|
Слева, повыше гелия-4 расположились: обычный водород, тяжелый водород (дейтерий) и сверхтяжелый водород (тритий). Напомним, что ядро дейтерия (дейтон) вмещает протон и нейтрон, ядро трития — протон и два нейтрона.
Какими путями взаимодействуют перечисленные легкие атомные ядра?
Стремясь к большей устойчивости, они в результате парных соударений могут перестраиваться следующим образом:
Как видите, самым кратковременным взаимодействием, дающим к тому же весьма большой выход энергии, является слияние дейтона с ядром трития. Отсюда ясен и простейший способ возбудить на Земле термоядерный взрыв. Смесь тяжелого и сверхтяжелого водорода достаточно разместить вокруг запала, состоящего из обычной урановой или плутониевой бомбы. Когда запал взорвется, под влиянием развившейся огромной температуры ядра изотопов водорода сольются в ядра гелия-4, излучая колоссальную энергию.
По всей вероятности, именно таким был термоядерный взрыв, произведенный американцами в 1952 году под шифрованным наименованием «Майк». Испытания прошли на атолле Эниветок в Тихом океане (Маршальские острова). Там была устроена громоздкая, тяжеловесная 65-тонная установка, собранная на высоком металлическом основании. Тритий (который не добывается в природе, а вырабатывается из лития путем облучения его нейтронами) американцы готовили в специальных реакторах у реки Саванны, в штате Южная Каролина. Строительство этого предприятия обошлось в баснословную сумму — почти в полтора миллиарда долларов.
Взрыв оказался в 25 раз мощнее атомных. Он смел с лица Земли остров длиной в 5 и шириной в 1,5 километра.
И тем не менее этой термоядерной «башне» было еще очень далеко до настоящей водородной бомбы.
Ведь башню не поднимешь в воздух, не сбросишь на цель.
Однако вернемся к нашему рассказу.
Смесь дейтерия с тритием — горючее, не очень подходящее для бомбы. Сверхтяжелый водород трудно изготавливать. Кроме того, он сильно радиоактивен — в течение 12 лет наполовину распадается.
Чтобы уменьшить количество необходимого трития, его можно использовать не в качестве основного горючего, а лишь для усиления уранового запала, чтобы открыть возможность соединения дейтонов (первая и вторая реакция, стр. 128), а также взаимодействию дейтонов с протонами (ускоренная вторая ступень протонно-протонного солнечного конвейера). На этом принципе мыслима термоядерная бомба с запалом из урана или плутония, вокруг которого находится смесь дейтерия и трития, служащая как бы продолжением запала, и поверх всего этого — основное термоядерное горючее: смесь дейтерия с водородом.
Однако и в такой системе хоть и в малых дозах, но остался необходимым дорогостоящий и неудобный тритий.
РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ЛИТИЯ
Продолжив наш график немного вправо, мы увидим правее самого нижнего ядра (гелия-4) ядра лития, причем помещаются они намного выше. Значит, альфа-частицы гораздо устойчивее ядер лития и, следовательно, превращение лития в гелий тоже даст выделение энергии.
Существует два изотопа лития — с массовыми числами 6 и 7.
В тонне природного металла первого изотопа содержится только 74 килограмма. Остальное составляет литий-7. Однако разделение изотопов лития вполне доступно современной технике..
Эти новые элементы термоядерного горючего способны взаимодействовать следующим образом:
Чтобы реализовать написанные реакции и освободить внутриядерную энергию, достаточно в наружной оболочке добавить к дейтерию и водороду литий. Можно пойти и дальше: ввести литий в запал. Тогда добавлять к содержимому бомбы тритий уже не потребуется, ибо он станет вырабатываться из-за бомбардировки лития-6 нейтронами. Они в большом количестве выделяются при взрыве атомного запала — во время цепной реакции деления ядер урана или плутония, а чуть позднее — при взаимодействии дейтонов. |