Глеб Анфилов - Искусственное Солнце
Что это за металл, в чем секрет его столь громкой в паши дни славы?
Многим читателям ответы на такие вопросы известны, но мы все же вкратце напомним физическую сущность процессов в урановых ядрах, бомбардируемых нейтронами.
В природе существуют три разновидности урана—три изотопа: уран-234, уран-235 и уран-238. Протонов в атомном ядре каждого из них одинаковое число — 92.
Различаются же ядра разных изотопов количеством нейтронов.
Легче всего делится нейтронами уран-235. Однако в природе его очень мало — всего 7 граммов на килограмм естественного урана. И выделить уран-235 чрезвычайно трудно. На специальных заводах газообразные соединения урана многократно пропускаются через тонкие пористые перегородки. В конце концов, благодаря еле уловимому различию в весе атомов соединения неодинаковых изотопов металла оказываются в разных местах установки. Это очень дорогой и трудоемкий процесс, но техникой он вполне освоен.
Итак, в нашем распоряжении кусочек урана-235. Вот пришедший откуда-то нейтрон попал в одно из его бесчисленных атомных ядер и застрял там. На этот раз ядро удобно представить себе в виде круглой капли «ядерной жидкости». Очутившись в ней, нейтрон тотчас «потерял в весе», а освободившейся энергией привел каплю-ядро в возбужденное состояние. В капле нарушилось равновесие, начались быстрые нарастающие колебания. Они «раскачали» ядро, которое из-за этого потеряло сферическую форму, удлинилось. А тогда электрическое отталкивание протонов (оно, как мы помним, действует и на далеких расстояниях) начало одерживать верх над ядерным притяжением нуклонов. Капля вытянулась, пала похожа на разделяющуюся амебу, которую вы видели в учебнике естествознания. И вот уже исчезла ниточка, связывавшая обе части. Большая капля превратилась в две маленькие. Урановое ядро разделилось на осколки, на ядра других, более легких и устойчивых элементов.
Гонимые электростатическим отталкиванием протоков, ядра-осколки стремительно разлетелись в разные стороны и растолкали окружающие атомы.
Маленькая, на первый взгляд, подробность: при делении освободилось несколько нейтронов. В образовании ядер-осколков они оказались попросту лишними, как бы строительным отходом. Но это — факт огромной важности. Именно благодаря освобождению «лишних» нейтронов делается возможной так называемая цепная реакция деления урановых ядер и выделение громадных количеств атомной энергии. Ведь выпущенные на волю «лишние» нейтроны способны расколоть другие урановые ядра, те при последующих делениях, в свою очередь, рождают новые свободные нейтроны и т. д.
Правда, в небольшом куске урана цепочка последовательных делений ядер быстро оборвется. Многие из нейтронов, получивших свободу, уйдут за пределы маленького куска, не успев ничего сделать.
Что ж, попробуем соединить два малых куска урана-235 в один достаточно большой. Тогда от первого самопроизвольно разделившегося ядра начнется нарастающая лавина расщеплений. Энергии выделится уже настолько много, что она разрушит, раскрошит металл. Произойдет небольшой взрыв, «хлопок», который разорвет большой кусок урана на маленькие. Однако в маленьких крошках металла цепная реакция тотчас оборвется: охватить все вещество она не сможет.
А если не дать урану сразу развеяться? Если соединить его малые и потому безобидные куски внутри какой-то очень прочной оболочки? Тогда лавина ядерных делений не оборвется, едва начавшись. За миллионную долю секунды она охватит весь объем урана, вызовет колоссальное число делений и мгновенно освободит энергию в десятки и сотни миллионов киловатт-часов. Произойдет ядерный взрыв.
Именно так и устроена атомная бомба.
Каждый, кто впервые знакомится с принципом действия атомной бомбы, невольно поражается его крайней простоте. В прочной оболочке быстро соединяются два или несколько кусков тяжелого, специально приготовленного металла—только и всего, если не считать второстепенных дополнений. Но это несложное решение никогда не могло бы оказаться плодом случайного изобретения: ему предшествовал титанический многолетний труд. И, несмотря на то что завершающие открытия были совершены отдельными физиками (среди них Хан, Штрассман, Лиза Мейтнер, работавшие в Германии, итальянец Ферми, советские ученые Зельдович, Харитон, Флеров, Петржак и другие), можно считать, что атомная бомба — итог пытливой мысли многих исследователей разных стран.
И какой страшный итог!
ГИБЕЛЬ ГОРОДОВ
Ядерный взрыв... Это вспышка света ярче Солнца, вспышка, которую и на далеком расстоянии ощущают даже слепые, это всесокрушающая ударная волна, это жар в десятки миллионов градусов, молниеносно вызывающий огромные пожары, это поток радиоактивных лучей — губителей жизни, это заражение местности, болезни и страдания тех, кто чудом уцелел, это уродство еще не родившихся детей. Неописуемо бесчеловечное орудие всеобщего разрушения и массового уничтожения людей.
В конце второй мировой войны американская военщина запятнала себя преступлением, которое невозможно ни забыть, ни простить. Уже после фактического разгрома Японии 110 тысяч жизней мирных обитателей городов Хиросима и Нагасаки оборвала внезапная смерть от взрывов двух атомных бомб.
Это было совершенно ненужное с военной точки зрения, сознательно задуманное массовое убийство.
Вот высказывание одного из летчиков—членов команды американского самолета, сбросившего атомную бомбу на Хиросиму:
«...Мы появились над городом Хиросима в 8 часов 15 минут. Это было время, когда люди встают и отправляются на работу. Мы видели движение на улицах: троллейбусы, грузовые машины, группы пешеходов.
Когда бомба упала, наш самолет сильным толчком отнесло в сторону. Мы двигались с огромной скоростью. Через две минуты мы уже смогли увидеть, что произошло позади нас, внизу.
Город исчез. Не осталось ни троллейбусов, ни грузовиков, ни пешеходов. То место, на котором стоял город, было объято пламенем. Огонь быстро распространился на несколько километров, достиг даже окрестных холмов...»
В это время в самом городе, по другому описанию, «...люди мгновенно превращались в обуглившиеся трупы. Под нависшим густым облаком черной пыли... еще живые люди, с обожженной кожей, чудовищно распухшие, корчились в муках последней агонии... Ни деревца, ни травинки не уцелело на обширной испепеленной территории...»
Мы помним, как после разрушения Хиросимы и Нагасаки начался приступ разнузданного торжества американской реакции, как появился пресловутый термин «политика с позиции силы», как назойливо затрещали голоса поджигателей новой войны.
Империалисты принялись высчитывать, сколько лет потребуется Советскому Союзу на освоение-производства атомной бомбы. «Двадцать лет, — в упоении восклицали эти горе-эксперты,—тридцать, сорок...»
Ради курьеза у нас в стране в 1948 году была переведена американская «пророческая» брошюра «Когда у русских будет атомная бомба».
Просчитались предсказатели!
Советский Союз в том же 1948 году уже владел ядерным оружием.
И сразу же наша страна повела борьбу за его запрещение, развернула работы по изысканию мирных путей освоения атомной силы.
УПРАВЛЕНИЕ СТИХИЕЙ
Легендарный Прометей, подарив человеку огонь, видимо, сразу рассказал, как им надо пользоваться. Было бы совсем неплохо, если бы он заодно вручил людям первую противопожарную инструкцию. Ведь мало пользы уметь только зажечь пламя, не зная, как его уменьшить, увеличить или погасить. И издревле человек в совершенстве овладел стихией огня, подчинил ее себе.
А как обстоит дело с подчинением нового, в миллиарды раз более сильного огня — атомной стихии?
Мы видели, что в случаях радиоактивности и взрыва атомной бомбы ядерная энергия выделяется совершенно независимо от воли человека. Единственное, что он может сделать, — это дать первоначальный толчок: скажем, включить механизм, соединяющий куски урана. А дальше процесс вырывается из-под контроля и развивается сам собой. Вещество неудержимо «падает» в «потенциальную яму», в «колодец устойчивости». Замедлить падение невозможно, как невозможно одному путнику остановить лавину в горах. Точно так же нельзя ускорить медлительные «шаги» атомных ядер по «лестницам радиоактивности», даже если эти «лестницы» построены человеком. Но отсюда вовсе не следует, что контроль за ядерными процессами невозможен.
Еще до создания первой атомной бомбы физики научились управлять цепной реакцией деления урановых ядер. Спокойно и послушно воле людей она может идти в специальной установке — ядерном реакторе, или, как иногда говорят, атомном котле.
