Читать книгу ""Шарашка" попаданцев. Опередить Гитлера! - Андрей Ходов"

Так, малость с мысли сбился. Значит, загрузили мы реактор топливом и запустили его. Атомная реакция идет, нейтроны летят, из урана-238 образуется плутоний. Причем в виде нескольких изотопов. Для бомбы нам нужен плутоний-239, а изотопы 240 и 241 нам совершенно не нужны, но тоже присутствуют. Причем сначала образуется изотоп 239, а уже из него 240, а потом и 241. Чем больше времени стержни проведут в реакторе, тем хуже будет соотношение изотопов. Для плутония оружейного качества паразитных примесей должно быть не более 5 процентов. И это качество должно быть достигнуто еще в реакторе, ибо разделить изотопы с разницей всего в одну единицу практически невозможно. Поэтому стержни вынимают из реактора и отправляют на переработку раньше, чем в них выгорит весь уран-235. Если не ошибаюсь, то через три месяца. Кроме того, все стержни по определенной схеме периодически переставляют в реакторе с места на место, чтобы облучались равномерно.

Николай Иванович сделал паузу, чтобы отдышаться, и попросил пить. Лейтенант кивнул и отправился за водой. Вернулся он с медсестрой, которая, судя по всему, не решилась доверить мужчине столь важную операцию и напоила инженера сама. Дождавшись, когда женщина удалится, лейтенант вежливо предложил продолжать.

— А на чем мы там остановились? — спросил Николай Иванович.

Лейтенант заглянул в свои записи:

— На перестановке стержней в реакторе, чтобы их облучение шло равномерно.

— Да, вспомнил. Собственно, с реактором мы в основном закончили. Если чего забыл, то потом постараюсь припомнить. Или у наших атомщиков в процессе работы возникнут конкретные вопросы. Тогда с этими вопросами ко мне. Не гарантирую, что обязательно отвечу, но, возможно, по ассоциации всплывет еще что-то. В таких делах и обрывки информации могут здорово помочь.

— Мы придерживаемся такой же точки зрения, — вставил лейтенант.

— Так вот. Пробывшие в реакторе нужный срок стержни извлекают и отправляют на переработку на радиохимический завод. Цель обработки — извлечь наработанный плутоний. Насколько я понимаю, стержни даже не разбирают из-за сильной радиоактивности. Самоубийц нет, чтобы такую операцию проводить. То ли перемалывают в порошок, то ли растворяют в кислоте. О химии процесса тоже не имею представления. Слышал только, что в установках надо конструктивно избегать возможности накопления больших количеств готового плутония. В том смысле, чтобы он в каком-нибудь там отстойнике или изгибе трубы не накопился. Могут быть большие неприятности.

Результатом работы радиохимического завода является металлический плутоний в слитках. Слитки, само собой, не должны иметь массу, приближающуюся к критической. Содержание плутония-239 в этом металле, как я уже говорил, должно быть не меньше 95 процентов.

Теперь переходим к конструкции ядерного заряда на плутонии. Взорвать такой заряд с применением «пушечной схемы», как урановый, невозможно. Слишком большая скорость сближения секторов должна быть, никакой химической взрывчаткой ее не обеспечить.

Поэтому применяют так называемую имплозивную схему. Металлический плутоний имеет несколько фазовых состояний, имеющих разную плотность. Ядро заряда изготовляют из металла, находящегося в наименее плотной дельта-фазе. Насколько я помню, для этого плутоний стабилизируют небольшим количеством галлия, около одного процента. То есть делают отливку, потом эта отливка проходит точную механическую обработку, потом ее никелируют. Обычно ядро изготовляют в форме шара, но приходилось слышать и о цилиндрической форме. Вроде и другие бывают. Да, пока не забыл: все операции с плутонием, пока его не покрыли защитным слоем, следует проводить либо в вакууме, либо в атмосфере инертного газа. Например, тонкая стружка его имеет свойство самовоспламеняться. Это приведет к потере дорогого материала, не говоря уже о том, что вдохнувшие этот дымок люди долго не проживут.

Так о чем я говорил? А, вспомнил, получили мы ядро, стабилизированное в дельта-фазе. Суть имплозивного метода состоит в том, чтобы резким обжатием перевести плутоний ядра в наиболее плотную альфа-фазу. Обжатие осуществляется взрывом химической взрывчатки так, чтобы ядро оказалось в фокусе взрыва. С взрывчаткой опять же придется повозиться. Она должна быть достаточно твердой, чтобы блоки ее можно было подвергнуть точной механообработке. С высокой скоростью детонации, энергетика тут менее важна. С равномерными характеристиками подрыва по всему объему. Плюс к тому высокая стабильность, в том смысле, чтобы характеристики не «поплыли» со временем от температурных и химических воздействий. А еще надо добиться синхронизации подрыва всех блоков взрывчатки на уровне микросекунд. С детонаторами, само собой, тоже придется изрядно помучиться.

Итак, оказавшееся в фокусе взрыва, плутониевое ядро обжимается и переходит в плотную альфа-фазу. В этот точно рассчитанный момент для запуска цепной реакции на ядро должен быть подан короткий, но мощный поток нейтронов. То есть необходим так называемый нейтронный инициатор. Насколько я помню, в первых образцах бомб использовался инициатор из полония-210 и вроде лития, не помню, какой именно его изотоп. Ампула, содержащая смесь этих веществ, помещается в центр плутониевого ядра. Вроде эту ампулу еще золотом для чего-то покрывают. Когда взрывная волна доходит до нее, полоний с литием смешиваются и дают нейтронный импульс. Схема очень неудобная из-за небольшого времени полураспада полония-210. То есть, чтобы поддерживать ядерный заряд в боеспособном состоянии, нейтронный инициатор раз в пару месяцев приходится менять на свежий. А это неудобно, тут чуть ли не всю конструкцию боеприпаса разбирать приходится. В более поздних образцах в качестве нейтронного инициатора использовали нейтронную пушку. По сути, линейный ускоритель с мишенью из дейдрида лития. Это удобнее, но с конструкцией его придется повозиться.

— А что такое дейдрид лития? — уточнил лейтенант. — Гидрид понятно, а…

— Это тот же гидрид, но вода в нем тяжелая.

— Ясно, давайте дальше.

— Можно, только я уже практически закончил. Что там еще? Заряд необходимо термостабилизировать. Ядро постоянно выделяет тепловую энергию за счет процессов внутреннего ядерного распада. Большую часть энергии дает распад нестабильных паразитных изотопов плутония 240 и 241, почему их количество и стараются свести к минимуму. Тепло надо постоянно отводить. Если не отводить, то ядро перегреется, и плутоний в нем может местами сменить фазовое состояние. Да и характеристики химической взрывчатки «поплывут». То есть поломка системы охлаждения или ротозейство обслуживающего персонала запросто может вывести боеприпас из строя. Причем навсегда. Ядро в этом случае надо вынимать и отправлять на переработку.

— Черт, сколько сложностей! — покачал головой лейтенант.

— Да уж, это вам не обычная бомба. Ту произвел, на хороший склад положил, и она там десятилетиями лежать будет, не теряя боеготовности. А тут куча сложностей. Утешает только то, что атомных бомб, в отличие от бомб обычных, так много не надо.

Ну, вот вроде и все… в первом приближении. Если чего еще вспомню, то непременно сообщу. Или вопросы появятся.