Все.

Всего пять головешек оставила нам природа для того, чтобы поджигать наш земной костер из легких ядер. Причем это именно что «огарки», по сравнению с легким водородом — протием или по сравнению с гелием-4 таких элементов и изотопов у нас до обидного мало.

Но людишки бы не были Homo Sapiens, если бы не нашли интересный выход из сложившейся ситуации с недостатком легких ядер в составе Земли.

[103]

Энергия связи ядра протия, как мы помним, равна нулю. При встрече двух протонов должно произойти невероятное событие: один из протонов должен виртуально превратиться в нейтрон (за счет слабого взаимодействия) и тут же образовать устойчивое ядро дейтерия — дейтрон, энергия связи в котором чуть больше, чем разница в массах протона и нейтрона.

По сути, конечно, окончательное состояние двух протонов в ядре дейтрона энергетически более выгодно. Но вот в начале процесса вопрос того, кто превратится в нейтрон, отнюдь не столь очевиден.

А что будет, если протону подсунуть под нос уже готовый нейтрон?

Любой протон, который окажется достаточно близко с тепловым (то есть медленно идущим) нейтроном, тут же быстро захватит его и образует устойчивое ядро дейтерия — дейтрон.

Ну а дейтрон уже, в принципе, может захватить и еще один нейтрон и образовать ядро трития.

В общем, был бы у нас годный источник тепловых нейтронов — то задача наработки термоядерного горючего из обычной воды не стояла бы в принципе. Хочешь — дейтерий получай, хочешь — тритий, а хочешь — подожди 12,5 лет полураспада трития — и гелий-3 тоже получишь.

Что же у нас является самым мощным источником тепловых нейтронов, который был создан человечеством? Да он же, любимый, и является. Наш старый добрый «атомный самовар». С балалайкой и ручным медведем. Наш ядерный реактор на распаде тяжелых ядер — урана, тория и плутония. На каждое деление он выдает по два-три нейтрона, плюс еще немножко — от осколков деления урана.

Значит, на каждый атом урана можно легко получить атом дейтерия. Просто из воды охлаждающей водяной рубашки первого контура, в которой у нас будет «коктейль» из дейтерия, трития и гелия-3. Доставку термоядерного топлива заказывали? Как в рассказке: «Ты вчера просил ковер? — Ну, так я его припер….»

С топливом разобрались? А теперь ответим на прозвучавший в начале рассказа о токамакостроении вопрос. А зачем охлаждают переднюю стенку камеры токамака? Как же ученые собираются забрать тепло от плазменного шнура в реакторе ITER?

А никак. Не будут снимать тепло прямо со шнура — не для этого с таким трудом и с такими мучениями грели плазму. «Не для тебе ця квітка розцвіла», как говорят на Украине.

Энергию будут снимать с нейтронов, которые в изобилии будет давать термоядерная реакция синтеза дейтерия и трития в гелий, которую и хотят запустить в термоядерном реакторе. Вот эта реакция.

Рис. 182. Упрощенная схема термоядерной реакции D-T.

Еще раз, что важно. Энергия при реакции синтеза не выделяется просто так. Часть энергии остается в плазме в виде заряженной частицы гелия-4, а часть энергии неизбежно покидает плазму в виде быстрого нейтрона. Нейтрон — частица незаряженная, девушка вольная и улетает со своим «приданым», куда ей импульс велит.

А приданого — почти что 80 % от всего выхода термоядерной реакции. Только 3,5 МэВ энергии от реакции синтеза остается в плазме, а 14,1 МэВ улетает куда подальше в виде высокоэнергетического нейтрона, которому это ваше магнитное поле — что слону дробина.

14,1 МэВ — это много или мало?

Это не просто много — это супермного. Такими высокоэнергетическими частицами можно делать все что угодно. Например, дробить неделимый торий, который слабенькими нейтронами распада делиться не хочет в принципе. Того, что большой слон. Или — получать из урана плутоний. Который — Джокер. Или — делить упрямый ²³⁸U, который, как и торий, делится нейтронами от распада ²³⁵U очень неохотно. Ну тот, толстый парень в тапках рядом с девушкой «ядерной спичкой».

Ну или опять-таки окружить токамак за первой тонкой и охлаждаемой стенкой вакуумной камеры с плазмой, которая для нейтронов все равно что бумага, снова-таки водяной рубашкой.

Из протиевой воды, которой у нас — целые океаны по всей Земле. И снова, за счет нейтронов синтеза, нарабатывать из протия дейтерий, тритий и гелий-3.

Короче, если кто смотрел фильм «Обливион» с Томом Крузом, то мегакипятильники, которые «воровали» с Земли дейтерий и которые Круз смело и героически охранял, это бред.

Кипятильник не нужен. Если у тебя есть термоядерный реактор на реакции D+T, то ты наработаешь себе и немножко трития, и «трошечки, тільки для себе» дейтерия на будущее. И плутония. И тория. И урана. Да и вообще — всю таблицу Менделеева.

Такой химерный реактор на реакции деления тяжелых ядер и на реакции синтеза ядер легких и будет тем философским камнем, который позволит получить энергию из всего того, из чего энергию можно в принципе получить.

[104]

Философский камень и рог изобилия заказывали?

Да, я тут нашел… в головешках от термоядерного пожара последней сверхновой и Большого Взрыва.

Дейтерия же, которого у нас 10¹³ тонн только в гидросфере (0,015 % от легкой воды составляет тяжелая вода), нам хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет. Поэтому вначале мы должны зажечь реакцию дейтерий+тритий (D+T), а потом, при первой же возможности, перейти на так называемое «монотопливо», то есть на реакцию на чистом дейтерии (D+D), которая и должна стать основной термоядерной реакцией будущего.

Хорошо, скажут читатели, изотопы для реакции вроде есть, термоядерные чайники хоть и большие, но в общем-то — физически понятные. Но вот почему у нас нет до сих пор мирного термояда?

Рассказываю. Дело не в физике. Дело в нас самих — в психологической инерции нашего мышления и в наших современных социальных системах.

Все финансирование проекта ITER сейчас — всего около 15 млрд долларов. На фоне мировых расходов на нефть, газ или на уголь — это мизер. Это мизер даже по сравнению с солнечной и ветряной энергетикой, на которые уже тратят по всему миру триллионы долларов.

Если читатели в свое время смогли ознакомиться циклом уроженца Гомельской губернии, а теперь — Смоленской области, писателя-фантаста Исаака Озимова «Основание», то они, конечно, помнят историю о поисках Второго Основания. Для тех же, кто пока не прочитал данное произведение Айзека Азимова, — краткий конспект. Без спойлеров, понятное дело.

Во время крушения Старой Империи ее ученые, предвидя скорый крах цивилизации, основывают на краю Галактики «спасательную шлюпку», которая должна сохранить технологии и знания для людей будущего. Шлюпку называют «Основание» и размещают на захолустной планете на краю Галактики, лишенной каких-либо значимых природных ресурсов. Однако именно такое уединенное и безнадежное положение заставляет жителей Основания сохранять и умножать технологии Империи, которые позволяют им выжить на их бедной планетке. Империя рушится, и Основание понемногу начинает собирать планеты Старой Империи в кучу. И со времен Старой Империи остались обрывки записей, что «где-то на другом конце Галактики находится Второе Основание». Вся третья книга цикла Азимова посвящена именно безуспешным поискам Второго Основания, которое производят все главные герои. На роль «другого конца Галактики» претендуют самые разные планеты, но в итоге все поиски заканчиваются ничем.