного рода электродвигателей, транс­форматоров.

Криоэлектроника, и в частности ее новое поколе­ние — интегральная криоэлектроника, позволит ре­шить задачу создания сверхчувствительных приемни­ков слабого излучения в ИК-Диапазоне. Это важно для приема как естественного, так и лазерного излу­чения. Создание индикаторов слабого теплового поля сделает реальным тепловидение.

И наконец, большие надежды возлагаются на крио­электронику при разработке нового класса ЭВМ со сверхбольшой памятью и малыми габаритами. Со­гласно прогнозам специалистов, первые сверхпровод­никовые вычислительные машины будут изготовлены к 1990 году. Запоминающие устройства таких машин смогут хранить сотни миллионов бит информации, за­писанной всего на 5000 пластин размером 1 см2. А из­мерительные приборы, использующие криогенные устройства, будут иметь в сотни и тысячи раз боль­шую чувствительность и разрешающую способность. Кроме того, охлаждаемые и криоэлектронные приборы будут способствовать дальнейшей микроминиатюриза­ции радиотехнической аппаратуры.

Известный советский исследователь профессор В.Н.Алфеев пишет о будущем криоэлектроники: «На­до полагать, что на рубеже 1985—1995 годов осуще­ствятся разработка и выпуск многоспектральных крио-электронных приборов… для комплексного изучения природных ресурсов Земли и планет; …широкое внед­рение криоэлектронных приборов, обеспечивающих непосредственный прием через космос многих про­грамм телевидения в любой точке Земли, прием сверх­дальнего телевидения в салонах самолетов, поездах и пароходов дальнего следования, в автомобилях… Станет возможным прием в любой точке Земли цвет­ного телевидения, передаваемого как наземными теле­центрами, так и телецентрами других объектов; созда­ние эффективных вычислительных машин (суперЭВМ) с оперативной криогенной памятью, близкой к памяти человеческого мозга; создание крупных орбитальных криогенных вычислительных центров единой системы навигации и прогноза погоды; сооружение криогенных вычислительных центров на Луне и других планетах, а также комплексов, работающих в открытом косми­ческом пространстве».

Чтобы реализовать эту программу, нужно очень много гелия. А есть ли он в достаточном количестве в распоряжении жителей Земли?