Но настоящей находкой был, конечно, легкий изотоп лития. Не один десяток ядерных реакций перебрал в голове Лаврентьев, прежде чем наткнулся на замкнутую цепь, что начиналась с лития.
Попадающий в него нейтрон вызывает реакцию, в которой рождается тритон (ядро тяжелого изотопа водорода — трития) и происходит выделение энергии. Тритон же, взаимодействуя с дейтроном (ядром дейтерия), дает новый нейтрон, который как бы возвращается в среду реагирующих ядер. При этом выделяется еще больше энергии, чем в первой реакции. А поскольку поток начальных нейтронов от атомного взрыва колоссален, то смесь дейтерия с литием, удерживаемая на мгновения массивной оболочкой, «поджигается» по всему объему — температура и поток нейтронов нарастают и возникает еще ряд ядерных реакций, которые дают дополнительный вклад в энергию взрыва и без того колоссальную.
Поиском цепных ядерных реакций, кроме Олега занималось во всем мире множество других любителей. Так, его будущий коллега в харьковском Физтехе Белопольский набрал десятка два-три подходящих цепочек, а у американского физика Мак-Нелли, с трудами которого Лаврентьев познакомился значительно позже, их было еще больше.
Но самую нужную посчастливилось найти Олегу — можно сказать ему повезло, а можно и сказать, что был он чрезвычайно нацелен и достаточно образован. (После окончания сахалинской десятилетки[5] Олег самостоятельно изучил высшую математику — дифференциальное и интегральное исчисление, освоил университетские курсы физики и химии…).
Университетская механика помогла ему в расчете тяжелой оболочки бомбы, а в курсе химии он нашел описание гидридов — соединения в данном случае дейтерия с литием — что позволило сделать бомбу компактной.
Чтобы понять чрезвычайную важность последнего, надо представить себе — в какие размеры вылилось бы все устройство, будь дейтерий в газообразном состоянии, а не в твердом соединении с литием, как предложил Лаврентьв.
Газ для компактности потребовалось бы сжать до больших давлений, для чего понадобилось бы мощные тяжелые трубы и оболочки. А если его сжижать, то много места ушло бы на холодильные установки и теплоизоляцию. К примеру, первая американская водородная бомба «Майк», взорванная в 1952 году, спустя четыре года после того, как идея «термояда» пришла в голову Лаврентьева, была размером с двухэтажный дом и весила 65 тонн. Поскольку там лития не была, а дейтерий доводился до жидкого состояния с помощью криогенных установок.
Бомбу, подобную «Майку» невозможно сбросить с самолета, ее можно было бы разместить разве что на большом корабле, которые пришлось бы направить только во вражеские порты. Но тогда заложниками-смертинками становились все члены экипажа. Впрочем, за подобным кораблем велась бы слежка и такую большую цель легко уничтожить в открытом океане.
В общем, применение Li-6 существенно улучшало конструкцию заряда, и даже то устройство, которое впопыхах назвали в 1953 году советской водородной бомбой (сами создатели именовали ее в лучшем случае «прабомбой»), даже эта «недоношенная» бомба была почти готова к сбрасыванию ее самолета — и все это благодаря изотопу лития.
Лаврентьев с грустью глядел, как горели в присутствии комиссии черновики, в которые был вложен интенсивнейший двухнедельный труд и годы раздумий. Единственный отпечатанный экземпляр был запакован в конверт и отослан секретной почтой в ЦК ВКП(б) — заведующему оборонному отделом Ивану Сербину.
Кроме самой идеи и конструкции водородной бомбы там были: оценка мощности нового оружия, способ разделения изотопов проекта.
Олег был реалистом и понимал, что прежде, чем огород городить, нужно проверить идею с небольшими затратами. А именно — добавить в стандартную атомную бомбу небольшую ампулу с термоядерным горючим. При взрыве приборы зафиксируют поток нейтронов и добавку энергии.
Кстати говоря, именно так поступят потом и американцы — они добавили к плутониевой бомбе ампулу с несколькими граммами дейтерия и трития. И вместо 200 килотонн получили 225. Потом, правда, пошли шутки: «Домной спичку зажгли…». Но ведь идею проверили — всплеск термоядерных нейтронов засекли!
Не все, конечно, в его проекте было окончательно решено. Так, он еще не выбрал — из какого вещества сделать слой перед оболочкой. Хотя и полагал, что это будет естественный литий. Позже, это оказалось великолепной удачей, интуиция не подвела Олега…
Те же американцы, когда сделали свою вторую термоядерную бомбу — «сухую» и компактную, применили обогащенный литий, в котором 40 процентов было лития-6 и 60 процентов лития-7. Они полагали, что энергия взрыва будет около 5 мегатонн, но бомбу «разнесло» до 15 мегатонн. От чего пострадали рыбаки и некоторые участники эксперимента. Дело в том, что литий-7 после попадания в него нейтрона с энергией более, чем один МЭВ, превращается в литий-6, а уж он, как известно, порождает нужную цепную реакцию. К сожалению, тогда у Олега не было одной весьма нужной книги. В 1945 году, через две недели после испытаний первой атомной бомбы, в США издали отчет по созданию атомного оружия. Вскоре его перевели на русский язык, и она была издана в «Желдориздате» под названием «Атомная энергия для военных целей». Эта книга стала настольной для советских ученых-атомщиков, но на Сахалине она в единственном экземпляре имелась только в обкоме партии.
Через несколько дней после посылки секретного письма в Москву, Олег заехал в обком и там ознакомился с американскими исследованиями.
«Досадно, — рассказывает Лаврентьев, — что эта книга не попалась мне раньше. В ней я нашел… ответы на многие вопросы, до которых приходилось додумываться самому».
Он впервые узнал об имплозии — «взрыве внутрь» — при котором плутоний химической взрывчаткой сжимается до критического состояния, что является единственным способом детонации плутониевой бомбы. В соответствии с этим он делает перекомпоновку водородной бомбы в расчете на более экономичную и современную взрывчатку — плутоний, хотя и первый вариант — урановый — он не отбрасывал.
Если бы в СССР было разумное правительство и хваткие организаторы, то Олега надо было немедленно внедрять в урановый проект. Как это случилось в США, где 18-летнего студента Теодора Холла после собеседования в спецкомиссии немедленно направили в американский ядерный центр, где он успешно трудился рядом с Теллером, не забывая, правда, снабжать информацией по водородной бомбе и советскую разведку. О чем совсем недавно сделал откровенное признание.
Разведданные Теодора Холла, Клауса, Фукса, и еще двух крупных физиков вовсю использовала атомная команда СССР, а вот свои самородки остались при этом в стороне, ибо пророки бывают только в иных державах.
Рассказывают, что однажды к Томасу Эдисону пришел изобретатель и заявил, что он нашел растворитель, который растворяет все на свете.
— Буквально все? — осведомился Эдисон.
— Абсолютно все! — гордо подтвердил «изобретатель».
— А в чем вы будете держать такой растворитель? — иронично поинтересовался Эдисон…
Когда Лаврентьев обдумывал идею термоядерной бомбы, ему пришло в голову, что колоссальную энергию «термояда» можно использовать не только в разрушительных целях, но и как чрезвычайно компактный и мощный источник энергии в народном хозяйстве.
Для этого цепные реакции синтеза должны идти не лавинообразно, не по взрывному типу, а достаточно медленно и регулируемо. Вначале была идея сферического гомогенного реактора, куда поступали дейтерий и делящееся вещество (уран или плутоний), а после того, как «зажегся» дейтерии, подача делящегося материала прекращалась.
Потом появится еще ряд идей, ряд новых схем и конструкций, работа над управляемым термоядерным синтезом станет смыслом и целью всей его дальнейшей жизни.
Но тогда, на Сахалине он придумал главное — сосуд, в котором будет находиться плазма, нагретая до сотен миллионов градусов. Стенками этого сосуда по замыслу Лаврентьева станет электрическое поле, которое удержит заряженные частицы, не сгорев и не испарившись. «Это, — рассказывает Олег Александрович Лаврентьев, — и был кульминационный пункт поисков, давший ключ к решению проблемы управляемого синтеза».
Задача в принципе становится решаемой, что подвигло одного из крупных физиков на такие строки:
«Вот этот самый дядя,
Что в армии служил,
Без взрыва синтез ядер
Устроить предложил!»
Насчет «дяди», конечно, физик погорячился — на дядю молодой солдат не «тянул». О нем, вообще часто писали путано и ошибочно. Так, Андрей Сахаров, которому попали на отзыв предложения Олега, сообщает в своих «Воспоминаниях»: «Летом 1950 года на объект пришло присланное из секретариата Берия письмо молодого моряка Тихоокеанского флота Олега Лаврентьева… Автор предлагал осуществить высокотемпературную дейтериевую плазму с помощью системы электростатической термоизоляции… Автор поднял проблему колоссального значения, это свидетельствует о том, что он является очень инициативным и творческим человеком, заслуживающим всяческой поддержки и помощи… Во время чтения письма и писания отзыва у меня возникли первые, неясные еще мысли о магнитной термоизоляции». Увы, ни поддержки, не реальной помощи Андрей Дмитриевич «инициативному и творческому человеку» не оказал, хотя «мысли о термоизоляции» вполне усвоил.
