«Теоретические работы по атомной и ядерной физике открыли возможность искать новый путь использования атомной энергии в мирных целях, открыли возможность экспериментального развертывания работ по осуществлению управляемых термоядерных реакций — реакций синтеза, или слияния, что является важнейшей, генеральной задачей науки».

Итак, надо научиться возбуждать термоядерные процессы без атомной или какой угодно другой бомбы - в небольших, безопасных масштабах, с тем чтобы выделяющаяся гигантская энергия сделалась доступна контролю, регулированию и, стало быть, техническому, освоению.

Горючим могут служить те же изотопы водорода — дейтерий и тритий, ядра которых способны к знакомым нам реакциям:

Теперь об этом чудесном топливе стоит рассказать поподробнее.

ЧТО ПРЕДСТОИТ ЗАЖЕЧЬ

Тяжелый водород содержится в естественном водороде в довольно значительном количестве— 15,6 килограмма на тонну. В довоенные годы разделение изотопов водорода считалось труднейшей задачей. И. В. Курчатов в одной из своих статей вспоминает, что в ту пору тяжелый водород для научных исследований удавалось добывать буквально граммами. Зато теперь получение дейтерия — дело не слишком сложное. Во всяком случае, оно неизмеримо проще разделения изотопов урана, о котором мы упоминали, обсуждая способы приготовления делящегося ядерного горючего. Ведь разница в весе атомов изотопов водорода весьма велика, а это влечет за собой и заметные различия их физических свойств. В результате тяжелая вода плотнее обычной, точка кипения ее 101,42 градуса Цельсия, а замерзает она при 3,802 градуса Цельсия.

Имеется несколько промышленных путей выделения тяжелой воды из обычной. Удобные методы предложены и для отделения дейтерия от водорода. В Институте физических проблем Академии наук СССР разработан метод разделения изотопов водорода при их глубоком охлаждении. Легкий водород и дейтерий становятся жидкими при разных температурах, и поэтому их отделяют друг от друга перегонкой. Стоимость дейтерия по энергетической ценности уже сейчас в сто раз меньше стоимости угля.

Несколько слов о наиболее эффективном горючем термоядерных реакторов будущего — тритии.

Как вы думаете, сколько его на земном шаре в естественных условиях?

Несколько сот граммов — всего-навсего.

Почему же?

Мы уже говорили, что тритий сильно радиоактивен. За каждые двенадцать лет его запас наполовину тает — распадается. А возобновляется он только за счет того, что атомные ядра азота воздуха то там, то здесь подвергаются бомбардировке нейтронами, появляющимися в космических лучах. Ядро азота, поглотив нейтрон, распадается на ядро углерода и ядро трития.

Сходным путем тритий изготовляют искусственно, но не из азота, а из щелочного металла лития. Об этом мы тоже упоминали.

Потоки нейтронов ядерного реактора направляют на стержни, сделанные из лития-6. Его атомные ядра жадно захватывают нейтроны и расщепляются на ядра трития и легкого гелия. В стержнях накапливается сверхтяжелый водород, который потом выделяют, погружая их в воду.

Особенно удобны для получения трития реакторы с расширенным воспроизводством ядерного горючего — те самые «волшебные печи», из которых вместе с «золой» извлекают новое топливо — плутоний или уран-233. Тритий, как видим, не так уж просто вырабатывать, и поэтому в наши дни он обходится в тысячи раз дороже, чем дейтерий. Но, когда появятся мирные термоядерные реакторы, тритий бесспорно станет гораздо дешевле и доступнее. Ведь при синтезе ядер изотопов водорода будут неизбежно освобождаться нейтроны, которые станут излучаться реактором. Эти нейтроны предложено «размножать» в таком материале, как, например, бериллий, свинец, висмут (атомное ядро таких элементов легко поглощает быстрый нейтрон, но тут же выпускает взамен два медленных нейтрона).