Заключение . В свете современных данных процессы расщепления урана, открытые Ганом и Штрассманом, могут быть использованы для производства больших количеств энергии. Наиболее надежным путем создания реактора, способного производить большое количество энергии, является обогащение ураном-235. Чем выше степень обогащения, тем меньшим по размерам можно сделать реактор. Обогащение ураном-235 — единственная возможность создать реактор, объем которого будет заметно меньше одного кубического метра. Более того, обогащение — единственный метод изготовления взрывчатого вещества силой, на несколько порядков величины превышающей все до сих пор известные.
Однако что касается производства энергии, то в этом случае возможно применение обычного необогащенного урана при условии, что уран будет использоваться совместно с другим веществом, замедляющим, но не поглощающим нейтроны, испускаемые ураном. Вода непригодна для этой цели. Исходя из существующих данных можно полагать, что подходящими окажутся тяжелая вода и чрезвычайно чистый графит. Даже ничтожные примеси приведут к полной невозможности получения энергии.
Гейзенберг предупреждал также, что реактор явится исключительно мощным источником опасного нейтронного и гамма-излучения.
Как показал в 1932 году американский ученый Юри, в водороде, выделяющемся при электролитическом разложении воды, содержится в 5—6 раз меньше тяжелого водорода — дейтерия, — чем в воде, остающейся в баллоне для электролиза. Однако, чтобы получить один литр тяжелой воды с концентрацией 99%, потребуется разложить сто тысяч литров обычной воды, если электролиз производить в одной ступени. Поэтому на практике так никогда не делается, тяжелую воду получают путем использования нескольких последовательных ступеней электролиза; обогащенная вода из первой ступени заливается во вторую, где она обогащается в еще большей степени, затем — в третью и так далее.
Тяжелая вода, о которой уже не раз говорилось на страницах этой книги, по целому ряду технических соображений является идеальным веществом для замедления нейтронов до таких скоростей, что ядра урана-238 уже не захватывают их, но в то же время скорость нейтронов остается достаточной для расщепления ядер урана-235. Как явствует из самого названия, удельный вес тяжелой воды больше, чем обычной. Поскольку в молекуле тяжелой воды D20 вместо двух атомов обычного водорода содержатся два атома тяжелого водорода — дейтерия, удельный вес последней на 11% выше, чем легкой воды. В ядре дейтерия дополнительно содержится нейтрон, в то время как в ядре обычного водорода содержится только один протон.
Точка замерзания тяжелой воды соответствует не 0°С, а 3,81° С, температура кипения при нормальном давлении равна 101,42° С.
Когда разразилась война, во всем мире только одна фирма — Норвежская гидроэлектрическая компания — выпускала в коммерческих масштабах тяжелую воду, которая была побочным продуктом получаемого электролизом водорода. Завод, являвшийся, по словам одного немецкого физика, «шедевром норвежской техники и науки», был расположен в Веморке, близ Рьюкана, в Южной Норвегии.
Здесь, ниже гигантского водопада Рьюкан-Фосс, в гранитном здании электростанции, примостившейся у крутого склона, работали гидрогенераторы постоянного тока общей мощностью 120 тысяч киловатт. Электроэнергия на этой станции обходилась очень дешево, и львиная доля ее направлялась прямо в здание электролизного производства, расположенное на том же выступе скалы, что и сама электростанция.
Как уже говорилось, обычный процесс электролиза очень неэкономичен, так как значительная часть дейтерия при этом пропадает впустую, уходит вместе с водородом. Поэтому Норвежская гидроэлектрическая компания в 1934 году усовершенствовала последние три из девяти ступеней электролиза. Усовершенствование заключалось в установке на последних трех ступенях устройств для сжигания в кислороде обогащенного дейтерием водорода, выделяющегося при электролизе в этих трех ступенях. При сжигании получалась обогащенная вода, и ее вновь направляли на электролиз, но в более ранние ступени, где концентрация тяжелой воды была примерно той же самой. Обычный водород, получаемый в первых шести ступенях, поступал на завод синтетического аммиака. Этот завод являлся первым норвежским предприятием по изготовлению искусственных удобрений.
Однако концентрация тяжелой воды на девяти ступенях электролиза повышалась далеко не достаточно, всего лишь до 13%. Для получения почти чистой тяжелой воды обогащенная вода направлялась на завод высокой концентрации, спроектированный профессором Лейфом Тронстадом и доктором Йомаром Вруном. Здесь концентрация тяжелой воды электролитическим способом повышалась до 99,5%.
Читать дальше