Существует два изотопа лития — с массовыми числами 6 и 7.
В тонне природного металла первого изотопа содержится только 74 килограмма. Остальное составляет литий-7. Однако разделение изотопов лития вполне доступно современной технике..
Эти новые элементы термоядерного горючего способны взаимодействовать следующим образом:
Чтобы реализовать написанные реакции и освободить внутриядерную энергию, достаточно в наружной оболочке добавить к дейтерию и водороду литий. Можно пойти и дальше: ввести литий в запал. Тогда добавлять к содержимому бомбы тритий уже не потребуется, ибо он станет вырабатываться из-за бомбардировки лития-6 нейтронами. Они в большом количестве выделяются при взрыве атомного запала — во время цепной реакции деления ядер урана или плутония, а чуть позднее — при взаимодействии дейтонов. Процесс пойдет по реакции:
Дейтерий, водород, тритий — газы. Но газообразное горючее для термоядерной бомбы не годится: оно занимает слишком большой объем, имеет малую плотность, малую теплопроводность, а поэтому не успевает быстро прогреться от взрыва запала.
Можно попытаться либо очень сильно сжать газы, либо охладить их градусов на 250 ниже нуля и превратить таким способом в жидкость, либо применить изотопы водорода связанными с кислородом—в виде тяжелой, сверхтяжелой и обычной воды. Однако подготовка и использование подобных видов термоядерного горючего встречают серьезные затруднения.
Сильно сжать газ очень трудно. Чтобы сохранить его под высоким давлением, нужна необычайно прочная и, следовательно, тяжелая оболочка. Превратить газообразное горючее в жидкое путем охлаждения легче, но в этом случае опять-таки требуется мощная теплоизоляционная оболочка — очевидно, со слоями жидкого азота и твердой углекислоты. Начинить бомбу водой совсем легко. Однако вода — не только водород.
Здесь появляется и «негорючий» балласт — кислород.
Все эти мощные оболочки и балластные примеси весьма отрицательно сказываются на развитии термоядерного взрыва. Они резко снижают нагрев горючей смеси.
Самое выгодное — применить термоядерное горючее в чистом виде, а, главное, сделать его твердым, не нуждающимся в особых оболочках. И это, оказывается, возможно.
Схема водородной бомбы на «термоядерном порохе» — дейтериде лития -6
Удается получить твердые соединения изотопов водорода с материалом запала - ураном или плутонием. Наконец, еще эффективнее путь, открываемый благодаря применению того же лития.
Химически соединяясь с изотопами водорода, литий образует твердые вещества — гидриды, в которых водородные атомы расположены теснее, чем даже в чистом жидком водороде.
Особенно сильный взрыв дает гидрид лития-6 с дейтерием — дейтерид лития-6 (Li6D). При взрыве он освобождает тритий и обеспечивает, как сообщалось в научной печати, нагрев до 300 миллионов градусов. При такой температуре успевает совершиться и превращение Li36+D12 >2Не24 , что также сопровождается огромным выделением ядерной энергии.
Дейтерид лития-6 — твердый термоядерный «порох». Сила его взрыва неслыханно велика. Взрыв этого вещества, похожего по виду на обыкновенную мирную столовую соль, в миллиарды раз мощнее вспышки обычного химического пороха.
Саперу надо свалить дерево. Он привязывает к стволу небольшую, с кусок туалетного мыла, желтую пластинку тола, присоединяет детонатор с бикфордовым шнуром, воспламеняет шнур спичкой и отбегает в сторону. Проходит несколько секунд — раздается взрыв, и дерево падает. Двухсотграммовой пластинки химического взрывчатого вещества хватило на то, чтобы разорвать волокна толстого древесного ствола.
Вообразите теперь, что из подобных плиток сложен штабель размером в шестиэтажный дом— 20 тысяч тонн тола. Если взорвать его, получится эффект, примерно равный взрыву обыкновенной атомной бомбы — типа той, что разрушила Хиросиму (разумеется, без губительной радиоактивности). И такой взрыв создается соединением двух кусков металла общим объемом примерно в две— три маленькие толовые шашки.
Химический взрыв нетрудно усилить, собрав вместе еще больше тола.
А удастся ли повысить мощность бомбы, увеличивая объем соединяющихся там кусков ядерного горючего?
Лишь в небольших пределах.
Ведь расщепляющееся ядерное горючее при объеме больше критического взрывается само собой. Каждый из отдельных кусочков урана до соединения должен быть достаточно маленьким. И если таких кусочков в бомбе много, то соединить их быстро и одновременно необычайно трудно. Вот почему мощность взрыва атомной бомбы невозможно увеличивать беспредельно. Он может быть равносилен взрыву нескольких десятков, может быть, сотен тысяч тонн тола, но не больше.
А вот термоядерное горючее само не взрывается. Для него нужен детонатор. Поэтому теоретически мощность водородной бомбы можно безгранично повышать. Больше подожжено термоядерной смеси — и мощнее взрыв.
Правда, технические трудности и здесь кладут определенные пределы. Однако приходится признать, что в усилении и совершенствовании термоядерного оружия природа, к сожалению, пошла навстречу технике. Чрезвычайно редко создавая естественные вспышки сверхновых звезд, она не слишком мешает творить миниатюрное подобие этих катастроф. Чем дальше продвигались исследования, тем выше поднимались не только мощности, но и температуры термоядерных взрывов. Сверхсолнечный нагрев вещества, колоссальные нейтронные потоки открывают возможность синтеза не только гелия, но и более тяжелых атомных ядер. Замечено, что в современных водородных бомбах при взрыве, как и в сверхновых звездах, образуется некоторое (правда, очень малое) количество одного из самых тяжелых элементов — калифорния, атомные ядра которого в обычных условиях не могут сохраняться на Земле, ибо они очень быстро распадаются. Синтез же тяжелых ядер должен сопровожу даться еще большим выделением энергии.
Кое-кто из неспециалистов высказывал опасение, что такая игра с огнем рано или поздно может привести к термоядерному воспламенению земного шара — частичному, а то и полному. Страшно подумать — наша планета вдруг взрывается, словно сверхновая звезда! И на первый взгляд подобные опасения не беспочвенны: по некоторым зарубежным сообщениям, при испытательных взрывах водородных бомб в океане термоядерный процесс захватывал в какой-то мере изотопы водорода окружающей воды. Однажды появилась даже сенсационная весть о том, что мощь водородного взрыва впятеро превзошла ожидавшуюся.
На самом деле никакой подобной катастрофы быть не может. Если при водородном взрыве и вовлекаются в реакцию водород и дейтерий океана, то в совершенно микроскопических количествах. Пятикратное усиление взрыва — попросту газетная утка. В масштабе всей Земли механическое и тепловое действие термоядерных вспышек ничтожно. Ни поджечь океан, ни сдвинуть Землю с орбиты, ни расколоть
