Бомба. Тайны и страсти атомной преисподней - [9]

В этой охраняемой комнате Олег впервые написал о термоядерном синтезе. Чтобы ядра легких элементов слились, они должны сблизиться, чему мешают колоссальные силы электрического отталкивания. Значит, нужно ядрам придать неимоверные скорости, для чего вещество придется «разогреть» до температур в сотни миллионов градусов.

А импульсной «печкой» послужит взрыв простой атомной бомбы. Два куска урана критической (в сумме) массы помещаются в мощный ствол с разных концов и под действием химической взрывчатки разгоняются навстречу друг другу, слипаются и ядерная взрывная реакция начинается. Схема очень похожа на ту, которую другой солдат, Флеров, послал в начале войны в Кремль — эту схему называют «пушечной» или «ствольной». Развитие реакции деления приводит к излучению потока нейтронов, которые и подожгут «термояд».

Для этого «ствол» размещают внутри большого шара, который Лаврентьев преложил заполнить литием и тяжелым водородом. Причем литий — он сначала полагал — должен состоять только из своего легкого изотопа лития-6, которого в природе всего лишь 7 процентов от общей массы лития. И вся эта шаровая смесь заключалась в массивную оболочку. Задача ее — удержать от разлета в первые мгновения литий и тяжелый водород — дейтерий, когда давление в центре шара достигнет нескольких миллиардов атмосфер. (Тогда он еще не додумался сделать эту оболочку из тяжелого урана, который был бы хорошим отражателем нейтронов и увеличил бы эффективность взрыва. К этому он придет позже…).

Но настоящей находкой был, конечно, легкий изотоп лития. Не один десяток ядерных реакций перебрал в голове Лаврентьев, прежде чем наткнулся на замкнутую цепь, что начиналась с лития.

Попадающий в него нейтрон вызывает реакцию, в которой рождается тритон (ядро тяжелого изотопа водорода — трития) и происходит выделение энергии. Тритон же, взаимодействуя с дейтроном (ядром дейтерия), дает новый нейтрон, который как бы возвращается в среду реагирующих ядер. При этом выделяется еще больше энергии, чем в первой реакции. А поскольку поток начальных нейтронов от атомного взрыва колоссален, то смесь дейтерия с литием, удерживаемая на мгновения массивной оболочкой, «поджигается» по всему объему — температура и поток нейтронов нарастают и возникает еще ряд ядерных реакций, которые дают дополнительный вклад в энергию взрыва и без того колоссальную.

Хвастливый премьер

Поиском цепных ядерных реакций, кроме Олега занималось во всем мире множество других любителей. Так, его будущий коллега в харьковском Физтехе Белопольский набрал десятка два-три подходящих цепочек, а у американского физика Мак-Нелли, с трудами которого Лаврентьев познакомился значительно позже, их было еще больше.

Но самую нужную посчастливилось найти Олегу — можно сказать ему повезло, а можно и сказать, что был он чрезвычайно нацелен и достаточно образован. (После окончания сахалинской десятилетки[5] Олег самостоятельно изучил высшую математику — дифференциальное и интегральное исчисление, освоил университетские курсы физики и химии…).

Университетская механика помогла ему в расчете тяжелой оболочки бомбы, а в курсе химии он нашел описание гидридов — соединения в данном случае дейтерия с литием — что позволило сделать бомбу компактной.

Чтобы понять чрезвычайную важность последнего, надо представить себе — в какие размеры вылилось бы все устройство, будь дейтерий в газообразном состоянии, а не в твердом соединении с литием, как предложил Лаврентьв.

Газ для компактности потребовалось бы сжать до больших давлений, для чего понадобилось бы мощные тяжелые трубы и оболочки. А если его сжижать, то много места ушло бы на холодильные установки и теплоизоляцию. К примеру, первая американская водородная бомба «Майк», взорванная в 1952 году, спустя четыре года после того, как идея «термояда» пришла в голову Лаврентьева, была размером с двухэтажный дом и весила 65 тонн. Поскольку там лития не была, а дейтерий доводился до жидкого состояния с помощью криогенных установок.

Бомбу, подобную «Майку» невозможно сбросить с самолета, ее можно было бы разместить разве что на большом корабле, которые пришлось бы направить только во вражеские порты. Но тогда заложниками-смертинками становились все члены экипажа. Впрочем, за подобным кораблем велась бы слежка и такую большую цель легко уничтожить в открытом океане.

В общем, применение Li-6 существенно улучшало конструкцию заряда, и даже то устройство, которое впопыхах назвали в 1953 году советской водородной бомбой (сами создатели именовали ее в лучшем случае «прабомбой»), даже эта «недоношенная» бомба была почти готова к сбрасыванию ее самолета — и все это благодаря изотопу лития.

Поджечь домной спичку

Лаврентьев с грустью глядел, как горели в присутствии комиссии черновики, в которые был вложен интенсивнейший двухнедельный труд и годы раздумий. Единственный отпечатанный экземпляр был запакован в конверт и отослан секретной почтой в ЦК ВКП(б) — заведующему оборонному отделом Ивану Сербину.

Кроме самой идеи и конструкции водородной бомбы там были: оценка мощности нового оружия, способ разделения изотопов проекта.