По следам тора: что скрывает термоядерный бублик?
Как физические открытия, научные разработки и новые технологии меняют язык
При изучении лексики атомной отрасли открывается целый кладезь интересных историй, которые с удовольствием слушают посетители сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ). Чем же они интересны слушателям? За каждой историей происхождения названия или термина стоят люди, которые с нуля создавали инновационные устройства, уникальные установки, надежные и безопасные технологии.
Термоядерную энергетику можно назвать следующим этапом развития атомных технологий: идею первого термоядерного реактора разрабатывали атомщики Андрей Сахаров и Игорь Тамм, а слово «токамак», придуманное учеными, из личного имени установки превратилось в нарицательное существительное и было заимствовано другими языками. Об истории происхождения названия «токамак» и других имен собственных и терминов, имеющих отношение к термоядерной энергетике, пойдет речь в этой статье.
Письмо с Сахалина
«В 1950 году академики А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм предложили первую модель магнитного термоядерного реактора, положившую начало исследованиям по этой проблеме в Советском Союзе», — написал Игорь Курчатов в предисловии к сборнику иностранных статей об управляемом термоядерном синтезе [1]. И первое свое «имя» будущий токамак получил в виде аббревиатуры МТР — от словосочетания «магнитный термоядерный реактор».
Но началась эта история с письма, которое попало в секретариат Лаврентия Берии, ответственного за реализацию советского атомного проекта. Написал его советский физик Олег Лаврентьев, проходивший на тот момент срочную службу в Советской армии. В письме были изложены две идеи. Одна из них опиралась на схему устройства, благодаря которому можно было, по мнению автора, осуществить управляемую термоядерную реакцию.
«Летом 1950 года на объект пришло отправленное из секретариата Берии письмо с предложением молодого сержанта Олега Лаврентьева, служившего на Сахалине. Во вводной части автор писал о важности проблемы управляемой термоядерной реакции для энергетики будущего…», — так вспоминал об этом Андрей Сахаров [2], которому поручили написать отзыв на письмо с анализом реальности изложенных идей. Сахаров схему, описанную Лаврентьевым, счел неосуществимой, но у него возникла идея магнитной термоизоляции плазмы, которую они разрабатывали вместе с Игорем Таммом.
Первую тороидальную установку, известную как ТМП (тор с магнитным полем), построили уже в 1955 году под руководством Игоря Головина и Натана Явлинского. Следующую установку назвали «Токамаг» — сокращение от словосочетания «тороидальная камера магнитная» [3], и Игорь Головин для благозвучности предложил заменить последнюю букву Г на К. В результате и полное название немного изменилось: «тороидальная камера с магнитными катушками». Вот так советский физик стал автором термина, получившего распространение в научном мире и сохранившего звучание во многих иностранных языках [4]. Слово «токамак» с точки зрения словообразования представляет собой смешанную аббревиатуру: первые слоги трех слов многословного словосочетания объединяются с начальным звуком четвертого слова.
Поскольку токамаки оказались эффективной конструкцией для удержания плазмы, «Токамак» из имени собственного превратился в нарицательное существительное, обозначающее любой термоядерный реактор с камерой тороидальной формы. Такой процесс в лингвистике — переход имени собственного в имя нарицательное — называется деонимизацией.
Путешествия тора
О международном проекте по созданию термоядерного реактора ИТЭР наверняка слышали многие. «Сердце» ИТЭР — это тот самый токамак. А аббревиатура ИТЭР — это транскрипция англоязычной аббревиатуры ITER, которая расшифровывается как International Thermonuclear Experimental Reactor (Международный экспериментальный термоядерный реактор). Если иноязычная аббревиатура становится широко распространенной в мировом масштабе, то она заимствуется другими языками без перевода. Вот так произошел международный лингвистический обмен: русский язык подарил другим языкам слово «токамак», а имя ИТЭР без изменения заимствовано нашим «великим и могучим». Кстати, личные имена материальных объектов, созданных человеком, в том числе атомных реакторов, космических аппаратов и других сложных механизмов, в лингвистике называются хрематонимами. Поэтому, например, меч Эскалибур и молот скандинавского бога Тора Мьёльнир — лингвистические родственники «Аннушке», «Фениксу» и «Кьюриосити».
Но получение любым объектом личного имени нуждается в объяснении его происхождения — вспомните, насколько интересно было узнать, что означают ваши имя и фамилия. Поэтому в последнее время у аббревиатуры ИТЭР появилось дополнительное значение. Она созвучна с латинским существительным iter, что обозначает «путь» [5]. Изначально такой смысловой связки не было, но это очень удачная метафора: создание установки, способной удержать плазму с температурой более 150 млн °С, такой же подвиг инженерно-технической мысли, как и создание первых атомных реакторов. И все страны-участницы проходят совместный путь по реализации этого масштабного проекта, создавая новые материалы и разрабатывая инновационные технологии.
Токамак, как мы уже отметили, имеет тороидальную форму. Интересно, что для объяснения значения этого математического термина в Большом толковом словаре Кузнецова приводятся очень простые и образные аналогии.
1. ТОР, -а; м. [от лат. torus — вздутие, выпуклость, узел]. Матем. Пространственная фигура, имеющая форму баранки или спасательного круга.
2. ТОР, -а; м. В скандинавской мифологии: бог грома и молнии, покровитель земледельцев [6].
Об аналогии с именем скандинавского бога в случае с токамаком, то есть тором, конечно, речи не идет, хотя нашим современникам она может прийти на ум. Таково влияние лингвокультурологического пространства — скандинавские боги получили популярность благодаря современным фантастическим фильмам и сериалам, а одинаковое звучание имени мифологического персонажа, ставшего частью массовой культуры, и сложной математической фигуры приводит к соответствующим ассоциациям. И найти такие ассоциации очень легко: Тор повелевает молниями, то есть природным электричеством большой мощности, а термоядерный синтез тоже представляет собой природное явление, происходящее в недрах звезд, и при овладении управляемым термоядерным синтезом тоже можно будет получить электроэнергию. Но следует помнить, что это просто красивый ассоциативный ряд: разрабатывая токамак с камерой тороидальной формы, советские атомщики вряд ли думали о скандинавской мифологии.
И здесь Тамм!
Еще один тип реактора для осуществления управляемого термоядерного синтеза называется стелларатором, и его название, по одной из версий, восходит к латинскому stella — «звезда». Но, по данным Большой российской энциклопедии, существительное «стелларатор» было образовано от английского прилагательного stellar — «звездный». А английское слово, в свою очередь, произошло от латинского stella.
В любом случае, авторы проекта хотели показать, что процессы, происходящие внутри устройства, очень похожи на термоядерный синтез в недрах Солнца и других звезд.
Изобрел стелларатор американский ученый-физик Лайман Спитцер в 1951 году. В основе стелларатора, как и токамака, лежит тор. Отличие заключается в расположении магнитных полей, из-за чего внутри стелларатора находится не «ровный бублик», как в токамаке, а «мятый» [7].
Итак, магнитные силовые линии в стеллараторе многократно обходят тор, подвергаясь вращательному преобразованию, и в итоге получается система замкнутых тороидальных магнитных поверхностей, вложенных друг в друга. А впервые на принципиальную возможность существования таких поверхностей в магнитном поле указал Игорь Тамм еще в 1928 году, задолго до изобретения самой конструкции. В качестве примера ученый приводил кольцо с током, помещенное в тороидальное магнитное поле [8].
Звезда по имени… КОТ
В 2021 году в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН в Новосибирске была введена в эксплуатацию новая экспериментальная установка КОТ. Это тоже аббревиатура, образованная от словосочетания «компактный осесимметричный тороид» [9]. КОТ отличается от токамака и стелларатора конструкцией: плазма находится не внутри «бублика», как в токамаке, а в «бутылке с двумя горлышками» — по сути, в открытом цилиндре, и после того как энергия выделится, отработанная плазма утекает через горлышки, а в вакуумную камеру поступает свежая порция плазмы. КОТ — экспериментальная установка, и объем плазмы в ней составляет всего 20 л. Вместо смеси дейтерия и трития в установке используется обычный водород. По физическим характеристикам он идеально подходит для экспериментов, и при этом не возникает необходимости организовывать хранение термоядерного радиоактивного топлива.
Ядерный и термоядерный
Прилагательное «термоядерный» образовано с помощью начальной части сложного слова «термо-» и прилагательного «ядерный». В переводе с греческого therme означает «жара», «жар». Но ведь при ядерной реакции тоже происходит колоссальное выделение тепловой энергии! Видимо, весь вопрос в порядке температур. При делении тяжелого ядра — это тысячи градусов, а при слиянии легких ядер — уже миллионы. И часть основы «термо-» эту разницу подчеркивает.
Прилагательное «ядерный» возникло в языке, образовавшись от существительного «ядро», которое восходит к общеславянскому endro — «сердцевина, внутренняя часть чего-то», и в этом значении оно существует достаточно давно. А вот более привычный нам смысл прилагательное «ядерный» получило благодаря метафорическому переносу: когда ученые обнаружили, что атом не такой уж и неделимый, его сердцевину тоже начали называть ядром. Последовательность возникновения значений передана в словарной статье.
ЯДЕРНЫЙ -ая, -ое. 1. к Ядро (2, 4 зн.). Я-ая оболочка. Я-ая траектория. Я-ая вмятина. Я-ая часть клетки. 2. Относящийся к процессам, происходящим в атомном ядре, к использованию энергии атомного ядра. Я-ая реакция. Я-ое топливо. Я-ая энергия. Я-ое оружие. Я. взрыв. Я-ая катастрофа. Я. реактор (устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция деления атомных ядер). Я-ая физика (раздел физики, в котором изучаются атомные ядра и их превращения). 3. Жарг. Чрезмерный, крайний в своем проявлении. Я-ые цены (очень высокие). Я. плащ (сверхмодный) [10].
Мы видим, что у прилагательного «ядерный» есть и относительно новое значение, уже зафиксированное в словарях, а значит, ставшее частью языка: «чрезмерный, крайний в своем проявлении». Стилистическая помета «жарг.» указывает на то, что в таком значении прилагательное «ядерный» пока что в кодифицированном, нормативном языке не употребляют, а в разговорном — запросто!
А вот у прилагательного «термоядерный» пока дополнительных значений не возникло, и это объясняется достаточно просто: для начала каждому слову нужно освоиться, прижиться в языке в его прямом значении, а уже позже могут появиться и дополнительные смыслы.
ТЕРМОЯДЕРНЫЙ [те] и [тэ], -ая, -ое. Основанный на столкновении ядер атома в их беспорядочном движении при сверхвысокой температуре; обусловленный этим столкновением. Т. взрыв. Т-ая энергия. Т-ая реакция (реакция слияния атомных ядер легких элементов в более тяжелые, происходящая при сверхвысоких температурах и сопровождающаяся выделением огромного количества энергии) [11].
Зато появился сокращенный вариант, относящийся к прилагательному «термоядерный», который в словарях определяется как профессионализм, то есть слово, функционирующее прежде всего в профессиональной лексике. «Термояд» — так можно сказать и о термоядерном синтезе, и о термоядерной реакции, и о термоядерных исследованиях в целом. Так, в одном слове прячутся сразу несколько возможных словосочетаний, а о чем именно идет речь, собеседники могут понять из контекста.
ТЕРМОЯД [те] и [тэ], -а; м. Проф. Термоядерная реакция, термоядерный синтез. Управляемый т. Реализация лазерного термояда [12].
Общая задача всех термоядерных установок — и токамаков, и стеллараторов, и осесимметричных тороидов — поиск решений по удержанию и стабилизации плазмы. А лингвисты изучают термины и понятия, возникающие в результате открытий и создания новых технологий.
Список источников:
1. Управляемый термоядерный синтез : сборник переводных статей / [Предисл. акад. И. В. Курчатова]. М. : Атомиздат, 1958. С. 7.
2. Азизов Э. А. Токамаки от А.Д. Сахарова до наших дней (60 лет токамакам) // Успехи физических наук. 2012. Т. 182. № 2. С. 203.
3. Там же. С. 204.
6. https://gufo.me/dict/kuznetsov/%D1%82%D0%BE%D1%80
7. https://nplus1.ru/news/2018/05/21/again-Wendelstein
8. Большая российская энциклопедия: https://old.bigenc.ru/physics/text/4165147
9. https://www.atomic-energy.ru/SMI/2022/05/30/125202
10. https://gufo.me/dict/kuznetsov/%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9
12. https://gufo.me/dict/kuznetsov/%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%8F%D0%B4
