«Ядерные сверхматериалы» судьба неслучайных мифов
Миф второй: калифорниевые пули. Легенда о красной ртути, вспыхнув метеором, быстро сошла на нет. Да иначе и быть не могло, ведь в ее физической основе лежало даже не физическое заблуждение, не ложная научная концепция (как, например, в проектах «вечного двигателя», чем и объясняется их удивительная живучесть), а пустота. Подобно тыняновскому поручику Киже, этот миф «фигуры не имеет».
А вот миф совсем иного рода. Во-первых, он гораздо старше. Еще в 70-х гг. попадались публикации, где взахлеб обсуждались подвиги, которые будут совершать в недалеком будущем на полях сражений спецподразделения, вооруженные «микроскопическими» ядерными боеприпасами массой порядка 100 г на основе далекого трансурана калифорния. Во-вторых, он живучее: подобные публикации приходится встречать и в наши дни. Наконец, в-третьих, он имеет в первооснове вполне разумные физические аргументы - ядерные свойства тяжелых трансуранов.
Действительно, эффективность ядерного материала как боеприпаса деления во многом определяется, во-первых, сечением деления (вероятностью захвата нейтрона с последующим развалом тяжелого ядра на два осколка с вылетом вторичных нейтронов) и, во-вторых, количеством этих вторичных нейтронов на акт деления. И вот эти ядерные константы для тяжелых трансуранов очень хороши. Так, если мы примем сечение деления для наиболее известного ядерного материала, урана-235, за 1, то для плутония-239 она будет равна 1,28, а для калифорния-249 – 2,9, для кюрия-245 – 3,5, для калифорния-251 – аж 6,9! Подобная же картина и для количества вторичных нейтронов на деление – соответственно 1, 1,17; 1,59; 1,69 и 1,91. При этом из всех трансуранов только эти три нуклида сочетают пригодные для ядерного оружия нейтронно-физические характеристики с относительной ядерной стабильностью: их периоды полураспада равны 8530, 350 и 900 лет соответственно. (Другие трансураны либо делятся плохо, либо распадаются быстро.)
Казалось бы, даешь полки и батальоны, вооруженные АКМ с калифорниевыми пулями! Но… гладко было на бумаге. Калифорний-249 и тем более калифорний-251 отпали на самом начальном этапе инженерной проработки вопроса. Дело в том, что технические трудности при наработке весовых количеств трансуранов, в общем, лавинообразно нарастают с удалением от урановой области. Например, отношение нарабатываемых в промышленном реакторе количеств плутония-239 и калифорния-249 составляет 105–106, т.е. на тонну плутония в облученном топливе реактора нарабатывается лишь несколько граммов калифорния-249 (а калифорния-251 – еще меньше). С учетом же неминуемых огромных затрат на выделение чистого материала становится понятным, почему суммарные мировые запасы калифорния-249 заведомо меньше, чем требуется для изготовления из него хотя бы одной пули, а о калифорнии-251 и говорить нечего. Да и как конструировать эту пулю, ясно не вполне: малые в сравнении с ураном или плутонием периоды полураспада рассматриваемых изотопов калифорния вызвали бы столь значительное тепловыделение в активной части заряда, что известные компоновочные схемы наверняка не годились бы.
А вот с кюрием-245 дело обстояло несколько иначе - его было наработано существенно больше, хотя это влетело в немалую копейку. Эти исследования были во многом инициированы ажиотажными слухами и «утечками» из США, что наводит на определенные размышления, но о них позже. Наработанные количества кюрия-245 позволили надежно определить не только его ядерные константы, но и макроскопические свойства. Тогда-то и выяснился главный недостаток кюрия как ядерной взрывчатки – довольно низкая плотность (около 13 г/см3 вместо 18,3 у урана и 19,6 – у плутония). Хорошо известно, что критическая масса ядерной взрывчатки обратно пропорциональна квадрату плотности, так что почти весь «выигрыш» кюрия у плутония по совокупности нейтронно-физических констант обесценивается его «проигрышем» по плотности. При этом кюрий намного дороже плутония, обладает высокой собственной радиоактивностью (откуда снова проблемы тепловыделения, а также сборки и обращения с боеприпасом) и имеет неприятных и трудноотделимых от основного материала «балластных» соседей, играющих в данном случае ту же роль, что плутоний-240 для плутония-239. Это – кюрий-242 и кюрий-244. Мало того, что они плохо делятся, обусловленный ими нейтронный фон за счет интенсивного спонтанного деления до предела усложняет и без того непростое проектирование и изготовление гипотетического кюриевого боеприпаса.
Спрашивается, а зачем тогда огород городили? Перед нами пример полузнания, которое пытаются применить там, где нужно знание полное. А так поступать в обращении с высокими (или высочайшими, как современное ядерное оружие) технологиями нельзя. Интересен, однако, генезис этого мифа. Автор склонен согласиться с теми специалистами, которые считают упомянутую выше «трансурановую» шумиху и «информационные утечки», пришедшие из-за океана, отнюдь не случайными. Надо отдавать себе отчет в том, что отвлечение усилий (а тем более значительных) возможного противника на разработку заведомо тупиковой ветви развития систем оружия является серьезным успехом для страны-инициатора. Идеализму и прекраснодушию в таких делах решительно не место, как и излишней доверчивости. Чтобы проиллюстрировать эту мысль, вспомним о «стратегической оборонной инициативе» Р.Рейгана, техническая нереалистичность большинства ключевых элементов которой была ясна специалистам практически с самого начала. Именно в отношении этой «инициативы» спустя некоторое время стало известно, что в основе своей она преследовала совсем иные цели. Вот что пишет Первый конструктор советского ядерного оружия, академик Ю.Б.Харитон: «Только теперь [в начале 90-х гг. – А.К.] появились признания высокопоставленных долностных лиц США, что СОИ была сознательно запущенной грандиозной дезинформацией. Целью ее было склонить нашу страну к бессмысленным затратам в десятки миллионов долларов. Министр обороны США того периода К.Уайнбергер недавно заявил в связи с этим, что обман противника – вещь естественная, и добавил: “Вы всегда работаете на обман, вы всегда стараетесь ввести противника в заблуждение, чтобы быть уверенным, что реальная информация ему неизвестна”».
Немного больше о технологиях >>>
Эскиз к портрету биологической эволюции
История
развития биологии сродни интеллектуальному детективу. Сначала –
феноменологические дебри, несистемное накопление знаний, затем первые попытки
систематизации. Когда стало ясно, что мир развивается, появились эволюционные
гипотезы. Они отражали отдельные звенья этого слож ...
О побочном событии в лабораторном эксперименте
В
исследовании частных приложений теории относительности экспериментальная физика
значительно опережает теоретическую, которой все чаще приходится объяснять
причины расхождения своих предсказаний с результатами практического опыта.
Такое
взаимоотношение теории и эксперимента ...
