Люди и атомы - Уильям Лоуренс

Приказ президента Эйзенхауэра от 15 декабря 1953 г. предписывал всем работникам полиции, как федеральной, так и государственной, сообщать все, что касается нарушения приказа, местным представителям ФБР. Вслед за предписанием Белого дома шло описание атомных устройств и их составных частей, включая описание двух основных типов атомной бомбы. Все это было разослано работникам полиции 1 января 1954 г. Эдгаром Гувером, директором ФБР.

«Опубликование описания атомных устройств,— писал Гувер,—одобрено Комиссией по атомной энергии, Национальным советом безопасности и президентом, чтобы дать возможность распознать атомное устройство или его части, если они попадутся на глаза».

Главная цель действий Гувера состояла в том, чтобы предупредить все полицейские агентства о возможности нелегального провоза вражескими агентами в Соединенные Штаты атомных бомб для совершения диверсионных актов.

Чтобы понять принципы устройства атомной бомбы, надо помнить одно — это критическая масса, определенное количество расщепляющегося вещества. Любое количество меньше этой массы не взорвется. Как только масса достигнет критической величины, автоматически в течение миллионной доли секунды произойдет взрыв.

Истинная величина критической массы засекречена, но английский физик Олифант оценивает ее в пределах между десятью и тридцатью килограммами.

Таким образом, если, например, критическая масса равняется 10 килограммам, то такое количество нельзя держать в одном куске, так как он немедленно взорвется. Поэтому в одной бомбе эти десять килограммов разделены на две части, например, на восемь и два килограмма в каждом куске, и помещены в противоположных концах снаряда. В нужный момент обе части соединяются с помощью орудийного механизма, создавая таким образом критическую массу, которая мгновенно взрывается.

Другой способ получения критической массы состоит в увеличении плотности расщепляющегося материала путем оказания быстрого и равномерного давления на всю его поверхность. Например, массу делящегося вещества в количестве девяти килограммов можно из подкритической довести до критической, если подвергнуть ее большому равномерному давлению.

Такой способ увеличения плотности вещества называют имплозией, что значит «взрыв внутрь», в противоположность эксплозии — «взрыв наружу».

Читателю, видимо, интересно ознакомиться с описанием атомной бомбы, разосланным Гувером всем агентам полиции. Вот его полный текст.

«21 декабря 1953 г.

Для того чтобы граждане Соединенных Штатов могли оказывать разумную помощь в обороне нашей страны, они должны быть достаточно хорошо проинформированы относительно атомного оружия. Это позволит им распознать бомбы или части бомбы при нелегальной перевозке их в Соединенные Штаты вражескими агентами.

Невозможно сказать заранее, как будет точно выглядеть иностранная атомная бомба. В то же время можно объяснить основные принципы ее конструкции. Для этого следует рассказать о материалах, необходимых для создания любой атомной бомбы.

Атомный взрыв происходит, когда (1) определенное количество расщепляющегося материала, разделенного на два или более куска, соединяются вместе в один кусок и (2) когда определенное количество расщепляющегося материала мгновенно уплотняется при обжатии.

Основное в этих способах — чтобы массы расщепляющегося материала пришли в быстрое движение. "'Известно, что это можно выполнить с помощью взрывчатых веществ.

Таким образом, в первом случае следует обращать внимание па устройства, похожие на орудийный ствол, с помощью которою взрывчатое вещество направляет один кусок расщепляющегося материала из казенной части орудия по стволу к другому куску расщепляющегося материала, прочно закрепленному в дульном срезе орудия.

Во втором случае надо искать устройство, которое использует взрывчатое вещество для сдавливания, уплотнения расщепляющегося материала. Чтобы объяснить, как работает такое устройство, поясним понятие «имплозия».

Значение слова «эксплозия» знакомо многим. «Имплозия» означает «взрыв внутрь» в отличие от «взрыва наружу» при эксплозии. Чтобы осуществить имплозию, нужен взрывчатый материал, способный взрываться внутрь.

Ученым, которые работали над первой атомной бомбой, была необходима имплозия для сдавливания ядерного вещества, обеспечивающего затем атомную эксплозию. Они решили эту проблему, соорудив большой шар из взрывчатого материала и поместив в центре его расщепляющееся вещество, которое хотели сдавить.

Вместо одного детонатора поставили несколько детонаторов вокруг шара и соединили их проводами так, что они запускались одновременно. Понятно, что если бы был применен один детонатор, то шар взорвался бы лишь в одной точке, и взрывная волна прошла бы через шар насквозь. Несколько же детонаторов вокруг шара обеспечивают создание сферической взрывной волны, направленной внутрь к центру шара.

Когда сферическая взрывная волна достигает расщепляющегося материала, у этой массы нет места, куда бы она могла давить, и она давит на себя и, таким образом, сдавливается.

В очень упрощенной форме мы объяснили основные принципы устройства атомной бомбы. Имея в виду эти принципы, следует отметить, что устройство орудийного типа состоит из двух основных частей — орудийного ствола и расщепляющегося материала, а устройство имплозийного типа имеет заряды взрывчатого вещества, которое может быть использовано для сооружения шара, и опять-таки расщепляющееся вещество.

Таким образом, мы сможем защитить себя и свою страну, если будем в состоянии распознать любой из трех основных компонентов бомбы, а именно:

1)расщепляющийся материал;

2)устройство в виде орудийного ствола;

3)взрывчатое вещество для имплозии.

Чтобы обнаружить эти основные компоненты, мы должны иметь о них некоторое понятие. Расщепляющееся вещество — уран и (или) плутоний — это очень тяжелые металлы, которые весят вдвое больше, чем такой же объем свинца. Кусок этого тяжелого расщепляющегося вещества весом в пятьдесят фунтов имеет примерно пять дюймов в диаметре, а если форма его сферическая, то он имеет величину мяча для тенниса.

Так как и тот, и другой материал может быть покрыт другими металлами или пластмассой или ему может быть придана любая форма, следует обращать особое внимание на предметы, которые слишком тяжелы для своих размеров. Величина кусков невелика, и их можно унести в кармане.

Устройство типа орудийного ствола может быть сделано из стали. Диаметр канала в таком стволе не менее двух и не более десяти дюймов. При таких размерах канала внешний диаметр орудийного ствола будет минимум пять и максимум двенадцать дюймов. Оба конца ствола могут быть закрыты замковыми устройствами, так что канал ствола не будет виден. Орудийную трубку и два замка можно перенести как три отдельные части; в этом случае внутренний канал будет виден. Расщепляющееся вещество для такого орудия может быть спрятано внутри, обычно на концах орудийного ствола, или же находиться в отдельных пакетах.

Все устройство можно представить в виде орудийного ствола, с помощью которого снарядом из расщепляющегося вещества стреляют в снаряд-втулку из расщепляющегося вещества, находящегося в дульном срезе орудия. Длина всего устройства не превышает двух с половиной футов.

Куски взрывчатых веществ для имплозии, очевидно, будут сделаны такой формы, что могут стать частью шарообразной поверхности. Большинство сильно взрывчатых веществ — бежевого цвета, маслянистые на ощупь и вдвое тяжелее равного объема воды».

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

Водородная бомба

ГЛАВА 22

Нас катапультировали в водородный век

С теоретической точки зрения создание водородной бомбы не явилось секретом. Принципы ее устройства были известны задолго до создания атомной бомбы. В течение многих лет теоретическая физика предсказывала, что при определенных условиях легкие элементы, такие, как водород, могут синтезироваться с освобождением колоссального количества энергии.

Еще за месяц до открытия деления урана профессор Ганс Бете из Корнельского университета создал первую логичную теорию происхождения солнечной энергии. Согласно этой теории солнечная энергия в виде света и тепла выделяется в результате превращения четырех атомов водорода в один атом гелия со скоростью расхода 500 миллионов тонн водорода в секунду. При этом получается 496 миллионов тонн гелия. Энергия, высвобождаемая в течение каждой секунды в ходе реакции, эквивалентна энергии, содержащейся в 12 квадриллионах тонн угля, что в миллион раз превышает все угольные запасы Соединенных Штатов.

Хотя все это было хорошо известно, ученые были уверены, что при тогдашнем уровне знаний эта огромная сокровищница космической энергии останется навсегда за пределами досягаемости человека. Для ядерного синтеза водорода требуется температура в 20 млн.°С, в то время как самая высокая температура, которую можно было получить на Земле, равнялась примерно 6000° С. У нас был громадный запас космического топлива — водорода, но, к сожалению, не было спички, чтобы зажечь его: ни одна спичка не могла бы дать пламя по крайней мере в 20 млн.° С.