Девятого ноября 1965 года крупнейшая авария потрясла Нью-Йорк и некоторые другие ближайшие к нему города. По страницам газет всего жира пронеслись устрашающие заголовки — «Авария века», «Конец света». Радио и телевидение посвящали этому событию большую часть программ. Случилось же в Нью-Йорке вот что на одной из второстепенных линий электропередачи, связывающих США с Канадой, возникли неполадки. Они привели к отключению других параллельных линий, вследствие чего образовалась лавинорастущая авария. В результате отключились электростанции мощностью примерно 45 миллионов киловатт Такой встряски не выдержана вся электроэнергетическая сеть северо-востока страны, многокилометровая электроэнергетическая сеть вышла из строя, и анергии лишились восемь северо-восточных штатов и две провинции Канады с населением в несколько десятков миллионов человек.

В тот вечер Нью-Йорк окутала кромешная тьма, выключенные — светофоры вызвали аварии. Пробки на улицах нарушили движение транспорта остановились автобусы, троллейбусы, легковые автомобили В метро замерли поезда Одновременно выключилась вентиляция и нарушилась система откачки грунтовых вод. В ужасном положении оказались люди. В биткам набитых поездах возникали дикие сцены. «Скорая помощь» (она тоже была парализована) оказалась бессильной. В часы «пик», что обостряло создавшееся — положение, люди, покидавшие работу, оказались запертыми в лифтах, которые, лишенные притока воздуха, превратились в душегубки, замерли все электродвигатели и электроустановки. Вышли из строя крупнейшие холодильные хранилища. Нарушились технологические процессы на заводах и фабриках, что привело к авариям. Возникли пожары. Начались грабежи; с грабителями в сложившейся обстановке не могла справиться полиция. Нарушилась связь. В течение нескольких часов жизнь Нью-Йорка и других городов была парализована. Лишь на следующий день возобновилась работа электростанций.

Получив энергию, город начал приходить в себя и… оценивать урон, нанесенный аварией. А он был значительный. Много оказалось погибших, искалеченных и раненых людей. Не в лучшем положении были здоровые, лишившиеся крова, так как многие здания были охвачены пожарами. Десятки тысяч тонн продовольствия, хранящегося в холодильниках, пришли в негодность.

Комиссия, созданная для расследования причин аварии, вынесла следующее заключение: необходимо централизовать управление развитием и эксплуатацией электроэнергетических систем. Это хотя и запоздавшее, но разумное решение не так-то просто осуществить в капиталистическом мире — оно вошло в противоречие с «принципом свободного предпринимательства». Примечательно, что после этой грандиозной аварии гораздо большую популярность среди предпринимателей США завоевала идея создания автономных, независимых от общей сети источников питания; пусть дорогих, пусть требующих специального обслуживания, но… своих.

Каждому дому, каждому хозяину — свой отдельный источник энергии.

Сразу же оговоримся. Споры о путях прогресса, развернувшиеся в последние годы — за рубежом и у нас, направлены не только против ядерной энергетики, хотя отказывающихся именно от нее немало. Основная тема дискуссий — пути дальнейшего обеспечения развития техники, производства и энергетики. А поскольку флагманом энергетики, ее будущим становится ядерная энергетика, то зачастую она и попадает в центр атак — становится наиболее сильно обстреливаемой мишенью.

Что же атакуют? И за что? Что они требуют? И что предлагают? Одни из них за то, чтобы прекратить развитие лишь ядерной энергетики, другие всей энергетики, а третьи вообще предлагают остановить развитие научно-технической революции. К ним относятся и экзистенциалисты (от латинского existentia — существовать). С их точки зрения развитие науки и техники очень быстро приведет к утрате внутреннего мира личности — к ее деперсонализации и превращению человеческого существа в робота. Вещанию экзистенциалистов в книге «Эра роботов» вторит англичанин П. Клитер. «Благодаря автоматизации и освобождению людей от физического и умственного труда, — пишет он, — мир превратится в скопище тунеядцев, бездарностей, идиотов и преступников».

Диапазон требований противников прогресса широк, и мотивы их выступлений совершенно различны. Профессор Хорнер из Западной Германии отмерил такие сроки мрачных событий: через 10 тысяч лет наступит утрата интереса к науке и технике, а через 30 тысяч лет — физическое или духовное вырождение и вымирание.

Группа ученых под руководством А. Медоуза подготовила доклад «Пределы роста», в котором негативные стороны и последствия научно-технической революции доводятся до объективных закономерностей. Впадая в мальтузианскую крайность, они предрекают в ближайшем будущем массовый голод, приостановку производства, исчерпание минеральных ресурсов и резкое загрязнение окружающей среды.

«Времени — для того, чтобы исправить положение, уже почти нет», считает американский ученый Э. Вейнберг. По его мнению, у человечества остается всего 20 лет, чтобы начать радикальную перестройку глобальной энергетической системы, так как, утверждает он, все, что горит, приносит людям вред.

Есть ли хоть какие-либо основания под всеми этими прогнозами и предостережениями? Да, есть. Мы уже говорили, что тревогу высказывают не только любители сенсации, но и серьезные ученые и специалисты. И их можно понять. Масштабы энергетики, техники и вообще всей деятельности человека возросли настолько, что стали оказывать существенное влияние на окружающую среду, изменять установившийся ранее кругооборот вещества и энергии.

А как скажутся эти изменения на самом существовании людей — установить нелегко. Отсюда тревога за будущее планеты и всего живого на ней, за ее перегрев и чистоту атмосферы. Вызывает беспокойство и тот факт, что добыча некоторых невозобновляемых полезных ископаемых возросла настолько, что сравнима уже с их общими запасами или станет сравнимой в ближайшем будущем. Такое положение вызывает беспокойство ученых за обеспеченность населения сырьевыми ресурсами уже сегодня.

И еще: сокращение топливных запасов заставляет человека добывать полезные ископаемые из пластов, которые лежат не на самой поверхности или вблизи нее.

А такая добыча требует большего труда. Это приводит к удорожанию производства энергии. «До 50 процентов бюджета промышленно развитых стран тратится на обеспечение общества энергией», — говорит президент Академии наук СССР А. Александров.

Вдумайтесь во все это! До половины своих усилий человечество тратит на то, чтобы обеспечить себя энергией.

Истоки проблем и споров при оценке и прогнозировании энергетической ситуации в разных районах мира весьма различны. Здесь все: и незнание сути проблемы, и философские заблуждения, и недоверие к новому, и конкурентные соображения отдельных промышленных кругов, и многое другое. Не надо думать, что энергетика вообще и атомная энергетика в частности являются в этом смысле исключением. Как и во всяком другом открытии, в атомной энергетике тоже имеются противоречивые тенденции, которые и порождают различное к ней отношение. И чтобы правильно их оценить, надо задаться вопросом: что несет атомная энергия человечеству — несчастье или благо? Надо сразу же заявить: да, благо; она должна прийти на смену энергии, получаемой от органического топлива, когда его запасы на планете истощатся. Каковы же достоинства атомной энергии и ее слабости?

Сначала вспомним, что такое энергия вообще.

Впервые это понятие будто бы появилось в трудах Аристотеля более 2000 лет назад. Энергия — слово греческое и состоит из двух простых слов. «Эн» — что значит «в», «содержание», и «эрг» — «работа». А все вместе означает способность тела совершать работу.

Энергия есть не что иное, как форма движения материи. Существует много видов энергии, а вот единой классификации их пока еще нет. Разные ученые, каждый по-своему, систематизируют ее виды. Мы же приведем одну из таких классификаций. Итак, вот что в нее входит.

Химическая энергия — это энергия, освобождающаяся при изменении структуры электронных оболочек молекул.

Что же такое атомная энергия? Чтобы узнать, что это такое, лучше, пожалуй, напомнить о более привычной форме энергии — химической, и от нее перейти к атомной.

Мы знаем, что в угле, нефти, газе скрыта энергия.

Это и есть химическая энергия. Каким же образом освобождается она из перечисленных выше видов топлива?

Представьте себе, что вы взяли 10 гирь по одному килограмму каждая, взвесили их по отдельности и убедились, что каждая гиря весит точно один килограмм.

Затем сложили их вместе и, взвесив, получили общий вес не 10, а 9,9 килограмма! Невероятно? Да, конечно, но подобное явление с «исчезновением» массы проявляется ежечасно, ежесекундно и не в лабораторных условиях, а в топках, где горят нефть и уголь, в газовых плитах при сгорании газа. Известно, что горение, скажем, угля — это процесс (реакция) соединения углерода с кислородом с образованием углекислого газа. При сгорании каждых 12 килограммов углерода расходуется 32 килограмма кислорода. И мы вправе ожидать, что в результате этой реакции образуется 44 килограмма углекислого газа.

Что происходит с веществом при химической реакции, скажем, при горении углерода?

Молекула кислорода, состоящая из двух атомов, соединяясь с одноатомной молекулой углерода, образует трехатомное вещество — углекислый газ. Если молекула является наименьшей частью вещества, сохраняющей присущие этому веществу свойства, то атомы — это самые крошечные «кирпичики», определяющие свойства химических элементов, например, углерода, водорода, железа. Элементы отличаются друг от друга тем, что составляющие их атомы различны.

Углекислый газ не элемент, а вещество, содержащее атомы различных-элементов. Однако вещество, получившееся в результате химической реакции, состоит только из тех атомов, которые были введены в реакцию, — в данном случае из атомов углерода и кислорода. Этот факт обязателен для любой химической реакции, следовательно, в ней никогда нельзя получить новый химический элемент, новые атомы. А этого как раз и не знали средневековые алхимики и пытались получить золото из более дешевых и менее привлекательных материалов, которые, однако, не содержали атомов, определяющих свойства цветного металла.

Энергия, которую можно получить в химических реакциях, мала. Это мы видели в нашем опыте, где при горении углерода превратилась в энергию лишь одна десятимиллиардная доля вещества, участвовавшего в химической реакции горения. В других химических реакциях эта доля может быть больше, но ненамного. Значит, во всех химических реакциях, при которых изменения претерпевают лишь молекулы вещества, а атомы не изменяются и остаются целыми, невозможно перевести в энергию большую долю вещества. Как же эту долю увеличить? Надо пойти по принципиально новому пути и попытаться осуществить такие реакции, где менялись бы сами атомы.

Продолжим путешествие и «заглянем» внутрь атома.

Подобные ядерные реакции соединения легких элементов уже осуществлены. Интересно посмотреть, чего можно ожидать от реакций с тяжелыми элементами, приведенными в конце таблицы?

«Соединив» молибден с лантаном, мы получим элемент с массовым числом 235. Это уран-235 (такое написание применяется и для других элементов). Оказывается, в такой реакции результирующий дефект массы не возрастает, а уменьшается, и никакой энергии не выделяется, напротив, для осуществления такой реакции необходимо затратить ее пропорционально полученному изменению дефекта массы. Если сделать подобные расчеты для всех известных элементов, то окажется, что при соединении элементов с массовым числом, большим 60, новый элемент может быть получен лишь при затрате энергии на эту реакцию.

Вернемся к нашему примеру получения урана из молибдена и лантана. Будем рассуждать так: если при соединении атомов молибдена и лантана затрачивается энергия и получается атом урана, то при проведении реакции наоборот, то есть при делении атома урана на атомы молибдена и лантана, должна выделиться энергия. Действительно, пусть теперь исходным продуктом будет уран-235. Предположим, что каким-то путем нам удалось его разделить на молибден и лантан. Оказывается, сумма масс атомов этих элементов меньше массы атома урана, то есть дефект массы при такой реакции увеличивается, а значит, реакция пойдет с выделением энергии. Так на смену синтезу элементов пришел другой путь освобождения внутриядерной энергии — деление ядер. Так учеными был преодолен еще один рубеж на пути познания природы.

Конечно, достигли они этих высот не сразу. Ими создавались новые и отбрасывались отжившие теории, проводились многочисленные эксперименты и разрабатывались новые методы исследований. Лишь одно описание путей освобождения энергии может занять несколько томов. Перелистывая страницы этого описания, можно встретить многие славные имена наших современников, чьими трудами открыта эта тайна вещества. Среди них англичане Э. Резерфорд и Д. Чэдвик, датчанин Н. Бор, итальянец Э. Ферми, физики Советского Союза Д. Иваненко, И. Гуревич, Л. Ландау, И. Померанчук, Г. Флеров, И. Курчатов, немцы О. Ган и Ф. Штрассман, французы И. и Ф. Жолио-Кюри, а также многие, многие Другие.

Но вернемся к синтезу и делению — так будем называть два рассмотренных пути освобождения внутриядерной энергии — атомных ядер. Говоря о реакции синтеза, надо заметить, что в ряде случаев наряду с образованием нового элемента происходит высвобождение элементарных частиц: протона или нейтрона. Так, в реакции соединения двух атомов дейтерия образуется тритий, или гелий-3, и высвобождается протон или нейтрон. Возможна реакция синтеза дейтерия и трития с образованием атома гелия и вылетом нейтрона. Величина выделяющейся на грамм соединившихся веществ энергии составляет около 80 миллионов килокалорий. При делении же урана на один его грамм освобождается только около 20 миллионов килокалорий.

В реакциях деления и синтеза ядер в тепло и излучение превращается от 0,1 до 0,5 процента вещества. При химических реакциях, как мы уже говорили, эта величина составляет всего лишь одну десятимиллионную (10

-7

) часть. Значит, овладев энергией деления и синтеза, человечество увеличит калорийность (теплотворную способность) топлива в миллионы раз. Это очень важный и своевременно взятый рубеж. Но, овладев им, человек начинает думать о взятии нового. Это и не удивительно.

«Человек создан затем, чтобы идти вперед и выше», — говорил Максим Горький, поэтизируя это качество людей.

Если же думать о практическом значении такого «опережения событий», то, пожалуй, не скажешь лучше известного польского писателя-фантаста С. Лема: «…в предыстории практика, естественно, опережала теорию, ныне же теория обязана провидеть пути практики, ибо за всякое невежество, проявленное сейчас, человечеству придется дорого уплатить потом».

Итак, стоит вопрос, который задают и ученые-теоретики, и экспериментаторы, занимающиеся физикой ядра — существуют ли пути превращения в энергию большего количества вещества, чем реакции деления и синтеза ядер. Возможны ли они в принципе?

В принципе такие пути возможны. Нужно только найти законы, управляющие процессами большего превращения вещества в энергию.