Сейчас много спекуляций на тему атомных бомб, которые могут понаделать для террористов бессовестные и жадные до денег ученые (встречали таких?).

750-страничный "Справочник по ядерной энерготехнологии", вышедший в США в 1984 году и переведенный на русский язык, утверждает следующее:

Чтобы изготовить ядерное устройство, прежде всего необходимо иметь определенное количество делящегося материала - обогащенного урана-235, плутония или урана-233. Многие аспекты производства ядерного оружия остаются секретными. Однако известно значительное количество технических деталей. Возможно, слишком много технической информации уже стало известно через научные публикации, обнародование ранее секретной документации, легкий доступ к ряду правительственных документов в публичных библиотеках или через запросы в правительственные учреждения.

Напомню, что это написано в 1984 году или даже раньше.

Далее следует сноска:

По конструированию ядерных взрывных устройств был выполнен ряд студенческих работ, основанных на информации, доступной в публичных библиотеках и правительственных информационных центрах. Среди них печально известна работа, написанная Аристотелем Филлипсом из Принстонского университета, которая произвела национальный фурор в 1976 г. Эксперты по ядерному оружию, которые рассматривали эту конструкцию, заявили, что устройство после правильной сборки будет работоспособным и достаточно эффективным.

С тех пор прошло больше четверти века, а "воз и ныне там". Если в начале 1940-х годов, когда ядерная гонка только зарождалась, едва ли два-три десятка специалистов на Земле представляли себе, в каком направлении следует работать, то сейчас по планете разгуливают тысячи специалистов, специально обученных конструировать ядерные взрывные устройства. За последние лет пятнадцать рассекречены и обнародованы документы, в деталях описывающие особенности конструкции и процесс изготовления первой британской атомной бомбы, а также подробности южноафриканской программы по созданию ядерного оружия. Однако, похоже, никому до сих пор не удалось изготовить и собрать хотя бы одно работоспособное устройство вне рамок известной ядерной программы. Лишь небольшому числу обладающих серьезным научно-техническим потенциалом странам, очевидно, не без активной помощи разведки и тайной помощи от стран ядерного клуба, удалось за полвека получить собственные ядерные арсеналы. Какие, казалось бы, тут могут быть проблемы? Нашел заброшеный подвал, загнал в него и заставил работать два десятка ученых и инженеров, а детали и оборудование закупил по всему миру. Ученые разберутся, инженеры соберут. Эта идея очень старая, вспомните Жюля Верна:

- Каждая часть корабля, господин Аронакс, получена мною из различных стран земного шара. Предназначение каждого заказа было вымышленным. Киль "Наутилуса" выкован у Крезо, гребной вал у "Пена и компании" в Лондоне, листовая обшивка корпуса у Лерда в Ливерпуле, винт у Скотта в Глазго, резервуары у "Кайля и компании" в Париже, машины у Круппа в Пруссии, таран в мастерских Мотала в Швеции, измерительные приборы у братьев Гарт в Нью-Йорке и так далее. Поставщики получали мои чертежи, подписанные всякий раз другим именем.

Но единственная в своем роде попытка примерно таким образом изготовить подводную лодку океанского класса колумбийской наркомафией была прервана полицией более чем через век после Жюля Верна. И почему-то фирмы, собирающие подлодки, можно пересчитать по пальцам, так же как и фирмы, строящие вертолеты и дирижабли, делающие професиональные фотокамеры, тяжелые грузовики, жидкостные ракетные двигатели и многие другие давно известные и хорошо освоенные в производстве вещи. Представьте, что Вы хотите собрать себе PC, но два или три важных компонента (процессор, модуль памяти и жесткий диск) купить невозможно. Или собрали PC, а хоть какую-нибудь операционную систему нигде не достанешь - хоть садись и сам пиши (вопрос только на чем). Очевидно, что так же обстоит дело и с ядерным оружием, но... в настоящее время никто не продает ключевые компоненты, необходимые для изготовления атомной бомбы.

Простые и давно известные принципы, лежащие в основе многих устройств и технологий, тем не менее оказываются недостаточными для их изготовления, так как предварительно требуется либо создание целых отраслей промышленности (а это дело достаточно долгое, дорогостоящее и, что важно в нашем случае, заметное для окружающих), либо закупка комплектующих, пригодных для сборки конечного изделия, у государства, имеющего такую промышленность.

Возможно поэтому основной проблемой ядерной безопасности считается защита ядерных материалов и/или готовых изделий от похищения. Некоторые независимые эксперты утверждают, что уже похищено достаточно урана и плутония, чтобы сделать несколько атомных бомб. Ядерные боеголовки достаточно компактны (см. рис. слева) и перевозятся не то чтобы с очень хорошей охраной (см. рис. справа). Американцы предполагают, что в России в 1990-х годах могли быть похищены несколько ядерных боеголовок (российский эксперты с этим категорически не согласны). Полностью готовое к употреблению ядерное взрывное устройство, изготовленное на высокотехнологичном заводе в СССР (России) или США, может иметь массу порядка 30 кг и помещаться в рюкзак или чемодан (даже "дипломат").

Все без исключения промышленно изготовленные атомные боеголовки имеют несколько степеней защиты от несанкционированого или случайного взрыва, так что похитителям-террористам вряд ли вообще удасться использовать их по назначению. Ядерными державами ведется строжайший учет не только самих боеголовок, но и всех их составляющих, технологий и оборудования для их производства а также ведется неусыпное наблюдение за лицами, имеющими доступ ко всему этому. Очевидно, что хищение боеголовки быстро обнаружат и на такой случай существуют эффективные планы нейтрализации похитителей, которые будут немедленно приведены в действие. К тому же, правительства многих стран, не принадлежащих к ядерному клубу, готовы заплатить астрономические суммы за любую реальную помощь в создании ядерного оружия. Возможно, именно такие правительства и скупают все похищенное, возможно, что никто из потенциальных террористов никогда не сможет устоять перед соблазном получить миллиарды долларов за безопасную сделку купли-продажи вместо сомнительного участия в боевике с ядерным шантажем.

Тем не менее в будущем основным фактором, увеличивающим риск распространение ядерного оружия, может стать распространение гражданской атомной энергетики. Сейчас АЭС и исследовательские реакторы имеются у ограниченного числа государств и их эксплуатация жестко контролируется правительствами и международными организациями. Но контроль становится все менее надежным по мере строительства ядерных реакторов во все большем числе стран. Станет ли когда-нибудь ядерная энергетика такой же распространенной, как сейчас тепловая? Будет ли это означать, что любое государство или фирма, владеющие ядерным реактором, смогут (если зададутся такой целью) создать собственный ядерный арсенал? Ниже я попробую рассмотреть эти вопросы подробно.

Не надо быть Жюлем Верном, чтобы догадаться, что в обозримом будущем нас ждет драматический дефицит ископаемого углеводородного топлива - нефти, природного газа и угля - основного топлива для двигателей и энергоустановок. Даже не важно, что послужит причиной раньше: третья мировая война, исчерпание запасов в рентабельных месторождениях или международные соглашения, принятые в связи с глобальным потеплением климата. Топливо все равно придется менять, или же использовать какие-то другие источники энергии.

Суммарная мощность земных электростанций составляет примерно 10^13 Вт. Почти вся она обеспечивается тепловыми электростанциями, сжигающими углеводороды. Достижения в области источников энергии, не сжигающих ископаемое топливо (вроде ветровых, приливных, геотермальных, солнечных и некоторых других) представляются мне скорее политической уступкой зеленым, нежели сколько-нибудь серьезным решением энергетической проблемы. При всех достоинствах таких установок они эксплуатируют относительно слабые природные источники энергии, окупаются на очень немногочисленных локальных участках земли (или воды) и/или имеют очень низкий КПД и невысокую удельную мощность. Переход на другой вид углеводородного топлива (метановый гидрат, биогаз, биомассу, сжиженный природный газ и т.п.) не решает проблемы парникового эффекта, хотя, возможно, дает выигрыш во времени. На первый взгляд весьма привлекательны криогенные топлива, такие, как жидкий водород. К сожалению, существующие сегодня технологии по промышленному производству водорода очень энергоемки. Поэтому обратимся к реальности.

В ряде технологически развитых стран альтернативой традиционным тепловым электростанциям, сжигающим мазут, природный газ или угольную пыль, как раз и являются атомные электростанции, утилизирующие энергию распада изотопов тяжелых элементов (урана-235, урана-233, плутония-239). Электроэнергия, вырабатываемая АЭС, в разы дешевле любой другой. Аналитики обычно ссылаются на позитивный опыт Франции и Бельгии, в которых почти половина электроэнергии вырабатывается АЭС. И вообще в Европе ядерные реакторы обеспечивают весьма существенную долю производства электроэнергии. В других развитых странах эта доля немного меньше (за исключением Японии), в мире в среднем вообще невелика (по разным оценкам 5-7%, в развитых странах 16%). В настоящее время создать собственную ядерную энергетику, тем более, собственную атомную промышленность, могут позволить себе далеко не все государства, даже если этому будет содействовать МАГАТЭ (которая, как правило, не спешит это делать), так как США активно противодействуют попыткам многих стран получить энергетическую независимость, или просто потому, что многие страны бедны.

С потребительской точки зрения АЭС отличается от обычной тепловой станции только тем, что в котле сгорает уран, а не природный газ, мазут или угольная пыль. В природе существует много месторождений урана и добывать его (вопреки ужастикам об урановых рудниках) не сложнее, чем медь или никель. Добытая порода поступает на перерабатывающий завод, где из нее делают концентрат U3O8. Концентрат затем перерабатывают в газообразный гексафторид урана (UF6) и обогащают, увеличивая долю изотопа 235. Почти весь уран обогащается методом газовой диффузии (скорость проникновения через пористую перегородку газов с различной молекулярной массой разная, более легкие молекулы проходят через перегородку быстрее), значительно меньшая часть обогащается с помощью газовых центрифуг. Существуют другие методы, но они малоэффективны или находятся в стадии разработки.

Природный уран в среднем на 99,283% состоит из изотопа 238 и на 0,711% из изотопа 235 (остальное - изотоп 234). Для использования в качестве топлива на АЭС долю 235U нужно увеличить примерно вчетверо (до 3%). Заводы, производящие обогащенный уран, представляют собой циклопические очень энергоемкие сооружения. Для того, чтобы снабдить один энергоблок АЭС ядерным топливом на год, нужно прогнать через диффузоры примерно 100 млн.т гексафторида урана (имеется в виду, конечно, что гораздо меньшее количество газа прогоняется через диффузоры многократно).