Станислав Пестов - Бомба. Тайны и страсти атомной преисподней

Вызывает лишь удивление та ирония, с которой отнеслись к этому результату некоторые физики Лос-Аламоса. Так, один из них высказался в том смысле, что «испытание «Джордж» было скорее игрой на публику, чем подлинным экспериментом, ибо каждый специалист заранее знал, что такое устройство наверняка сработает хорошо; использование здоровенной атомной бомбы для инициирования реакции в небольшом пузырьке с дейтерием и тритием напоминало применение доменной печи для поджигания спички».

Возможно, в отношении масштабов это и верно, но, во-первых: едва ли не впервые наблюдалась рукотворная термоядерная реакция, а во-вторых: она подтвердила теоретические задумки.

Конечно, в лабораторных опытах можно наблюдать единичные акты слияния ядер изотопов водорода, но их энергия несравнима с той, которая выделилась в опыте «Джордж» — 25 ктн дала смесь нескольких граммов дейтерия с тритием.

Если вспомнить, что первая урановая бомба с весом заряда около 60 кг выделила энергии вдвое меньше, то ирония выглядит более чем неуместно.

В сентябре 1951-го американцы принимают решение строить термоядерную двухступенчатую бомбу, где горючим будет жидкий дейтерий, а сжатие обеспечивается мощным потоком радиации.

Чистый дейтерий в сжиженном состоянии больше устраивал теоретиков — расчеты по его сжатию и горению много проще, чем в соединении дейтерия с литием. Но для инженеров и конструкторов жидкий дейтерий становится невыносимой головной болью — он должен охлаждаться до температуры около минус 250 градусов. Значит, нужна криостатная система большой мощности и размера. Охлаждающая жидкость — обычный водород, его производили на специально построенном для этого заводе — неподалеку, на островке тихоокеанском Эниветок.

Само термоядерное устройство «Майк» располагалось на соседнем коралловом рифе. Оно было высотой с двухэтажный дом и весило 64 тонн. Такая громада и вес становились неизбежными из-за жидкого дейтерия, но что поделаешь — в свое время американские ядерщики не озаботились производством изотопа лития-6, который в соединении с дейтерием давал твердую соль, что делало ненужным глубокое охлаждение с криостатом и целым заводом. Не потребовалась бы тогда и уникальная гигантская оболочка для «Майка», а также многое другое, что отнимало силы и время.

А трудности при конструировании оказались и без того гигантскими. Прежде всего, в результате расчетов выяснилось, что, хотя поток рентгеновского излучения сравним по плотности с потоком сплошного металла, тем не менее он не сумеет передать давление для имплозии из-за кратковременности своего воздействия — нужно было как бы «растянуть» во времени действие излучения.

Выход нашелся с помощью промежуточной среды из полиэтилена, которая поглощала прямые рентгеновские лучи от бомбы деления. Так как у атомов полиэтилена (водород, углерод) небольшое число электронов, то они начисто лишались их под действием рентгена. Полиэтилен превращался в плазму, причем весьма «горячую». Плазма в свою очередь так же начинала излучать рентген, но более «мягкий» (более длинноволновый) и с нужной растяжкой по времени. Любая плазма излучает и тем интенсивнее, чем она горячее. Полиэтилен, таким образом, превращался в «плазменный генератор».

С точки зрения конструкции (да и по существу) первый термоядерный заряд напоминал гигантский термос, как это показано на схеме. Надо сразу отметить, что схема весьма и весьма условна, там сделаны несуществующие разрезы, не показан ряд деталей, затемняющих наглядность и сущность главных физических процессов. Не показан здесь и термостат для охлаждения жидкого дейтерия.

В первой ступени — бомбе деления — показана половинка атомного заряда. Здесь — царство сферической симметрии, которой подчинены формы ядра, толкателя, взрывчатка. Во второй ступени — царство симметрии цилиндрической, начиная от оболочки, кончая урановым толкателем и запалом. Жидкий дейтерий (потом его место займет дейтерий лития) находился между толкателем и запалом. Защитный экран разделял два царства симметрии, его задача — защитить вторую ступень от прямого воздействия продуктов взрыва первой ступени. В центре экрана — нейтронная трубка, по которой «горячие» нейтроны напрямую поступают в запал.

Эдвард Теллер весьма расстарался и придумал этот самый запал, который существенно улучшал полноту и эффективность взрыва. Запал изготавливали из урана-235 в виде полого стержня. Радиация, которая сжимала урановый толкатель и соответственно дейтерий (дейтерий лития), сдавливала и запальный стержень, чтобы создать критическую массу урана-235.

Нейтроны для деления появляются от первой ступени, через нейтронную трубку. Эти нейтроны достаточно энергичны, чтобы развалить множество ядер урана.

Итак, в самом начале возникают два процесса ядерного деления — в первой ступени, которую называют еще «инициатором» и (с ее помощью) в стержне второй ступени, который по аналогии с автомобильным двигателем именуют «запальной свечой». Нейтроны, появляющиеся при делении запала, проникают в дейтерий лития и превращают литий в тритий. А тритий, как уже известно, охотно вступает в реакцию синтеза с дейтерием — для этого нужна температура «всего лишь» в 100 млн градусов, а не 400 миллионов, как для реакции слияния дейтерия с дейтерием.

Итак, тритий — очень дорогой, весьма радиоактивный и быстрораспадающийся изотоп водорода (что требовало бы частой его замены) — для такого термоядерного заряда не нужен, он образуется на «месте».

Чуть раньше, чем началось деление запала, рентгеновское излучение от первой ступени с помощью линз и зеркал (на схеме не показаны) доходит до оболочки, покрытой толстым слоем полиэтилена. Этот поток изображен на схеме прямыми лучами.

Полиэтилен превращается в горячую плазму, которая переизлучает более «мягкий» рентген, на схеме он обозначен волнистыми стрелками. Как-то трудно, почти невозможно поверить, что невесомое излучение способно так необычайно сжать тяжелый урановый цилиндр, как не под силу самой мощной взрывчатке направленного действия. В повседневной жизни почти никому не приходится встречаться с давлением света — оно настолько мало, что, пожалуй, еще менее ощутимо, чем воздействие естественного спутника Земли, описанное в некой диссертации под названием «Влияние Луны на яйценоскость удава».

С ярко выраженным давлением солнечного света приходится встречаться в основном тем, кто наблюдает кометы, чьи хвосты и образованы как раз давлением излучения Солнца. Эти хвосты (слово «комета» и означает «волосатый хвост») всегда направлены от Солнца и, бывает, что кометы летит хвостом вперед, когда удаляется от нашей звезды.