В космос – на термоядерных микробомбах

Термоядерное горение – источник энергии звезд. Калорийность термоядерного топлива в миллионы раз превышает этот показатель для нефти. Но какова экологичность термояда? Многие эксперты уверены: именно легкий изотоп гелия, гелий-3, даст экологически приемлемую и экономически эффективную энергетику XXI века. На Земле легкий гелий существует лишь в лабораторных образцах, не говоря о его мимолетном присутствии во взрывающихся водородных бомбах, когда он сжигается, едва успев синтезироваться. Однако гелий-3, синтезируемый Солнцем, входит в состав вещества «Солнечного ветра» и частично впитывается поверхностным слоем Луны. Поэтому понятны надежды на миллионы тонн лунного гелия-3, доставляемого на Землю ракетными роботами.

Но только ли о гонке вооружений извещали человечество ядерные испытания?

В Неваде лучшие ядерщики США, из Лос-Аламоса и Ливерморской лаборатории имени Лоуренса, десять лет (1978–1988) отрабатывали ключевые элементы принципиально новой энергетики XXI века – энергетики термоядерных микровзрывов суперплотной плазмы. Они умело скрывали эту эпопею, а если советская агентура и знала об этом, то умело скрывала это от своих ученых. Именно благодаря специализированным подземным ядерным испытаниям технология микровзрывного термояда на основе гелия-3 известна скорее американцам, нежели кому-то еще.

Завеса секретности была приоткрыта самими американцами 21 марта 1988 года, когда в «Нью-Йорк Таймc» появился на нескольких полосах обзор программы ядерных испытаний «Халите/Центурион». Газета сообщала об «успехе в овладении энергией контролируемого термоядерного синтеза».

Речь шла о том, что в секретных подземных экспериментах специальные капсулки с изотопами водорода – дейтерием и тритием (гелием-3?), – облучались рентгеновской вспышкой от водородной бомбы. Взрывное испарение поверхности капсулы сжимало ее давлением от миллиона до 100 млн. атмосфер, а имплозия (взрыв внутрь - ред.) волны сжатия давала в центре капсулы плотность в сотни граммов на кубический сантиметр и температуру 100 млн. градусов Кельвина. Так была успешно подожжена контролируемая реакция синтеза гелия-4 из водорода при температуре почти млрд. градусов. Предположительно, была проверена конструкция капсулы, микровзрыв которой дает 1000 МДж при облучении вспышкой в 10 МДж.

Тогда же появились и кое-какие намеки в докладах американцев на конференциях. Но они явно не спешат делиться тем, что им досталось очень дорого и что они собираются реализовать с необычайно высокой выгодой.

В 1988-м году, на встречу ректора МГУ им. М.В. Ломоносова, крупнейшего физика академика Анатолия Логунова, с одной из главных «шишек» Ливерморской лаборатории Джоном Эмметтом, был приглашен и я. Эмметт так отпарировал все мои вопросы об этой программе: единственное, что он может мне сообщить, так это о том, по какой именно статье уголовного кодекса США его будут судить, если он хоть что-нибудь скажет по данному поводу. Вот выпить он не отказался – за здоровье нового директора Ливерморской лаборатории Джона Накколлса, возглавившего 8000 сотрудников, труд которых субсидируется бюджетным миллиардом долларов в год. Именно Накколлс явился основателем микровзрывного термояда в США.

Во время ядерных испытаний американцы отрабатывали конструкцию термоядерных капсул – «бомбочек», в млн. раз меньших чем боезаряды. Им удалось отфильтровать часть излучения подземного взрыва боеголовки, направляя этот свет на различные образцы «бомбочек», бракуя неудачные. Именно так они проверили расчеты, выполненные на супер-ЭВМ. Более того. Они узнали, каким должен быть стационарный «драйвер» – лазер, заменяющий не только слишком дорогие, но и принципиально неудобные опыты с подземными ядерными взрывами. Такой лазер, мощностью миллион Джоулей на две наносекунды, они достроят уже к 2010 году и, более того, помогут создать его двойник во Франции. Но передадут ли они французам самые интересные конструкции микробомб? Сомневаюсь. Передадут ли таковые России? Не сомневаюсь, что не передадут...

Итак, секрет конструкции эффективных тритий-дейтериевых микробомб американцы добыли. Именно поэтому они в 1995 году решились сэкономить на участии в международном проекте термоядерного реактора ITER, переадресовав 2,5 млрд. долларов с этого проекта на термояд «инерциальный», микровзрывной, конкретно – лазерный.

Но, кроме того, что тритий радиоактивен, системы на тритиевом термояде, очевидно, уязвимы при терактах. Поэтому нет сомнений, что американцы постарались достичь нетривиального продвижения в конструировании «бомбочек» с чистым, или почти чистым, дейтерием, а также – с заменой трития на экологически чистый, нерадиоактивный гелий-3.

Эти виды относительно экологичного термоядерного топлива поджигаются температурой 300–500 млн. градусов, требуя сжатия до 1000–2000 гр на кубический сантиметр, если не более. Лазер здесь вряд ли эффективен. Его лучи на Земле заменят пучками ионных ускорителей, а для космических кораблей мною предложен (1975–1983 гг.) принцип суперсжатия «не по-американски».

Итак, самое распространенное термоядерное топливо – дейтерий-тритиевое, 25% отходов которого – нейтроны, несущие около 60% энергии взрыва. «Пепел» другого топлива – чистого дейтерия – изрядно радиоактивен. А вот новомодная смесь гелия-3 с дейтерием горит, давая основной «пепел» в форме гелия-4 и обычного водорода, то есть в виде альфа-частиц и протонов. Но эта нерадиактивность не абсолютна: побочные реакции все же рождают нейтроны, несущие около 5% энергетического выхода (ливерморская оценка). Поэтому применение гелия-3 оправдывается как минимально опасное. Насколько эта опасность мала, можно узнать гарантированно лишь по результатам ядерных испытаний класса «Халите/Центурион». Поэтому Россия должна решиться на выход из Договора о прекращении ядерных испытаний, который США отказались подписать. И не зря! Не исключено, что они не только рассчитывают на поставки (в том числе и российские) гелия-3 с Луны, но и на собственное производство этого изотопа при подземных подрывах специально модифицированных водородных бомб.

А Россия? Кроме реанимации ядерных испытаний (почему бы не вместе с Китаем, Индией – даже со Швецией?) и вливаний в теоретическою разработку термояда, пора бы реанимировать и колоссальную 2500–3500-тонную ракету «Энергия» Валентина Глушко. Она заведомо лучше других справится с поставками лунного гелия-3 (желательно для наших термоядерных систем XXI века). Если к этому времени и мы научимся рационально жечь гелий-3, то такой термояд скорее пригодится для двигателей космических систем доставки пилотируемых экспедиций к Марсу. Ракета с таким двигателем может долететь до Красной планеты всего за 3–4 недели (при скорости 100 и более км в секунду!). Это подтолкнет и к созданию экологичных, экономически оправданных термоядерных электростанций.