Термоядерное оружие - [19]
Этот цикл приводит к образованию гелия из водорода и, следовательно, также сопровождается выделением большого количества энергии. Есть основания считать, что, по-видимому, протон-протонный цикл играет более существенную роль в поддержании высокой температуры Солнца, нежели углеродно-азотный цикл.
Выделяемая Солнцем энергия распространяется в мировом пространстве во все стороны в виде лучистой энергии. За счет этой энергии нагреваются близкие к Солнцу планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс. Лишь небольшая доля излучаемой Солнцем энергии падает на Землю, нагревая главным образом ее поверхность. В листьях растений при участии солнечной энергии, в основном из углекислого газа и из воды, создается организм растения. Некоторые животные питаются только растительной пищей — растениями, созданными при участии Солнца. Многие животные и человек питаются пищей растительного и животного происхождения. Следовательно, без солнечной энергии не было бы первоисточника пищи для всего живого на Земле. Солнце — один из источников жизни на Земле, благодаря энергии Солнца возникли существующие на Земле формы жизни. Солнце является не только источником жизни, но и источником почти всех видов энергии на земле. Дерево, торф, уголь и, по-видимому, нефть произошли при участии солнечной энергии.
Лучи Солнца приносят на Землю в течение года значительно большее количество энергии, чем могли бы дать все земные ресурсы ядерных (уран, торий) и химических видов топлива. Человеком, животными и растениями используется лишь ничтожная часть падающей на Землю энергии Солнца.
Солнечные лучи уносят с собой часть массы Солнца. В общей сложности Солнце теряет 4 млн. т массы каждую секунду. Однако Солнце огромно, и можно не беспокоиться о том, что оно может скоро угаснуть. Достаточно сказать, что за несколько миллиардов лет только 2–3% водорода Солнца превратилось в гелий. Следовательно, запас ядерного горючего на Солнце практически неисчерпаем.
Глава 3.
ТЕРМОЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ
Для осуществления термоядерных реакций на Земле необходимо создать с помощью какого-то источника сверхвысокие температуры, окружив этот источник легкими ядрами, способными вступать в ядерное взаимодействие. Таким источником может, в частности, служить взрыв атомной бомбы. На этом принципе и устроена так называемая водородная бомба. Познакомимся с ее устройством.
На рис. 13 приведена принципиальная схема устройства водородной бомбы. В центре помещается атомная бомба 1, при взрыве которой создается очаг высокой температуры (выше 10 млн. градусов). Атомная бомба окружена веществом 2, состоящим из атомов с легкими ядрами, которые вступают в термоядерную реакцию под воздействием высокой температуры, развивающейся при взрыве атомной бомбы.
В отличие от урана и плутония термоядерное горючее (дейтерий, тритий, литий и др.) не имеет критической массы. Поэтому размеры окружающего атомный «запал» легкого ядерного взрывчатого вещества принципиально не ограничены.
Деление всех ядер, содержащихся в 1 кг урана 235 или плутония, сопровождается выделением свыше 20 000 млрд. кал. Такая же энергия может выделиться при полном превращении в гелий всего около 150 г водорода. Очевидно, что энергия, выделяющаяся при взрыве водородной бомбы, вес которой не ограничен критической массой, может оказаться в сотни и тысячи раз больше, чем энергия взрыва атомной бомбы. Это, конечно, не значит, что радиус разрушения вследствие взрыва водородной бомбы будет также в несколько сотен и тысяч раз превышать радиус разрушений, вызванных взрывом атомной бомбы. В действительности радиус разрушений от взрыва водородной бомбы возрастает не столь быстро. Например, радиус разрушений при взрыве водородной бомбы с тротиловым эквивалентом 10 млн. т будет превышать радиус разрушений ударной волной от взрыва атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 10 000 т не в 1000 раз, а лишь примерно в 10 раз.
При конструировании водородной бомбы добиваются ускорения развития взрыва по сравнению со скоростью разлета заряда, чтобы повысить коэффициент использования плутония и термоядерного горючего.
Как указывается в иностранной печати, к преимуществам водородной бомбы по сравнению с атомной относятся:
1) сравнительно небольшая стоимость поражения единицы площади;
2) наличие значительно бóльших запасов в природе водорода и лития по сравнению с ураном и торием;
3) практическое отсутствие верхнего предела величины взрывного заряда, что позволяет изготавливать водородные бомбы с большими тротиловыми эквивалентами.
Недостатки водородной бомбы:
1) трудность тактического применения водородной бомбы;
2) невозможность длительного хранения водородных бомб, содержащих тритий, вследствие самопроизвольного радиоактивного распада этого изотопа водорода;
3) необходимость очень надежной защиты дорогостоящих самолетов — носителей термоядерного оружия, складов этого оружия и т. п.
Поскольку время от начала взрыва до разлета вещества, заключенного в бомбе, составляет величину порядка миллионных долей секунды, то для осуществления водородной бомбы необходимо выбрать такие реакции, средняя продолжительность которых при температурах и плотностях, создаваемых при атомном взрыве, составляет величину тоже не более миллионных долей секунды.
