Осторожно, торий!




Нет, это не об отраве и не о позывном злонамеренного разведчика-нелегала. Торий – это химический элемент Th, занимающий 90-ю клетку в Периодической системе элементов Менделеева, то есть содержащий в своем ядре 90 протонов и 142 нейтрона, кои и создают атомную массу тория (232). Электронов в электронных оболочках тория столько же, сколько протонов в ядре.

Подавляющее большинство смертных проживают на Земле свой век, не задумываясь о существовании тория. Но так было до недавних пор. Всемирная паутина (электронный журнал без редактора и какой-либо ответственности авторов публикаций) практически мгновенно превратила торий в интернет-знаменитость.

«1 грамм тория вместо 28 000 литров бензина. Таково соотношение расхода топлива в автомобильных двигателях, если заменить привычное горючее торием. Речь о 232-м изотопе тория с самым длинным периодом полураспада». Так высказался в интернете некий автолюбитель, который едва ли бы был столь самоуверен, если бы за ним не стоял академик (и, кажется, вице-президент нынешней РАН) Евгений Велихов. 

Вот его собственные, академические, интернет-перлы: «У Америки гаджеты, у нас энергия. Россия может совершить всемирный переворот в ядерной энергетике, если сделает ставку на торий. Торий – топливо 21-го века и всего тысячелетия. В случае нормализации геополитической обстановки Россия при участии нескольких стран может построить гибридный реактор на тории. Это станет возможным в 2030-х гг. текущего столетия».

Нетрудно найти в интернете и высказывания, кои можно расценить уже как давление на нынешнюю не слишком образованную и не слишком уверенную в себе российскую власть: «350 000 000 долларов. Примерно такую сумму ежегодно выделяют в Китае на развитие ториевой энергетики. Это настораживает Россию, которая рискует потерять лидерство на топливном рынке, если основным энергоресурсом в мире станет 90-й элемент. В земной коре тория больше, чем урана. Цена оксида тория около 7500 руб/кг». И лишь один интернет-автор в конце своих панегириков в адрес тория написал: «Сам по себе 90-й элемент не способен давать энергию. Всё меняет нейтронная среда и водный реактор. С ними торий преобразуется в 233-й уран. Вот он – эффективное топливо».

На всякий роток не накинешь платок. Попробуем разобраться что к чему. 

Торий альфа-радиоактивен, то есть распадается на радий (88-й элемент Таблицы Менделеева) и альфа-частицу (ядро атома гелия, дважды ионизованного) с периодом полураспада 14 млрд лет, а число атомов (и атомных ядер) в 1 г тория нетрудно найти, разделив этот грамм на массу атома тория. Разделив же граммовое число атомов на период полураспада, выраженный в секундах, получим оценку числа ядер, альфа-распадающихся в секунду в одном грамме тория. Оценка дает около 10 тысяч ядер. А поскольку каждая альфа-частица уносит с собой около 4 мегаэлектронвольт энергии (согласно имеющимся справочным данным), распад 10 тысяч ядер в секунду дает около 0,01 микроватта мощности. Кому нужен столь «мощный» источник энергии, я не берусь судить.

Не лучше обстоит дело и с превращением тория Th(232) в уран U(233).

Давно известно, что самыми устойчивыми ядрами обладают химические элементы, расположенные в середине Таблицы Менделеева (Fe и около него). Легкие ядра (дейтерий, тритий, литий), что в начале Таблицы Менделеева, склонны к слиянию, ядра тяжелых элементов (актиноидов), к коим относятся и торий, и уран, и плутоний, склонны к радиоактивному распаду. Превращение тория-90 в уран-92, имеющий в своем ядре на 2 протона больше, представляется противоестественным, ибо альфа-распад лишь уменьшает число протонов в ядре, но никак не увеличивает. А потому указанное превращение представляется проблематичным и, во всяком случае, требует пояснений, кои никто из пропагандистов тория, включая академика Велихова, в интернете не дает. (Туманная ссылка на нейтронную среду и водный реактор едва ли кого может убедить.)

И это не первый случай, когда академик РАН Велихов пропагандирует непродуманную физико-энергетическую идею. Но не будем спешить с осуждением. У каждого свои проблемы, в том числе психические.

В своей статье, посвященной Максу Планку и написанной в 1918 г., Альберт Эйнштейн назвал физиков людьми странными, замкнутыми, уединенными и занятыми прежде всего изучением предустановленной гармонии природы. Но в 1918 г. мир еще не знал ядерного оружия. Успех сначала американского, затем советского атомных проектов (а теперь мировой «ядерный клуб» насчитывает уже десять государств) произвел столь кардинальные изменения в человеческой психике, что они до сих пор не всеми и не во всем осознаны. Не могли они не коснуться и физиков, как участвовавших в атомных проектах, так и не участвовавших.

Главное изменение для физиков заключалось в том, что к гармонии природы как таковой они потеряли интерес (если не целиком, то в значительной степени). Но, напротив, обрели интерес к крупным прикладным проектам, интересным для власти и привлекающим общественное внимание, а значит и деньги и разного рода награды. Некоторым физикам (тем, что недалеко от власти) и поныне хочется чего-то такого-эдакого (вовсе не обязательно нового оружия). Но эдакого столь амбициозного, чтоб весь мир вздрогнул. Тем более что и президент Путин неоднократно призывал российских ученых к формулировке амбициозных проектов.

К такому-эдакому прежде всего следует отнести проблему УТС (управляемых термоядерных реакций), рожденную тем же атомным проектом. Ее первопроходцем был академик Л.А. Арцимович, предложивший удерживать плазму с помощью известной уже школьникам силы Ампера и потому в начале 50-х гг. прошлого столетия возглавивший ОПИ (отдел плазменных исследований) ИАЭ им. Курчатова, в который попали на службу и будущие академики Велихов и Кадомцев. Но не получилось у Арцимовича. 

И написав монографию «Управляемые термоядерные реакции» (ГИФМЛ, Москва, 1961), в которой и сегодня можно найти 17 откровений растерянного первопроходца УТС, Лев Андреевич ушел из проблемы. А в 1973 г. и из жизни.

В 1975 г. по состоянию здоровья пост президента АН СССР оставляет М.В. Келдыш, и президентом АН становится директор ИАЭ А.П. Александров. И тут же (4 июля 1975 г.) в газете «Правда» сотрудники ИАЭ им. Курчатова академики Е.П. Велихов и Б.Б. Кадомцев публикуют статью «Задача века. Пуск крупнейшей в мире экспериментальной установки «Токамак-10», в которой обещают решить проблему УТС «в течение ближайших пяти-шести лет». Но не получилось и у них.

Почему эта проблема до сих пор не решена и какой именно внутренней связью (по Анри Пуанкаре) пренебрегали Арцимович, Велихов, Кадомцев и многие другие физики, занимавшиеся УТС, можно узнать из моей книжки «Укротить самосогласованную» (Москва, «Триумф», 2020). Кто заинтересуется, прочтет.

Но примечательно то, что параллельно с проблемой УТС Велихов обещал решить и еще одну сногсшибательную прикладную проблему, а именно проблему плазменных МГД-генераторов (см. Физический энциклопедический словарь, Москва, «Советская энциклопедия», 1984), о коих теперь уже никто и не вспоминает. Поматросили и бросили.

Теперь вот еще торий. Но законы физики не зависят ни от земной власти, ни от академических званий и наград, ни от финансовых затрат. В том всё и дело. Пора уйти от саморекламы и вернуться к физике, которая еще не закончена. Например, свойства турбулентной плазмы никем пока не исследованы.

И как тут не вспомнить Владимира Владимировича (но не Путина, а Маяковского), который мог бы сказать: «Я бы нынешнюю РАН закрыл, слегка почистил, а потом опять открыл, вторично».

Борис ОСАДИН,
выпускник физического факультета МГУ 1960 г.,
доктор технических наук, профессор

Другие материалы номера