Моисей Нейман - Термоядерное оружие

В принятых на XX съезде КПСС директивах по шестой пятилетке говорится о задачах мирного применения атомной энергии: «Значительно расширить в шестой пятилетке применение атомной энергии в мирных целях. Построить в течение 1956–1960 годов атомные электростанции общей мощностью 2–2,5 миллиона киловатт. Сооружение атомных электростанций производить в первую очередь в районах, не имеющих собственной топливной базы. Развернуть работы по созданию атомных силовых установок для транспортных целей. Построить ледокол с атомным двигателем. Всемерно развивать работы по дальнейшему использованию радиоактивных излучений в промышленности, сельском хозяйстве и медицине, в частности, для контроля за качеством материалов, для управления производственными процессами и автоматического регулирования этих процессов, а также для диагностики и лечения различных болезней. Шире использовать применение меченых атомов в научно-исследовательских работах. Значительно увеличить производство дозиметрической и радиометрической аппаратуры, приборов контроля и управления».

Использование атомной энергии в десятки раз увеличит энергетические ресурсы человечества и в случае ее широкого применения для мирных целей поможет значительно ускорить движение нашей страны и всего лагеря социалистических стран к заветной цели — построению коммунистического общества.

В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед наукой, является задача дальнейшего расширения энергетических ресурсов и, в частности, разработка методов проведения управляемых термоядерных реакций с целью их использования для мирных целей. Разрешение этой задачи неизмеримо расширит ресурсы энергии, так как запасы водорода и других легких элементов на земле практически неисчерпаемы.

При всей грандиозности запасов энергии, таящихся в естественных расщепляющихся материалах — в уране и тории (эти запасы превышают примерно в 17, а по другим данным — в 40 раз наличные запасы угля, нефти и газа), они все же ограничены. Кроме того, добыча, обогащение и приготовление делящегося ядерного горючего сопряжены со значительными трудностями. При оценке запасов энергии синтеза легких ядер речь идет поистине об астрономических цифрах. В самом деле, в гидросфере (в океанах, морях, озерах, реках и т. п.), масса которой равна 1 400 миллионов миллиардов тонн (1,4∙10 18 т ), содержится почти 25 000 млрд. т дейтерия, а при превращении всего одного грамма дейтерия в гелий выделяется энергия в 100 тыс. квт-ч . Достаточно сказать, что всего 6% энергии первого (и наиболее слабого) из произведенных до сих пор термоядерных взрывов хватило бы для прорытия Панамского канала, где пришлось вынуть 183 млн. м 3грунта.

Мирному применению термоядерных реакций способствует также то обстоятельство, что, в отличие от реакции деления урана, продукты синтеза легких ядер (в основном Не 4) нерадиоактивны. Однако выделяющиеся нейтроны, поглощаясь окружающим веществом, могут привести к радиоактивному отравлению среды.

Следует, однако, ясно себе представить, что задача овладения термоядерными реакциями для мирных целей не является простой и легко разрешимой. Термоядерная реакция даже в смеси дейтерия с тритием начинается при температурах порядка нескольких миллионов градусов. Термоядерные реакции с участием других элементов идут при еще более высоких температурах. Не существует таких материалов, из которых можно было бы изготовить аппаратуру, работающую при столь высоких температурах. Это является одной из причин, затрудняющей проведение термоядерных реакций в больших масштабах для практического использования энергии, выделяющейся при этих реакциях. Тем не менее в СССР, США и Англии ведутся научно-исследовательские работы, имеющие своей целью изыскать пути для проведения управляемых термоядерных реакций.

Пока запалом для возбуждения термоядерных реакций служит только атомная бомба, которая сама обладает огромным разрушительным действием, трудно говорить о мирном применении термоядерных реакций. Не исключены, однако, другие методы, позволяющие поднять температуру настолько, чтобы могли происходить термоядерные реакции. Бóльшая часть работ, ведущихся в этом направлении в капиталистических странах, засекречена.

Рассмотрим в качестве примера два метода, предложенные для проведения управляемых термоядерных реакций, которые описаны в литературе.

В США предложено получать высокие температуры для осуществления термоядерных реакций путем столкновения ударных волн. Мы знаем, что во фронте ударной волны температура и давление резко повышаются. Столкновение ударных волн способствует еще большему повышению температуры и давления. Температура может быть резко повышена также, если направлять ударные волны через суживающуюся коническую трубку, фокусируя энергию в самом узком месте сечения. Теория показывает, что этим методом можно поднять температуру очень высоко. Однако чем ýже трубка, тем быстрее тепло передается стенке, что, разумеется, снижает температуру газа. В настоящее время этим методом удалось получать в течение короткого времени температуры около 30 000 градусов, что, конечно, недостаточно для проведения термоядерных реакций. Все возможности этого метода еще далеко не использованы и опыты по его усовершенствованию продолжаются.