Плазменный генератор в … термосе

Плазменный генератор в … термосе

В сентябре 1951-го американцы принимают решение строить термоядерную двухступенчатую бомбу, где горючим будет жидкий дейтерий, а сжатие обеспечивается мощным потоком радиации.

Чистый дейтерий в сжиженном состоянии больше устраивал теоретиков — расчеты по его сжатию и горению много проще, чем в соединении дейтерия с литием. Но для инженеров и конструкторов жидкий дейтерий становится невыносимой головной болью — он должен охлаждаться до температуры около минус 250 градусов. Значит, нужна криостатная система большой мощности и размера. Охлаждающая жидкость — обычный водород, его производили на специально построенном для этого заводе — неподалеку, на островке тихоокеанском Эниветок.

Само термоядерное устройство «Майк» располагалось на соседнем коралловом рифе. Оно было высотой с двухэтажный дом и весило 64 тонн. Такая громада и вес становились неизбежными из-за жидкого дейтерия, но что поделаешь — в свое время американские ядерщики не озаботились производством изотопа лития-6, который в соединении с дейтерием давал твердую соль, что делало ненужным глубокое охлаждение с криостатом и целым заводом. Не потребовалась бы тогда и уникальная гигантская оболочка для «Майка», а также многое другое, что отнимало силы и время.

А трудности при конструировании оказались и без того гигантскими. Прежде всего, в результате расчетов выяснилось, что, хотя поток рентгеновского излучения сравним по плотности с потоком сплошного металла, тем не менее он не сумеет передать давление для имплозии из-за кратковременности своего воздействия — нужно было как бы «растянуть» во времени действие излучения.

Выход нашелся с помощью промежуточной среды из полиэтилена, которая поглощала прямые рентгеновские лучи от бомбы деления. Так как у атомов полиэтилена (водород, углерод) небольшое число электронов, то они начисто лишались их под действием рентгена. Полиэтилен превращался в плазму, причем весьма «горячую». Плазма в свою очередь так же начинала излучать рентген, но более «мягкий» (более длинноволновый) и с нужной растяжкой по времени. Любая плазма излучает и тем интенсивнее, чем она горячее. Полиэтилен, таким образом, превращался в «плазменный генератор».

С точки зрения конструкции (да и по существу) первый термоядерный заряд напоминал гигантский термос, как это показано на схеме. Надо сразу отметить, что схема весьма и весьма условна, там сделаны несуществующие разрезы, не показан ряд деталей, затемняющих наглядность и сущность главных физических процессов. Не показан здесь и термостат для охлаждения жидкого дейтерия.

В первой ступени — бомбе деления — показана половинка атомного заряда. Здесь — царство сферической симметрии, которой подчинены формы ядра, толкателя, взрывчатка. Во второй ступени — царство симметрии цилиндрической, начиная от оболочки, кончая урановым толкателем и запалом. Жидкий дейтерий (потом его место займет дейтерий лития) находился между толкателем и запалом. Защитный экран разделял два царства симметрии, его задача — защитить вторую ступень от прямого воздействия продуктов взрыва первой ступени. В центре экрана — нейтронная трубка, по которой «горячие» нейтроны напрямую поступают в запал.