Термоядерная бомба и дейтерид лития

Наш ком­мен­та­рий к выступ­ле­нию В.Е. Фор­то­ва

О том, что при реак­ции соеди­не­ния ядер тяже­лых изо­то­пов водо­ро­да – дей­те­рия и три­тия – долж­на высво­бо­дить­ся энер­гия, во мно­го раз боль­шая, чем при рас­па­де ядер ура­на, зна­ли намно­го рань­ше, чем нача­лись рабо­ты по созда­нию водо­род­ной бом­бы. Но на пути это­го пре­вра­ще­ния лежа­ло одно нераз­ре­ши­мое, каза­лось, про­ти­во­ре­чие. Для того что­бы смог­ли слить­ся ядра дей­те­рия и три­тия, нуж­на тем­пе­ра­ту­ра поряд­ка 50 млн гра­ду­сов. Но для того что­бы реак­ция пошла, нуж­но еще, что­бы ато­мы столк­ну­лись. Веро­ят­ность тако­го столк­но­ве­ния (и после­ду­ю­ще­го сли­я­ния) тем боль­ше, чем плот­нее «упа­ко­ва­ны» ато­мы в веще­стве. Рас­че­ты пока­за­ли, что это воз­мож­но толь­ко в том слу­чае, если веще­ство нахо­дит­ся хотя бы в жид­ком состо­я­нии. А изо­то­пы водо­ро­да ста­но­вят­ся жид­ко­стя­ми лишь при тем­пе­ра­ту­рах, близ­ких к абсо­лют­но­му нулю.

Фото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архива А.Леонтовича
Фото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архи­ва А.Леонтовича

Аме­ри­кан­цы взо­рва­ли пер­вый тер­мо­ядер­ный заряд на атол­ле Эни­ве­ток 1 нояб­ря 1952 г. Одна­ко сле­ду­ет заме­тить, что аме­ри­кан­ская «бом­ба» пред­став­ля­ла собой лабо­ра­тор­ный обра­зец, фак­ти­че­ски «дом, напол­нен­ный жид­ким дей­те­ри­ем», выпол­нен­ный в виде спе­ци­аль­ной кон­струк­ции. В про­ек­те совет­ской водо­род­ной бом­бы, раз­ра­бо­тан­ной груп­пой И.Е. Там­ма и А.Д. Саха­ро­ва, изна­чаль­но рас­смат­ри­ва­лось исполь­зо­ва­ние не жид­ко­го дей­те­рия или тяже­лой воды, а твер­до­го соеди­не­ния дей­те­ри­да лития. Эта идея свя­зы­ва­ет­ся, и без­услов­но пра­виль­но свя­зы­ва­ет­ся, с име­нем В.Л. Гин­збур­га. Как утвер­жда­ет в сво­их вос­по­ми­на­ни­ях один из непо­сред­ствен­ных участ­ни­ков это­го про­ек­та В.И. Ритус, Вита­лий Лаза­ре­вич на его пря­мой вопрос, кто вооб­ще пред­ло­жил исполь­зо­вать имен­но дей­те­рид лития, т.е. твер­дое веще­ство, а не тяже­лую воду, отве­тил: «Я не знаю». Далее он пишет: «Что же каса­ет­ся самой идеи исполь­зо­вать в каче­стве носи­те­ля дей­те­рия твер­дое веще­ство – дей­те­рид лития, а не тяже­лую воду, то в какой-то сте­пе­ни она три­ви­аль­на. Поче­му? Пото­му что в любом хими­че­ском спра­воч­ни­ке или даже Боль­шой совет­ской энцик­ло­пе­дии в ста­тье на сло­во «литий» напи­са­но, что гид­рид лития исполь­зу­ет­ся для без­бал­лон­ной транс­пор­ти­ров­ки водо­ро­да. Ина­че гово­ря, если вы хоти­те пере­вез­ти из одно­го места в дру­гое какое-то коли­че­ство водо­ро­да, то вме­сто того, что­бы вез­ти сжа­тый водо­род в бал­лоне, удоб­нее взять твер­дое веще­ство – гид­рид лития, пере­вез­ти его в нуж­ное вам место, полить его там водич­кой, и один кило­грамм LiH даст вам 2,8 м3 водо­ро­да». Ины­ми сло­ва­ми, свой вклад В.Л. Гин­збург видит в сле­ду­ю­щем: кто-то уже ска­зал, что дей­те­рий нуж­но вно­сить в виде дей­те­ри­да лития – твер­до­го веще­ства, а не в виде тяже­лой воды. Одна­ко основ­ной изо­топ лития 7Li, наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ный в при­ро­де, подав­ля­ет тер­мо­ядер­ную реак­цию. Вита­лий Лаза­ре­вич пред­ло­жил исполь­зо­вать дей­те­рид лития, содер­жа­щий шестой изо­топ лития 6Li, кото­рый охот­но делит­ся ней­тро­ном n + Li – 4Не + t + 4.8 МэВ с выде­ле­ни­ем энер­гии. Более того, обра­зу­ю­щий­ся три­тий всту­па­ет в тер­мо­ядер­ную реак­цию с дей­те­ри­ем и сно­ва с выде­ле­ни­ем энер­гии: t + d – n + 4Не + 17.6 МэВ. Суще­ствен­но при этом, что сече­ние этой реак­ции в 100 раз боль­ше сече­ния dd-реак­ции. Таким обра­зом, пред­ло­же­ние Гин­збур­га состо­я­ло в том, что­бы очи­щать литий от его основ­но­го, седь­мо­го изо­то­па и вно­сить дей­те­рий в виде твер­до­го веще­ства 6LiD. Для реа­ли­за­ции этой идеи в СССР были постро­е­ны заво­ды по раз­де­ле­нию изо­то­пов лития.

Совет­ская водо­род­ная бом­ба на осно­ве 6LiD была взо­рва­на 12 авгу­ста 1953 г. рань­ше, чем аме­ри­кан­ская на атол­ле Бики­ни в 1954 г. Тер­мо­ядер­ным топ­ли­вом в устрой­стве аме­ри­кан­ской водо­род­ной бом­бы слу­жи­ла смесь 40% дей­те­ри­да лития-6 и 60% дей­те­ри­да лития-7. Таким обра­зом, пред­ло­же­ние Вита­лия Лаза­ре­ви­ча, а так­же пред­ло­же­ния Андрея Дмит­ри­е­ви­ча о мето­дах сжа­тия тер­мо­ядер­но­го топ­ли­ва, опе­ре­ди­ли аме­ри­кан­ские иссле­до­ва­ния в этой обла­сти и поз­во­ли­ли СССР достиг­нуть ядер­но­го пари­те­та с США. Сле­ду­ет отме­тить, что оба они счи­та­ли до кон­ца сво­их дней свое уча­стие в этой рабо­те делом пра­виль­ным и нуж­ным для сво­ей стра­ны и сво­е­го наро­да. Это мне­ние неод­но­крат­но выска­зы­ва­лось А.Д. Саха­ро­вым (в том чис­ле и во вре­ме­на пере­строй­ки) при­мер­но в такой фор­ме: в то вре­мя и в той ситу­а­ции это было совер­шен­но необ­хо­ди­мо, ина­че мир мог бы погру­зить­ся в хаос. Моно­поль­ное обла­да­ние тер­мо­ядер­ным ору­жи­ем дает огром­ное пре­иму­ще­ство над осталь­ным миром и тем самым явля­ет­ся огром­ным соблаз­ном.

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
2 Цепочка комментария
0 Ответы по цепочке
0 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
2 Авторы комментариев
СтаниславНиколай Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Николай
Николай

Самый страш­ный сон – ядер­ная вой­на.

Станислав
Станислав

Спа­си­бо, инте­рес­ная исто­рия.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: