Люди и атомы

Лоуренс Уильям Л.

Так как и тот, и другой материал может быть покрыт другими металлами или пластмассой или ему может быть придана любая форма, следует обращать особое внимание на предметы, которые слишком тяжелы для своих размеров. Величина кусков невелика, и их можно унести в кармане.

Устройство типа орудийного ствола может быть сделано из стали. Диаметр канала в таком стволе не менее двух и не более десяти дюймов. При таких размерах канала внешний диаметр орудийного ствола будет минимум пять и максимум двенадцать дюймов. Оба конца ствола могут быть закрыты замковыми устройствами, так что канал ствола не будет виден. Орудийную

трубку и два замка можно перенести как три отдельные части; в этом случае внутренний канал будет виден. Расщепляющееся вещество для такого орудия может быть спрятано внутри, обычно на концах орудийного ствола, или же находиться в отдельных пакетах.

Все устройство можно представить в виде орудийного ствола, с помощью которого снарядом из расщепляющегося вещества стреляют в снаряд-втулку из расщепляющегося вещества, находящегося в дульном срезе орудия. Длина всего устройства не превышает двух с половиной футов.

Куски взрывчатых веществ для имплозии, очевидно, будут сделаны такой формы, что могут стать частью шарообразной поверхности. Большинство сильно взрывчатых веществ — бежевого цвета, маслянистые на ощупь и вдвое тяжелее равного объема воды».

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

Водородная бомба

ГЛАВА 22

Нас катапультировали в водородный век

С теоретической точки зрения создание водородной бомбы не явилось секретом. Принципы ее устройства были известны задолго до создания атомной бомбы. В течение многих лет теоретическая физика предсказывала, что при определенных условиях легкие элементы, такие, как водород, могут синтезироваться с освобождением колоссального количества энергии.

Еще за месяц до открытия деления урана профессор Ганс Бете из Корнельского университета создал первую логичную теорию происхождения солнечной энергии. Согласно этой теории солнечная энергия в виде света и тепла выделяется в результате превращения четырех атомов водорода в один атом гелия со скоростью расхода 500 миллионов тонн водорода в секунду. При этом получается 496 миллионов тонн гелия. Энергия, высвобождаемая в течение каждой секунды в ходе реакции, эквивалентна энергии, содержащейся в 12 квадриллионах тонн угля, что в миллион раз превышает все угольные запасы Соединенных Штатов.

Хотя все это было хорошо известно, ученые были уверены, что при тогдашнем уровне знаний эта огромная сокровищница космической энергии останется навсегда за пределами досягаемости человека. Для ядерного синтеза водорода требуется температура в 20 млн.°С, в то время как самая высокая температура, которую можно было получить на Земле, равнялась примерно 6000° С. У нас был громадный запас космического топлива — водорода, но, к сожалению, не было спички, чтобы зажечь его: ни одна спичка не могла бы дать пламя по крайней мере в 20 млн.° С.

Когда ученые Лос-Аламоса, одним из руководителей которых был Бете, работали над созданием атомной бомбы из урана-235 или плутония, они знали, что успех в создании атомной бомбы даст им ключ к космической сокровищнице энергии синтеза, до сих пор являющейся монополией Солнца и звезд. Эксперименты и расчеты показывали, что

при взрыве атомной бомбы из урана-235 или плутония развивается температура в 55 млн.°С, что в три раза выше температуры в центре Солнца. Наконец- то удалось найти «спичку», способную зажечь космический огонь ядерного синтеза!

Это означало также, что усовершенствованная атомная бомба может служить детонатором для взрыва гораздо более мощной водородной бомбы, взрывная мощность которой практически неограниченна.

Однако между Солнцем и атомной бомбой была существенная разница, которая казалась непреодолимым препятствием на пути осуществления ядерного синтеза на Земле. Внутри Солнца температура в 20 миллионов градусов поддерживается постоянно, поэтому процесс синтеза гелия идет с постоянной скоростью. Хотя температура внутри атомной бомбы в три раза выше, чем в центре Солнца, она удерживается в течение времени, совершенно недостаточного для превращения обычного водорода в гелий. Это все равно, что зажигать сигарету на ветру, когда у вас всего одна спичка: если ветер достигает ураганной скорости, то совершенно ясно, что вы не успеете зажечь сигарету. Этот неумолимый фактор времени с самого начала заставил ученых прийти к выводу, что на Земле нельзя осуществить процесс синтеза, происходящий на Солнце с обычным водородом, атомный вес которого равен единице.

В январе 1950 г. своим приказом «продолжать работу» президент Трумэн фактически предписывал Комиссии по атомной энергии выяснить возможность создания водородной бомбы.

Исследования в Лос-Аламосе в 1944 и 1945 гг. показали, что можно осуществить ядерную реакцию синтеза лишь соединением двух тяжелых изотопов водорода — дейтерия (водород с атомным весом 2) и трития (водород с атомным весом 3).

Это сразу же создало большие трудности, так как тритий не существует в природе и для его создания необходимы затраты больших средств и дорогих стратегических материалов. Так, для производства одного килограмма трития требуется восемьдесят килограммов плутония — расщепляющегося элемента, искусственно созданного для атомной бомбы.

Дело осложнялось еще и тем, что тритий — это радиоактивный элемент с периодом полураспада 12 лет. Другими словами, один килограмм трития в 1958 г. превратится в полкилограмма в 1970 г. Другое серьезное препятствие заключалось в том, что как дейтерий, так и тритий не может быть синтезирован в обычном для него газообразном состоянии, а должен быть сначала превращен в жидкое вещество. Жидкий же водород кипит (т. е. превращается в газообразное состояние) при температуре минус 253° С и давлении одна атмосфера. Для превращения в жидкость его следует охладить в жидком воздухе при температуре минус 192° С и давлении 180 атмосфер.

Транспортировать газообразный водород можно только в герметическом баллоне, находящемся внутри сосуда с жидким воздухом. Эти требования создавали большие трудности при его производстве, транспортировке и хранении.

Создавалось парадоксальное положение. Перед синтезом двух разновидностей водорода, который происходит при температуре выше 50 млн.°С, эти вещества следует охладить до температуры, близкой к абсолютному нулю! Естественно, возникал вопрос: удастся ли сохранить вещество в жидком состоянии даже в течение одной миллионной доли секунды при температуре 50 млн.°С, необходимой для синтеза?