Мир на пике – Мир в пике

Анпилогов Алексей Евгеньевич

Кипятильник не нужен. Если у тебя есть термоядерный реактор на реакции D+T, то ты наработаешь себе и немножко трития, и «трошечки, тільки для себе» дейтерия на будущее. И плутония. И тория. И урана. Да и вообще — всю таблицу Менделеева.

Такой химерный реактор на реакции деления тяжелых ядер и на реакции синтеза ядер легких и будет тем философским камнем, который позволит получить энергию из всего того, из чего энергию можно в принципе получить.

[104]

104

Clarium est — Ясно, понятно.

Философский

камень и рог изобилия заказывали?

Да, я тут нашел… в головешках от термоядерного пожара последней сверхновой и Большого Взрыва.

Дейтерия же, которого у нас 10¹³ тонн только в гидросфере (0,015 % от легкой воды составляет тяжелая вода), нам хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет. Поэтому вначале мы должны зажечь реакцию дейтерий+тритий (D+T), а потом, при первой же возможности, перейти на так называемое «монотопливо», то есть на реакцию на чистом дейтерии (D+D), которая и должна стать основной термоядерной реакцией будущего.

Хорошо, скажут читатели, изотопы для реакции вроде есть, термоядерные чайники хоть и большие, но в общем-то — физически понятные. Но вот почему у нас нет до сих пор мирного термояда?

Рассказываю. Дело не в физике. Дело в нас самих — в психологической инерции нашего мышления и в наших современных социальных системах.

Все финансирование проекта ITER сейчас — всего около 15 млрд долларов. На фоне мировых расходов на нефть, газ или на уголь — это мизер. Это мизер даже по сравнению с солнечной и ветряной энергетикой, на которые уже тратят по всему миру триллионы долларов.

Если читатели в свое время смогли ознакомиться циклом уроженца Гомельской губернии, а теперь — Смоленской области, писателя-фантаста Исаака Озимова «Основание», то они, конечно, помнят историю о поисках Второго Основания. Для тех же, кто пока не прочитал данное произведение Айзека Азимова, — краткий конспект. Без спойлеров, понятное дело.

Во время крушения Старой Империи ее ученые, предвидя скорый крах цивилизации, основывают на краю Галактики «спасательную шлюпку», которая должна сохранить технологии и знания для людей будущего. Шлюпку называют «Основание» и размещают на захолустной планете на краю Галактики, лишенной каких-либо значимых природных ресурсов. Однако именно такое уединенное и безнадежное положение заставляет жителей Основания сохранять и умножать технологии Империи, которые позволяют им выжить на их бедной планетке. Империя рушится, и Основание понемногу начинает собирать планеты Старой Империи в кучу. И со времен Старой Империи остались обрывки записей, что «где-то на другом конце Галактики находится Второе Основание». Вся третья книга цикла Азимова посвящена именно безуспешным поискам Второго Основания, которое производят все главные герои. На роль «другого конца Галактики» претендуют самые разные планеты, но в итоге все поиски заканчиваются ничем.

И главная причина, по которой никакой член Первого Основания не может обнаружить истинное местоположение Второго, — это иной склад ума. Ведь Первое Основание жило и развивалось под руководством физических ученых, а не психологов. Ну а физики отнюдь не привыкли видеть все с социальной точки зрения и просто искали Второе Основание совсем не там, где оно располагалось по факту.

Похожая проблема есть у нас и с термоядерной энергией.

Я не открою для многих «физиков» великой тайны, если скажу, что проблема термоядерной энергии — это проблема социальная. Ведь и в самом деле, вопрос термоядерной реакции и ее принципиальной осуществимости не лежит в плоскости «доказано / не доказано». И доказано, и показано, и взорвано. Более того — сейчас термоядерный заряд можно сделать очень маленьким и очень компактным, мощностью всего в несколько десятков килотонн.

В нашем представлении термоядерные заряды обычно ассоциируются с громадными мощностями, заданными гигантами вроде «Царь-бомбы» (более 57 мегатонн) или «Кастл Браво» и «Майк» (более 10 мегатонн

каждый). Это именно так и было — в начале развития термоядерного оружия. Связан такой гигантизм термоядерных изделий с тем неприятным фактом, что все межконтинентальные баллистические ракеты и другие средства доставки тогда были немного «подслеповаты», и недостаток точности попадания первых ракет конструкторы компенсировали вот такими здоровенными молотками, как знаменитая «Кузькина мать» — она же «Царь-бомба».

[105]

В целом же современный термоядерный заряд может быть достаточно скромного размера. Его минимальная мощность определяется скорее не самим термоядерным оружием, а «зажигалкой» — инициирующим ядерным зарядом и «стаканом бензина» — плутониевым запальным стержнем, расположенным в середине «бочки» с термоядерным горючим. В роли термоядерного горючего в современных бомбах выступает смесь дейтерия (уже знакомого нам изотопа ²H) и изотопа лития ⁶Li, который используется в современных термоядерных боеприпасах как замена весьма неудобного и капризного трития — изотопа ³H. Как мы помним, из лития-6 произвести тритий проще простого — было бы нейтронов побольше.

105

Vade in pace — Иди с миром.

В чем проблема дейтерия и трития, и что решает нам литий-6?

Во-первых, при нормальной температуре и давлении все изотопы водорода — газы. Ни для бомбы, ни для электростанции это не особо удобно. Химическое же соединение лития с водородом — дейтрид лития ⁶LiD представляет собой белый кристаллический порошок.

Кроме того, сам по себе дейтрид лития совершенно не радиоактивен.

Во-вторых, при использовании дейтрида лития отпадает потребность в дефицитном и радиоактивном тритии, поскольку этот необходимый для термоядерной реакции изотоп синтезируется прямо в бомбе, из ⁶Li. Реакция тут простая и, что приятно, тоже идет с выделением энергии:

Ну а затем, уже после образования трития из лития, нахватавшегося нейтронов от ядерной «зажигалки» и от плутониевого «стакана с бензином», у нас запускается и основная, уже знакомая нам реакция «дейтерий-тритий» (D+T), которая тоже поддает жару в общий выхлоп по энергии:

Надо сказать, что советскую идею с дейтридом лития даже американцы смогли воспроизвести отнюдь не сразу. Первые американские термоядерные бомбы были с жидким дейтерием, который, ожидаемо, американцы были вынуждены охлаждать до температуры, близкой к абсолютному нулю.

Первый американский «Майк», взорванный ими 1 ноября 1952 года, был скорее не бомбой, а «домом, наполненным жидким водородом».

Назвать бомбой 74-тонное американское устройство можно было с большим трудом. «Майк» представлял собой громоздкое устройство размером с двухэтажный дом, да еще и с кучей дополнительных устройств вокруг, которые должны были обеспечивать подачу водорода при температуре чуть выше нуля градусов Кельвина.

Однако в «Майке» уже был реализован замечательный принцип, который потом позволит делать термоядерные бомбы и сколь угодно большими, и достаточно маленькими.