Читаем Термоядерное оружие полностью

Когда стало известно, что в ядре атома заключается колоссальная энергия, ядро привлекло к себе внимание ученых. В изучении атомного ядра значительны заслуги советских ученых И. В. Курчатова, И. Е. Тамма, А. И. Алиханова, Я. И. Френкеля, Д. Д. Иваненко и других.

Ученые установили, что ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Ядро атома примерно в 100 тысяч раз меньше самого атома, оно имеет необычайно большую плотность. Если бы можно было спичечную коробку наполнить ядрами атомов, плотно их упаковав, то такая спичечная коробка, заполненная ядерным веществом, весила бы больше, чем весит большой город со всеми домами, заводами и многомиллионным населением (рис. 6).

Все виды энергии, которые были раньше известны человеку, обусловлены двумя видами сил: либо электрическими силами, либо силами тяготения (гравитационными силами). Как выяснилось, ядерная энергия не обусловлена ни теми, ни другими силами, она обусловлена новыми, ранее незнакомыми человеку силами. Силы, действующие в ядре атома, назвали ядерными. Если бы ядерных сил не существовало, ядро разлетелось бы на составные части вследствие действия мощных электрических сил отталкивания между протонами, которые находятся в ядре очень близко друг к другу. Ядерные силы на малых расстояниях внутри ядра во много раз превосходят силы отталкивания, действующие между протонами, вследствие чего ядро очень трудно разрушить.

Какова природа ядерных сил?

Этот вопрос изучается учеными ряда стран уже более 20 лет. Оказалось, что поле ядерных сил существует между нейтронами, между протонами, а также между нейтронами и протонами. Носителями этих сил являются материальные частицы, называемые пи-мезонами. Масса пи-мезона в 274 раза превышает массу электрона. Ученые СССР и некоторых других стран умеют получать пи-мезоны в лабораториях. Многие свойства этих частиц изучены. Существуют пи-мезоны, заряженные положительным электричеством, отрицательным, а также нейтральные. Ядерные силы возникают в результате того, что ядерные частицы — протоны и нейтроны — способны обмениваться пи-мезонами. При этом обмене нейтроны и протоны могут превращаться друг в друга.

Известны и другие виды мезонов, различающиеся по массе, электрическому заряду и ряду других свойств. Например, известны мю-мезоны, которые тяжелее электронов в 207 раз. Открыты так называемые К-мезоны — частицы, масса которых примерно в 965 раз больше массы электрона. Эти частицы весьма недолговечны, они живут лишь миллиардные доли секунды. Установлено, что К-мезон может распадаться на два или три пи-мезона.

Ученые СССР и других стран продолжают усиленно изучать природу ядерных сил, и можно не сомневаться, что будут открыты новые, ныне неизвестные свойства ядерных сил, что позволит лучше познать их природу и научиться еще полнее использовать ядерную энергию для нужд человечества.

Атомная энергия является одним из видов потенциальной (скрытой) энергии. Она может преобразовываться в другие виды энергии постепенно, как это происходит, например, при распаде урана, радия и других радиоактивных элементов и при работе ядерного реактора. Кроме того, атомная энергия может выделяться в больших количествах почти мгновенно, со взрывом, как это происходит при взрыве атомной или водородной бомбы.

Источником атомной энергии могут служить изотопы урана: ₉₂U²³⁵ и ₉₂U²³³, и плутония ₉₄Pu²³⁹, которые принято называть ядерным горючим.

Уран 235 входит в состав природного урана, а другие виды ядерного горючего готовятся искусственно: ₉₂U²³³ — из тория, а ₉₄Pu²³⁹ — из урана.

Источником атомной энергии могут служить также некоторые легкие элементы, например изотопы водорода и лития.

Чтобы получить энергию в результате соединения ядер этих легких элементов, необходима очень высокая температура порядка нескольких миллионов градусов. Для выделения же энергии из урана или плутония такая температура не нужна.

Раньше человек не мог создать такой высокой температуры, следовательно, не мог искусственно осуществить получение атомной энергии из водорода и других легких элементов. Ученые сумели овладеть атомной энергией урана и плутония. При взрывах атомных бомб получается температура, измеряемая миллионами градусов. Значит, атомной бомбой можно было воспользоваться для того, чтобы создать условия получения энергии из водорода и лития и таким образом создать водородное оружие. Процессы, при которых для получения атомной энергии требуется очень высокая температура, называются термоядерными. Оружие, в котором используются термоядерные процессы, называют термоядерным. Следовательно, термоядерное оружие — один из видов ядерного оружия.