Александр Прищепенко - ШЕЛЕСТ ГРАНАТЫ
Наконец, ударная волна уходила далеко отточки взрыва, где оставалось рыхлое и ослабевшее, но расширившееся во много раз облако из конденсировавшихся, обратившихся в мельчайшую и очень Радиоактивную пыль паров. Нет, не воды. Или, в самом общем случае – не только воды, а того, что побывало плазмой заряда, рекомбинировало 10* , и того, что в свой страшный час оказалось близко к месту, от которого следовало бы держаться как можно дальше. Облако начинало подниматься вверх. Оно остывало, меняя свой цвет, «надевало» белую шапку конденсировавшейся влаги, за ним тянулась пыль с поверхности земли, образуя «ножку» того, что, пишущая братия называла «атомным грибом» (рис. 2.8).
10* Рекомбинация – «воссоединение» носителей зарядов разных знаков – процесс, обратный ионизации
Рис. 2.8. Поздняя стадия ядерного взрыва: ударная волна ушла далеко от центра, а облако, состоящее из рекомбинировавшего и конденсировавшегося вещества заряда и того, что находилось рядом с ним, поднимается в верхние слои атмосферы
Среди читателей попадаются настырные, проверяющие все с карандашом в руках. Автор сделал многое, чтобы осложнить им задачу: энергию в МэВах надо перевести в джоули, потом – в тротиловый эквивалент, вспомнить правила действий со степенями. Но все же может найтись тот, кто получит результат, далекий от rex десятков и сотен килотонн тротилового эквивалента, о которых он читал в газетах и, издевательски улыбаясь, потребует объяснений. Далее возможен такой диалог:
– А со скольких нейтронов, по вашим расчетам, начинается цепная реакция?
– С одного.
– Посмотрим, что получится, если реакция в сборке начнется с миллионов нейтронов.
– У вас про миллионы не написано.
– А покажите, где у меня написано, что он – один?
Вообще-то ситуация, которую описал своим расчетом Настырный, возможна: если не сработает или сработает не вовремя источник нейтронов, произойдет «хлопок», «пшик», и это повлечет строгую ответственность тех, кто был причастен (а может – и не причастен) к такому безобразию.
Чтобы «хлопок» не опозорил самоотверженно трудившийся коллектив, в свсрхкритическую сборку в нужную микросекунду надо «впрыснуть» много нейтронов. В первых ядерных зарядах для этого использовались изотопные источники: полоиий-210 в момент сжатия плутониевой сборки соединялся с бериллием и своими альфа-частицами (ядрами гслия-4) вызывал нейтронную эмиссию:
Be9+ Не4 -› С12 + п
Но все изотопные источники – слабоваты, а самый интенсивный из них, легендарный 11* полоний – уж очень «скоропортящийся»: всего за 138 суток снижает свою активность вдвое. Поэтому на смену изотопным пришли менее опасные (не излучающие в подключенном состоянии), а главное – более интенсивные ускорительные источники нейтронов: за несколько микросекунд, которые длится формируемый таким источником импульс, «рождается» примерно столько же нейтронов, что и в мощном ядерном реакторе за такое же время.
Все происходит в вакуумной нейтронной трубке (рис. 2.9). Между насыщенной тритием мишеныо (катодом) 1 и анодным узлом 2, прикладывается импульсное напряжение в сотню тысяч вольт. Когда напряжение максимально, необходимо, чтобы между анодом и катодом оказались ионы дейтерия, которые и требуется ускорить. Для того служит ионный источник. На его анод 3 подастся «поджигающий импульс» и разряд, проходя по поверхности насыщенной дейтерием керамики 4, образует ионы (дейтоны, D). Поджигающий импульс должен быть сформирован в строго определенный момент времени: чуть раньше, чем ускоряющее напряжение достигнет максимума, потому что дейтонам требуется несколько десятых долей микросекунды, чтобы, продрейфовав внутри анодного узла, оказаться в ускоряющем промежутке. Ускорившись, они бомбардируют мишень, насыщенную тритием (Т), в результате чего образуются нейтроны (п) и альфа-частицы:
D+ Т^›Не4 +п + 17,6МэВ
11* Лишившись важнейшей роли в военном применении, полоний – 210 в начале XX1 века стал символом прогресса в техническом оснащении малопочтенного ремесла «ликвидатора», придя на смену ледорубу, которым был убит Троцкий, начиненной взрывчаткой коробке конфет, положившей предел земным дням Украинского националиста Коновальца и разнообразным устройствам для введения ядов 50-х годов
Рис. 2.9. Схема питания нейтронной трубки
По составу частиц, и даже по энергетическому выходу эта реакция идентична синтезу – процессу слияния легких ядер. Синтезом происходящее в трубке в 50 годах считали многие, но позже выяснилось, что это реакция другого класса – «срыва»: либо протон, либо нейтрон (из которых состоит ион дейтерия, разогнанный электрическим полем) «увязает» в ядре мишени (трития). Если «увязает» протон, го нейтрон «отрывается» и становится свободным.
И дейтерий и тритий будут еще упомянуты, поэтому о них стоит рассказать. Это – изотопы широко распространенного в природе водорода (который любители «научных» терминов называют протаем), но в их ядрах, помимо протона содержатся один (в дейтерии) или два (в тритии) нейтрона, а значит, они вдвое и втрое превосходят протий массой. Все три «водорода» при нормальных условиях – газы, а в этом агрегатном состоянии достичь высоких плотностей веществ затруднительно. Но «водороды» способны образовывать и твердые соединения, преимущественно с легкими металлами, например литием (об этом – позже) или титаном. В тритиде титана и «удерживается» в трубке необходимый для реакции срыва изотоп. В таких соединениях, несмотря на наличие «балластных» ядер металла-носителя, плотность ядер «водородов» существенно выше, чем в сжатом до разумных давлений газе.
Дейтерий «примешан» к природному водороду в еще примерно впятеро меньших количествах, чем «оружейный» уран – к обычному. Но разность масс у протия и дейтерия – двойная, поэтому процессы их разделения в противоточных колоннах более эффективны.
Тритий же, подобно Ри239 , не существует в природе в ощутимых количествах и его получают, воздействуя мощными нейтронными потоками в ядерном реакторе на изотоп лития-6, в результате чего в две стадии протекает реакция:
LP+n-› U7 Т + IIе4
Дейтерий и тритий были изучены медиками. Как самораспадающийся тритий, так и стабильный дейтерий оказались опасными
веществами. Удивительным же было то, что подопытные животные, которым вводились соединения дейтерия, умирали с симптомами, характерными для старости (охрупчивание костей, потеря интеллекта, памяти и пр.) Этот факт послужил основой «теории долголетия», в соответствии с которой смерть от старости и в естественных условиях наступает при накоплении дейтерия: через организм в процессе жизнедеятельности, «проходят» многие тонны воды, других соединений водорода и более тяжелые дейтериевые компоненты дольше, чем протиевые, задерживаются при этом в многочисленных мембранах и капиллярах. Больше времени находясь среди клеток, они накапливаются в них к старости. Теория объясняла и долгожительство горцев: в поле земного притяжения концентрация дейтерия действительно незначительно убывает с высотой. Об этих фактах упоминал читавший в МИФИ лекции по курсу разделения изотопов известный специалист В. Нещименко. Он понимал, что студент теряет способность воспринимать информацию, переписывая час за часом сложные математические выражения и часто делал такие отступления. «Дейтериевая» теория долголетия интересна еще и тем, что на ее примере можно иллюстрировать требования, предъявляемые ко всем научным гипотезам: они могут считаться верными, если непротиворечиво объясняют все известные к моменту их появления объективные факты. По-другому это можно сформулировать так: «Если утверждение верно, то верны и следствия из пего» (как нетрудно заметить, этот критерий был использован в дискуссии о «нулях синтеза»). Многие соматические эффекты оказались вне рамок «дейтериевой» теории и потому она была отвергнута медициной.
