Под знаком кванта.

Положение сильно изменилось после 15 июня 1940 г., когда Филипп Абельсон и Эдвин Макмиллан сообщили, что при облучении урана-238, по-видимому, образуется делящийся изотоп нового трансуранового элемента, названный впоследствии плутонием-239. Поскольку плутоний можно отделить от урана химическими методами, то проблема разделения изотопов тем самым устраняется. Джеймсу Чэдвику следствия этой работы казались настолько очевидными, что он послал в США официальный протест против публикации такого рода исследований в открытой печати. Его беспокойство имело основания: в июле 1940 г. Карл фон Вейцзеккер в Германии уже понимал, что уран-235 в атомной бомбе можно заменить плутонием-239, а вскоре к тому же выводу пришел и Фриц Хоутерманс. Несколько раньше, 27 мая 1940 г., в США на значение ²³⁹Pu обратил внимание Луис Тёрнер в представленном секретном тогда докладе. (Именно в это время все публикации по проблеме урана в США были запрещены.)

Раньше других реальную возможность сделать атомную бомбу осознали в Англии, и там же (Фриш, Пайерлс, Перрен и Чэдвик) в 1939—1940 гг. были сделаны первые оценки ее критической массы. Именно эти работы в значительной мере повлияли на решение правительства США от 6 декабря 1941 г. начать работы по созданию атомной бомбы. 16 июля 1945 г. в 5 ч 30 мин утра была взорвана первая из них. К концу этого года их было уже около двухсот.

Атомная бомба — это просто-напросто кусок урана-235 или плутония-239, а весь ее секрет — в трудности выделения этих делящихся изотопов. Минимальная масса атомной бомбы определяется критическими размерами куска урана или плутония, то есть такими размерами куска, в котором уже возможна цепная реакция, несмотря на то, что часть нейтронов уходит через его поверхность. Поскольку, в отличие от атомного реактора, в бомбе нет урана-238, поглощающего нейтроны, то надобность в замедлителе отпадает и поэтому объем ее не превышает одного литра. Критическая масса шарообразного куска урана-235 равна 47,8 кг, плутония-239 — всего 9,65 кг. Массу этих шаров можно значительно уменьшить, если предварительно сжать их с помощью обычной взрывчатки.

Для взрыва атомной бомбы достаточно соединить вместе ее части, размеры каждой из которых меньше критических. Мощность атомных бомб, сброшенных на Хиросиму (около 20 кг урана-235) и Нагасаки (около 5 кг плутония-239), эквивалентна взрыву 13 и 21 тыс. тонн тринитротолуола соответственно. В первом случае «сгорело» 0,7 кг урана, во втором — 1,2 кг плутония, масса бомб уменьшилась на 0,7 г и 1,2 г соответственно, температура при взрыве превысила температуру в центре Солнца, а грибообразное облако радиоактивного праха поднялось до высоты 15 км.

В современных ядерных бомбах, кроме энергии деления, используют энергию синтеза ядер дейтерия и трития по схеме

d + t→⁴He + n + 17,6 МэВ.

Идею такой «водородной бомбы» еще в феврале 1942 г. обсуждали Ферми и Теллер, а в 1952 г. она уже была взорвана.

В водородной бомбе обычная плутониевая бомба служит запалом: при ее взрыве температура достигает 100 млн. градусов — в семь раз больше, чем в центре Солнца. При такой температуре два ядра изотопов водорода уже могут преодолеть кулоновский барьер отталкивания и слиться в ядро гелия, выделив при этом огромную энергию: при «горении» смеси дейтерия и трития освобождается энергии в три раза больше, чем при «сгорании» урана-235 равной массы.

В реальных конструкциях водородного (или термоядерного) оружия вместо смеси дейтерия и трития используют

дейтерид лития-6 ⁶LiD. Тритий в такой бомбе готовится в момент взрыва атомной бомбы, в потоке нейтронов деления, в результате ядерной реакции

n+⁶Li → ⁴He + t.

Критической массы для термоядерной бомбы не существует, а самая большая из взорванных до сих пор — в 5 тысяч раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Всего в арсеналах разных стран накоплено сейчас более 50 тысяч водородных бомб, каждая из которых примерно в 20 раз мощнее первой атомной бомбы. Шесть стран владеют технологией изготовления ядерного оружия, и, по оценкам, еще восемь близки к его

производству. Одним словом, сделать атомную бомбу сейчас — не проблема, значительно труднее понять, как теперь жить на Земле, если на каждого обитателя планеты, включая стариков и грудных младенцев, уже сейчас накоплено по 5 т ядерной взрывчатки.

АТОМНАЯ ПРОБЛЕМА

Со времени открытия радиоактивности, выяснения ее природы и запасов энергии, с ней связанных, ученые всегда опасались, что, влекомые инстинктом познания, они невольно уподобятся злополучной Пандоре.

В 1903 г. Резерфорд как-то заметил: «Может статься, что какой-нибудь идиот в лаборатории взорвет ненароком весь мир».

В том же году Пьер Кюри с беспокойством говорил в своей нобелевской речи: «Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?»