Энергия атома - Атомная отрасль

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, КАКОЙ ЕЩЕ НЕ БЫЛО

САМАЯ МОЛОДАЯ ОТРАСЛЬ

Мы хорошо знаем и привыкли к таким названиям, как металлургическая, электротехническая, химическая промышленность. Нас не смущают даже такие, казалось бы, недостаточно определенные названия, как тяжелая или легкая промышленность. Все нам понятно, что в них «тяжелое» и что «легкое».
Но вот «атомная промышленность» звучит совершенно необычно. Что это за промышленность? Делает атомы? Сортирует и упаковывает электроны? Изготовляет и обрабатывает протоны и нейтроны?
Как это ни странно, но именно что-то похожее на это в промышленных масштабах, во всеоружии современной науки и техники делает именно та новая отрасль промышленности, которая называется атомной.
Любая новая область науки и техники только тогда может оказать какое-либо влияние на промышленную и экономическую мощь страны, когда она опирается на всесторонне развитую промышленную базу.
Атомная энергия, несмотря на все ее не сравнимые ни с чем достоинства и преимущества, долгое время оставалась бы лабораторным «чудом», «ураганом в пробирке», если бы ее развитие и прогресс не опирались на мощную техническую и производственную базу не только в той отрасли, которая целиком относится к атомной промышленности, но и во многих других, старых отраслях промышленности: химической, металлургической, машиностроительной, электротехнической, радиотехнической и т. д.
Познакомимся с этой молодой областью техники — с промышленностью, которая возникла каких-нибудь 20—25 лег назад.
В этой промышленности занято большое число специалистов самых различных профессий.
Кроме того, атомными вопросами в той или иной степени занимаются почти все старые отрасли науки и техники: химия, металлургия, медицина, биология и т. д.
Сейчас легче перечислить области, которые еще не обогатились достижениями ядерной физики, чем те, где она уже находит более или менее широкое применение. Не пройдет и десятка лет, как на карте проникновения атомной техники в другие отрасли народного хозяйства не останется ни одного белого пятна.
Недаром нашу эпоху уже сейчас называют «атомным веком».

АТОМНОЕ СЫРЬЕ

В отличие от таких металлов, как золото и платина, в чистом виде металлический уран и торий в природе не встречаются.
Эти металлы можно обнаружить только в виде разнообразных химических соединений.
В земной коре урана содержится не так уж мало — примерно столько же, сколько и свинца, — 0,0005%, но он чрезвычайно рассеян и только в виде исключений образует богатые рудные скопления.
Эти руды содержат в себе целый ряд накопившихся в течение миллионов и миллиардов лет продуктов радиоактивного распада урана: радия, полония, свинца.
Основными минералами, в которых содержится уран, являются урановая смоляная руда, хальколит, отупит и «смоляная обманка» — карнотит и ряд других.
Встречается уран почти во всех странах. Больше всего его до сих пор обнаружено в Конго, Канаде, Австралии, Чехословакии.

МИРОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ГОРЮЧЕГО

Разрабатываются урановые руды в Испании, Португалии и других странах.
Огромное количество урана растворено в воде мирового океана — примерно 3,344 микрограмма (мкг) на литр, а всего 4 · 109 I.
Тория в земной коре содержится примерно 0,0008%, то есть почти в 1,5 раза больше, чем урана.
Главным источником его являются так называемые монацитовые пески, содержащие в себе минерал монацит, являющийся в основном фосфорнокислым соединением редкоземельных элементов и кремнекислого соединения тория.
Особенно много этого минерала в Индии, Бразилии и на острове Цейлон.
Раньше полагали, что запасы энергии, заключенной в уране и других делящихся элементах, составляют весьма скромную долю от всех других. Но это оказалось совсем не так. Все энергетические запасы на Земле составляют только 1/20 часть запасов энергии, скрытой в залежах урана и тория, которые рано или поздно человек сумеет извлечь из земли и использовать.
Мировая годовая потребность в энергии сейчас исчисляется в сумме примерно 3000 миллиардов киловатт-часов (3 · 1012 квт-ч).
Исходя из этой потребности, даже если она существенно не изменится в будущем, запасы угля и нефти на Земле иссякнут уже через 100—200 лет. Однако, учитывая непрерывный рост потребления энергии, недостаток ископаемого горючего начнет чувствоваться гораздо раньше.
А запасов энергии, скрытых в атомном горючем — только в уране и тории, — даже если принять коэффициент полезного действия (к. п. д.) установок, преобразующих эту энергию в электрическую, равным всего 25%, может хватить человечеству на тысячелетия.
Источники энергии на земном шаре

КАК ДОБЫВАЮТ УРАН И ТОРИЙ

На заводы, извлекающие металлический уран из урановой руды, сырье поступает в виде горной породы, в которой в лучшем случае содержится 1—2% урана. Поэтому считается экономически целесообразным перерабатывать руду, в которой содержатся даже десятые доли процента урана. Естественно, что вся эта руда должна проходить процесс обогащения на обогатительных фабриках, где от минералов, содержащих уран, предварительно отделяется возможно большее количество пустой породы. В полученном таким образом концентрате руды содержание урана может достигать уже нескольких десятков процентов.
Способов получения металлического урана из обогащенных концентратов руды существует несколько. Все они, однако, достаточно трудоемки и сложны. Рассмотрим для примера один из самых простых и общеупотребительных.
Поступивший на завод урановый концентрат обрабатывают горячей азотной кислотой. Содержащиеся в нем уран и другие металлы переходят в раствор, а в отходах остается пустая порода. Затем к полученному раствору добавляют серную кислоту, в результате в осадок выпадают сернокислые свинец, барий, радий и другие нерастворимые сульфаты, а уран в виде нитрата уранила остается в водном растворе.
Дальше растворенный в смеси кислот уран перекачивается в специальные установки, где к нему добавляют соду, так чтобы ее было в избытке. При этом из раствора выпадает осадок, в который переходят такие металлы, как алюминий, железо, цинк, хром и др., образующие нерастворимые соединения — карбонаты, гидроокиси или другие соединения. Уран же остается в растворе уже в виде комплексного карбоната.

По такой примерно схеме складывается современное промышленное производство ядерного горючего (урана и плутония).
Затем раствор переходит в следующие химические реакторы, где в него добавляют азотную кислоту до наступления кислой реакции. В результате комплексный урановый карбонат превращается в раствор нитрата уранила. Если теперь к раствору уранил-нитрата добавить достаточное количество диэтилового эфира, то в него из раствора перейдет весь нитрат уранила. Все же остальные примеси останутся в кислотном растворе, или, как говорят, в его водной фазе.
Так как кислотный и эфирный растворы обладают различной плотностью, то после отстаивания оба раствора легко отделить один от другого. Более легкий эфир с растворенным в нем ураном поднимается вверх, а более тяжелая часть раствора вместе с примесями остается внизу и выпускается из сосуда, в котором производилась эта часть процесса.
В результате в сосуде остается чистый нитрат уранила, осаждающийся в виде ярко-желтого твердого вещества — диураната аммония, который до открытия деления урана употреблялся главным образом для окраски фарфоровой посуды. Эфир, в котором растворяется нитрат уранила, чрезвычайно горюч, поэтому на этой стадии производства уранил-нитрат вымывается из эфирного раствора водой. Далее он осаждается с помощью перекиси водорода, образуя перекись урана.

Один из процессов получения металлического урана из исходного сырья.

Сколько получается урана-235 из первичной руды.

Перекись урана путем прокаливания, а затем под воздействием водорода восстанавливается до двуокиси урана.
Затем наступает металлургическая стадия производства. Двуокись урана после обработки его фтористым водородом сперва превращают в твердый четырехфтористый уран, который затем нагревают в стальном тигле вместе со стружками кальция. В результате бурной реакции четырехфтористый уран превращается в металлический.
Полученные слитки урана переплавляют в небольшие цилиндры весом 2,5 кг каждый и запаивают в оболочку из алюминия или иного металла, предохраняющую уран от окисления.
Производство урана отличается от многих других химических и металлургических производств тем, что в результате его должен быть получен продукт исключительно высокой чистоты. Достаточно ничтожной примеси некоторых элементов, чтобы они превратили ценнейшее ядерное горючее в брак.
Вот почему из урана с особой тщательностью удаляют кадмий, бор, индий и многие другие элементы, которые особенно хорошо захватывают нейтроны. Содержание этих элементов должно быть меньше 1 г на 1 т урана.
Пыль, выделяющаяся в процессе производства урана, чрезвычайно вредна для организма человека, потому что содержит в себе весьма ядовитые уран и свинец.

В такие «рыцарские» защитные доспехи облачаются иногда работники атомной промышленности.
Поэтому в производстве урана особое внимание уделяют технике безопасности. Весь процесс строят так, чтобы ни на одной его стадии не выделялось пыли. В цехах создают сложную систему вентиляции, устанавливают контрольные приборы, следящие за содержанием в воздухе радиоактивности. Весь персонал обязан носить специальную защитную одежду и маски.
Обработка руды и весь процесс получения металлического тория весьма схожи с процессом получения урана.
Обогащенную монацитовую руду сначала обрабатывают концентрированной серной кислотой, а затем из полученного раствора при помощи фосфорной и щавелевой кислот удаляют все виды примесей, после чего осуществляют процесс восстановления металлического тория.

ФАБРИКИ ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО

Металлический уран и металлический торий — это еще не ядерное горючее.
Чтобы превратить в ядерное горючее, например, металлический уран, надо выделить из него 0,7% урана-235 или выжечь их в ядерном реакторе, превратив при этом некоторое количество урана-238 в плутоний.
В зависимости от ряда технических обстоятельств используются и тот и другой способы.
Но как разделить изотопы урана?
Не существует в природе ни одного вещества, в котором можно было бы растворить один из них и оставить нетронутым другой. Неизвестна и химическая реакция, в которую можно было бы вовлечь один изотоп, оставив другой нейтральным.
Единственное, чем они отличаются один от другого,— это массой всего лишь трех нейтронов, что составляет чуть- чуть больше 1% общей массы. Только используя эту разницу, можно попытаться разделить изотопы, что, конечно, связано с громадными трудностями.
Мы видели, что первые микроскопические порции урана-235 были получены на установке, сходной с измерительным прибором — масспектрографом. Позже в США были даже построены заводы, оснащенные тысячами таких, по существу, тонких лабораторных приборов. С их мишеней к концу рабочего дня соскребали всего лишь тысячные доли грамма урана-235. Но, сложенные вместе, они составляли несколько десятков граммов дневной продукции такого завода.
Более продуктивным оказался метод газовой диффузии. Из физики мы знаем, что молекулы какой-либо смеси газов имеют в среднем одну и ту же кинетическую энергию. Но это не означает, что все частицы газа движутся с одной и той же энергией (скоростью): более легкие молекулы движутся быстрее, более тяжелые — медленнее.
Движущиеся быстрее легкие молекулы чаще, чем тяжелые, ударяются о стенки сосуда, в котором заключена смесь газов, создавая в нем как бы различное давление: меньшее для тяжелых частиц, более высокое для легких. Если одну из стенок сосуда изготовить из вещества со множеством очень мелких пор, то из такого сосуда наружу за некоторый отрезок времени улетучится больше легких молекул газа, чем тяжелых.
Однако такой, кстати сказать, очень медленный процесс практически осуществляется только в том случае, если более легкий газ будет проникать через перегородку только в одном направлении — наружу — и не сможет возвращаться обратно.
Собранный снаружи сосуда газ будет отличаться от оставшегося в нем—он окажется немного легче.
Избирательное прохождение молекул газа, имеющих более легкий вес, через пористую стенку и называется газовой диффузией.

Схема устройства ячейки для разделения изотопов урана методом газовой диффузии и последовательное соединение нескольких таких ячеек.
Чтобы использовать этот способ для разделения изотопов, уран надо сначала превратить в газ.
Единственным газообразным соединением урана является шестифтористый уран.
Общая схема разделительной установки, использующая газовую диффузию шестифтористого урана, показана на рисунке.
Каждая ступень, или ячейка, состоит из двух камер, разделенных фильтром из особой мелкопористой пластмассы или керамического материала, в котором имеется огромное количество мельчайших отверстий. Обогащенный газ откачивается из наружной камеры при помощи мощного вакуумного насоса. Так как одна ступень установки дает незначительное разделение изотопов урана, газ приходится пропускать последовательно через несколько тысяч таких ступеней.
Поскольку процесс газовой диффузии весьма чувствителен к температурным изменениям и давлениям, точное их регулирование в ходе работы установки имеет важное значение. Когда газ при перекачивании насосами и компрессорами сжимается, его температура повышается. Поэтому после каждой ступени разделения газ надо пропускать через специальный холодильник (теплообменник), охлаждающий его до требуемой температуры.
Хозяйство газодиффузного завода огромно. Помимо многих тысяч индивидуальных разделительных ячеек, компрессоров, холодильников, всевозможных приборов и аппаратов, они все перевиты сотнями и тысячами километров труб, кабелей и проводов.
Шестифтористый уран чрезвычайно ядовит. Обращение с ним требует особых мер предосторожности и защиты. Кроме того, он является самым активным из известных газов и реагирует практически со всеми металлами, неметаллами и органическими веществами, съедает и коррозирует все, что только попадает в его струю. Поэтому все детали газодиффузионных установок завода, соприкасающиеся с этим газом, приходится изготовлять из специальных сортов нержавеющей стали, специальных сплавов и других устойчивых против коррозии материалов.
Существует несколько других способов разделения изотопов урана, но они более сложны, чем газодиффузионный, и поэтому не получили широкого применения.

ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО ИЗ "ВТОРОЙ ПРИРОДЫ" ЧЕЛОВЕКА

Речь идет о плутонии-239 — элементе, появившемся на свет одновременно с началом века атомной энергии.
Использование атомной энергии человеком началось с урана-235, который был и остается важнейшим видом ядерного горючего.
Можно иметь гору природного урана и не использовать ни капельки из заключенной в этом богатстве энергии, если бы в ней не содержалось своеобразных ядерных «спичек» — хотя бы одного атома урана-235.
Но с момента открытия цепной ядерной реакции деления важнейшим элементом становится уже плутоний. В ближайшем будущем люди сумеют перерабатывать в него весь уран-238, который сам не может быть использован как делящееся вещество, но которого в природном уране в 140 раз больше, чем урана-235.
Основным оборудованием предприятия по производству плутония являются огромные ядерные реакторы, а также установки по химической переработке урановых стержней, уже побывавших в реакторе, с целью выделения плутония.
В седьмой главе мы уже говорили о технической стороне процесса превращения части урана-238 в плутоний.

Кругооборот производства плутония из урана-238.

После того как в ходе цепной реакции в ядерном реакторе выгорит часть урана-235 и образуется плутоний, урановые стержни оказываются загрязненными большим количеством радиоактивных продуктов ядерной реакции. Эти «шлаки», захватывая нейтроны, столь сильно замедляют ход ядерной реакции, что еще задолго до выгорания всего урана-235 урановые стержни приходится заменять.
Отработавшие стержни сильно радиоактивны и опасны в обращении даже на далеком расстоянии. Поэтому все операции по их удалению из реактора, транспортировке и дальнейшей обработке производятся на расстоянии при помощи всевозможных механических и телеуправляемых устройств.
Обычно вблизи реактора устраивают большие бассейны с водой, на дно которых (на глубину 4—5 м) и опускают специальные тележки с извлеченными из реактора стержнями. В этих бассейнах они должны стариться, пока в них не распадутся все самые короткоживущие, а следовательно, самые сильные радиоактивные изотопы, образовавшиеся в результате деления ядер урана.
После старения с урановых стержней снимают защитную оболочку и стержни растворяют в азотной кислоте.
Полученный раствор затем последовательно проходит ряд сложных химических процессов, позволяющих выделить из него остатки урана-235 вместе с ураном-238, вновь образовавшийся плутоний и продукты деления урана-235 — самые разнообразные радиоактивные изотопы.
Наиболее ценные и употребительные радиоактивные изотопы после их тщательной очистки, точного измерения характера и энергии излучения направляют в специальных контейнерах многочисленным потребителям, использующим их в качестве мощного источника самых различных излучений: альфа- и бета-частиц, гамма-лучей и т. д.
До открытия ядерных реакций во всем мире имелось всего несколько килограммов радия. Самые богатые в мире научно- исследовательские и лечебные учреждения имели не более 1—2 г этого драгоценнейшего металла.
Сейчас один даже не очень мощный ядерный реактор может обеспечить большое количество потребителей самыми разнообразными радиоактивными изотопами с различными видами излучения, эквивалентными по радиоактивности многим килограммам радия.
На заводы по производству ядерного горючего, так же как и на любые другие промышленные предприятия, распространяются одни и те же экономические законы. После того как окончился период освоения новой отрасли техники, щедрых расходов и стремления получить первые образцы продукции любой ценой, вступают в силу железные законы экономики. Они требуют от производства непрерывного роста производительности труда, снижения себестоимости выпускаемой продукции, экономии сырья и вспомогательных материалов, уменьшения непроизводительных накладных расходов и проведения ряда технических мероприятий, улучшающих производство, — в первую очередь жестких мер для повышения к.п.д. установок. Прекращаются скидки и уступки на новизну дела, действительные или мнимые неожиданности в технологическом процессе, неопытность кадров и т. д. Самое привилегированное предприятие с окончанием периода освоения и «детских болезней» роста становится хотя и важным, особым, первостепенным и т. д., но все-таки рядовым, серийным предприятием.
В производстве ядерного горючего основным показателем качества работы, технической культуры, научного уровня, квалификации обслуживающего персонала является та повседневная борьба за средние десятые и сотые доли нейтрона, не участвующие по тем или иным причинам в процессах цепной реакции в уране-235 или преобразовании урана-238 в плутоний, тория-232 в уран-233.
От этого, как мы уже видели раньше, зависит решение основного вопроса — быть или не быть ядерной энергетике вообще, будет ли она в энергетических ресурсах человечества будущего играть главнейшую или хотя и важную, но только вспомогательную роль. Решающее слово, как и всюду, принадлежит экономике, развитию производительных сил общества. В капиталистическом мире может быть одно решение, в социалистическом — другое.
Атомная энергия означает не только эру — много энергии, но и эру — много сырья.
Баланс нейтронов обычного реактора, в котором происходит «выжигание» 0,7% урана-235 и образование из урана-238 плутония, в самом лучшем случае позволяет на 1 кг делящегося урана-235 получать примерно 0,5 кг плутония.
Если основной целью такого производства является получение и накопление плутония для атомных бомб, то на этом задача данного предприятия оканчивается.
Если же главным назначением реактора является выработка электроэнергии, экономика всего предприятия на этом остановиться не может; полученные 0,5 кг плутония, смешанные снова с ураном-238, распадаясь, создают, допустим, уже 0,25 кг плутония. Дальнейший распад этого количества плутония с новой порцией урана-238 производит 0,125 кг плутония, и т. д. В конечном счете, при полном использовании каждый раз вновь создаваемого, правда непрерывно уменьшающегося, количества плутония сгорает уже не 1 кг чистого ядерного горючего, а примерно 2 кг, что позволяет почти в два раза увеличить количество энергии, которое можно получить от того же самого ядерного реактора.

ТОРИЙ-232

Еще один элемент — даже более распространенный, чем уран, — может с успехом служить сырьем для искусственного производства ядерного горючего. Это торий-232 (90Th232).
В чистом виде этот элемент в цепную реакцию вступать не может, так как делится только под действием самых быстрых нейтронов. Но если его подвергнуть в ядерном реакторе облучению мощным потоком нейтронов, он превращается в новый, искусственный изотоп урана — уран-233, который так же, как уран-235 и плутоний, является расщепляющимся материалом.

По такой схеме можно превращать торий-232 в уран-233, используя ядерный реактор любого типа.
Однако производство урана-233 затрудняется тем, что в природе существует всего один изотоп тория-232 и у него нет другого изотопа, который делился бы так, как в семье изотопов урана делится уран-235.
Чтобы превратить торий-232 в делящийся изотоп — уран-233, к торию-232 надо первоначально примешать некоторое количество урана-235 или плутония, поместить в ядерный реактор и, выжигая горючую часть смеси, превращать торий в новое ядерное горючее — уран-233. По мере накопления его можно будет затем целиком использовать вместо урана-235 или плутония.
Мы уже говорили, что в ходе ядерной реакции из обычного работающего уранового реактора непрерывно улетучивается некоторая часть нейтронов. Поэтому может оказаться целесообразным окружать активную зону обычного реактора слоем тория. Спустя определенное время часть ядер атомов тория-232, поглотив достаточное количество нейтронов, превратится в ядра атомов урана-233.
На этом, пожалуй, можно закончить ознакомление с промышленным производством делящегося ядерного горючего, хотя мы затронули только сравнительно небольшую частицу весьма интересной промышленности XX века.

«ТОПЛИВО ЗВЕЗД»

Поскольку речь зашла о сырье для атомной промышленности, помимо делящихся веществ — урана и тория,— к сырью должны быть отнесены также вещества, используемые для синтеза, или соединения, ядер легких элементов. Это тяжелый водород (дейтерий), сверхтяжелый водород (тритий), а также легкий элемент литий.
Напомним о теплотворной способности каждого из видов атомного горючего.
Килограмм самого лучшего каменного угля при сжигании выделяет около 8,14 квт-ч энергии; килограмм урана или тория в процессе ядерного деления выделяет почти в 3 миллиона раз больше энергии — 22,9 миллиона киловатт-часов; килограмм водорода, превращаясь в гелий, выделяет почти в восемь раз больше энергии, чем уран, — 177,5 миллиона киловатт-часов.
В главе шестой указывалось, что термоядерная реакция может осуществляться несколькими способами, например, ядро атома сверхтяжелого водорода (трития) соединяется с ядром атома водорода (протоном), превращаясь в ядро атома гелия. При этом выделяется 19,8 Мэв энергии.
Ядро трития соединяется с ядром тяжелого водорода (дейтерия), образуя ядро гелия с излучением одного лишнего нейтрона. При этой реакции выделяется 17,6 Мэв энергии.

Сколько энергии выделяется при горении 1 кг нефти, делении 1 кг урана и синтезе 1 кг водорода в гелий.
Ядро лития (3Li6), соединяясь с дейтроном, образует два ядра гелия, выделяя при этом энергию в количестве 22,4 Мэв, и т. д.
При возбуждении реакции слияния в чистом дейтерии могут протекать одновременно два параллельных процесса: превращение двух ядер атомов дейтерия в ядро изотопа атома гелия 2Не3 с испусканием нейтрона и энергии, равной 3,2 Мэв, и превращение двух ядер атомов дейтерия в ядро атома трития 1Η3 с излучением протона и выделением энергии 4,0 Мэв. Вновь образовавшееся ядро атома трития 1Н3 тут же соединяется с ядром атома дейтерия, в результате чего образуется ядро атома гелия 2Не4 с испусканием нейтрона и выделением энергии порядка 17,6 Мэв.

Таким образом, в сложной, двухступенной термоядерной реакции участвуют одновременно пять ядер атомов дейтерия с суммарным высвобождением: 3,2 + 4,0 + 17,6 = 24,8 Мэв энергии.
Как видно из этого далеко не полного перечня возможных реакций, исходным сырьем для производства термоядерного горючего являются обычный, тяжелый и сверхтяжелый водород, а также два изотопа лития: литий-6 и литий-7.
Более удобным, хотя и дорогим, источником ядерного горючего является уже известная нам тяжелая вода, из которой и выделяется тяжелый водород — дейтерий.
Водорода на Земле неисчерпаемое количество, тяжелой воды тоже довольно много, если учесть обилие воды в земных океанах вообще. 1 кг тяжелой воды растворен в 6 т обычной воды.
Общее количество воды на нашей планете — примерно 1400 миллионов миллиардов тонн (1,4 · 1018). А дейтерия в ней, по подсчетам ученых, — не менее 25 000 миллиардов тонн.
При слиянии же 1 г дейтерия в ядра атомов гелия выделяется 100 000 квт-ч энергии.
Следовательно, заключенная в этой массе дейтерия энергия грубо равна 3 · 1020 квт-год, в то время как мировое потребление энергии в год равно примерно 3 · 1012 квт-ч.
Практически единственный путь получения тяжелой воды —  это электролиз, то есть многократное разложение обычной воды электрическим током, в результате чего каждый раз образуется остаток, постепенно обогащающийся тяжелой водой.

Некоторые реакции соединения (слияния) ядер атомов легких элементов (синтеза) в ядра атомов более тяжелых элементов и выделяющаяся при этом энергия.
Процесс электролиза больших масс воды требует расхода огромного количества электроэнергии — около 60 тысяч киловатт-часов на производство 1 кг тяжелой воды, в котором два атома тяжелого водорода всё еще соединены с одним атомом кислорода. И нужен дополнительный процесс для освобождения дейтерия от кислорода.

Возможные способы получения трития путем бомбардировки различными частицами дейтерия и бериллия.
Еще более удобным сырьем для термоядерного горючего является сверхтяжелый изотоп водорода — тритий. Однако в природе он содержится в очень малых количествах. Образуется он, вероятнее всего, в результате взаимодействия мощных космических частиц с элементами земной атмосферы.
Поэтому сколько-нибудь ощутимые количества трития можно получить только искусственным путем — в ядерных реакторах при облучении изотопа лития-6 нейтронами. Этот элемент распространен в природе довольно широко — он входит в состав более чем 150 минералов.
Облученный в реакторе литий растворяется в воде, а из полученного раствора после электролиза извлекается водород, содержащий незначительные примеси трития.
Можно поступить и иначе — расплавив облученный литий, вдувать в него водород. Образовавшийся в результате облучения тритий будет находиться в смеси с водородом, из которого его можно затем сравнительно легко выделить.
Помимо того, что литий служит источником получения трития, он и сам при соответствующих условиях может, соединяясь с дейтерием (литий-6) или с водородом (литий-7), вступать в термоядерную реакцию.
Термоядерные реакции являются основным источником энергии, излучаемой Солнцем и звездами. Вот почему водород и литий иногда называют «звездным топливом».

Наиболее простой способ получения трития путем облучения лития-6 в ядерном реакторе.
Однако гений человека решил, казалось бы, совершенно невозможную задачу создания термоядерной реакции в земных условиях. После атомной бомбы это получилось, как будто бы очень легко и почти обыденно. Мы иногда забываем даже, что вступили в эпоху, когда почти вслед за непередаваемо могущественной силой — энергией делящихся ядер — человек получил в свои руки еще более могучую силу: энергию термоядерных реакций, с которой он способен, если ее правильно использовать, творить настоящие чудеса. Перед ним открылись заманчивые и уже не столь недоступные дали космических пространств. Человек будущего, если захочет, возможно, создаст даже искусственное солнце.
Правда, сейчас сделан еще только первый шаг в направлении использования этой могучей силы. Использовать ее мы можем пока еще только в виде гигантского взрыва. Но придет время, и человек научится замедлять эту силу, разменивать ее на «мелкие монеты», и тогда он будет буквально держать в своих руках полыхающий ослепительным пламенем кусочек настоящей звезды.
Возможно ли обуздать эту новую сверхмощную энергию? Помечтать об этом мы попытаемся в главе семнадцатой.