Сама мысль о том, чтобы взять в руки пилу и разрезать кусок металла, который является сердцем атомной бомбы и топливом для ядерных реакторов, кажется сценой из фантастического триллера. Однако ответ на вопрос «что будет?» не так однозначен и сильно зависит от одного критически важного фактора: о каком именно уране идет речь.
Давайте оставим в стороне голливудские клише и разберемся с реальной физикой, химией и опасностями, которые таит в себе эта процедура.
Главный Герой: Уран и его «братья»-изотопы
Прежде всего, уран — это тяжелый, плотный металл, похожий на сталь или вольфрам. В природе он встречается в основном в виде двух изотопов:
- Уран-238 (U-238): Составляет 99.3% природного урана. Он относительно стабилен, но обладает высокой химической токсичностью и слабой радиоактивностью (является альфа-излучателем).
- Уран-235 (U-235): Составляет всего около 0.7% природного урана. Это тот самый изотоп, который способен к поддержанию цепной ядерной реакции деления.
Процесс увеличения доли U-235 называется обогащением. В зависимости от степени обогащения, уран делят на несколько типов, и от этого кардинально меняются последствия нашей «операции».
Сценарий 1: Распил природного или обедненного урана
Что мы пилим? Кусок металла с содержанием U-235 менее 0.7% (природный) или даже меньше (обедненный уран — это отходы после обогащения). Такой уран используется, например, в броне танков и снарядах, благодаря своей огромной плотности.
Что произойдет во время распила?
- Пожар и Взрывная Пыль. Уран — химически активный металл. При пилении (особенно такими инструментами, как шлифовальная машина «болгарка») возникает огромная температура. Мельчайшие опилки урана, нагретые до сотен градусов, мгновенно воспламеняются на воздухе. Вы увидите яркую вспышку и облако белого пламени. Опилки будут греть, искрить и гореть, превращаясь в оксид урана (U₃O₈) — токсичный зеленовато-черный порошок.
- Радиационная опасность: Невидимая угроза. Хотя альфа-излучение U-238 не может пройти даже через лист бумаги или кожу, оно чрезвычайно опасно при внутреннем воздействии. Распил создаст облако радиоактивной аэрозоли. Вдохнув эти раскаленные частицы, вы на всю жизнь поселите уран в своих легких. Это прямой путь к раку легких и тяжелым поражениям внутренних органов. Химическая токсичность урана (как тяжелого металла, подобного свинцу или ртути) также вызовет тяжелое отравление, поражая почки и нервную систему.
- Никакого ядерного взрыва. Это важнейший пункт. Ядерного взрыва не будет никогда. Для цепной реакции нужна строго определенная критическая масса чистого U-235, собранная в небольшом объеме определенной геометрии (обычно сфере). Распиловка на куски, наоборот, уменьшает массу в одном месте и нарушает геометрию, делаAchieving критичность невозможной.
Итог для сценария 1: Вы устроите мощный химический пожар с выделением радиоактивной токсичной пыли. Это будет смертельно опасная авария, сравнимая с взрывом химического завода, но с долгосрочными радиологическими последствиями для всех, кто окажется в зоне задымления. Ядерного взрыва не произойдет.
Сценарий 2: Распил низкообогащенного урана
Что мы пилим? Топливо для атомных электростанций. Содержание U-235 повышено до 3-5%.
Что произойдет?
По сути, то же самое, что и в первом сценарии, но уровень радиации будет выше. Пожар и облако радиоактивной пыли будут еще опаснее. Цепная реакция по-прежнему невозможна из-за низкой концентрации делящегося изотопа и нарушения геометрии.
Итог: Катастрофическая радиационная авария с пожаром. Последствия для здоровья ликвидаторов и окружающей среды будут тяжелее.
Сценарий 3: Распил высокообогащенного урана (оружейный уран)
Что мы пилим? Металл с содержанием U-235 более 90%. Именно это вещество используется в ядерных боеголовках.
Здесь ситуация становится предельно опасной, и последствия могут выйти за рамки «просто» пожара.
- Пожар и Радиация. Все те же ужасающие последствия: воспламенение, токсичное радиоактивное облако. Но уровень гамма- и нейтронного излучения от такого куска уже очень высок. Работать рядом с ним без дистанционных манипуляторов и биологической защиты смертельно опасно даже без распила.
- Риск Критичности (Ядерная Вспышка). Это главная новая угроза. Если распиливаемый кусок достаточно велик и близок к критической массе, то в процессе пиления форма и расположение частей могут случайно сложиться в критическую сборку.
Что это значит? Вода (из-под охлаждающего диска пилы), отражатель из стали (тиски, стол) или просто два отпиленных куска, случайно сблизившиеся определенным образом, могут стать достаточным нейтронным отражателем.
Что произойдет? Произойдет не ядерный взрыв, а мощная вспышка цепной реакции деления. Это не грибовидное облако, но гигантский, смертельный выброс нейтронного и гамма-излучения за доли секунды. Мощность эквивалентна взрыву нескольких килограммов тротила, но главная убийственная сила — радиация.В истории было несколько критических аварий, вызванных подобной неосторожностью (например, авария с Луи Слотином в Лос-Аламосе в 1946 году, когда отвертка соскользнула и замкнула полусферы ядерного заряда). Люди, находившиеся рядом, получали смертельную дозу радиации за мгновение и умирали в муках через дни.
Итог для сценария 3: Высокая вероятность возникновения неконтролируемой цепной реакции — критического события. Это приведет к мгновенной гибели всех в непосредственной близости от мощнейшей дозы радиации, разрушению оборудования и заражению местности. Ядерного взрыва, как в бомбе, все равно не будет, но последствия будут катастрофическими.
Вывод: Игра в рулетку со смертельным исходом
Резюмируем, что же будет, если распилить кусок урана:
- Ни при каких условиях не произойдет ядерного взрыва. Это физически невозможно в такой ситуации.
- Гарантированно произойдет химический пожар с образованием облака радиоактивной, токсичной пыли. Вдыхание этой пыли — смертельный приговор.
- Главный риск зависит от типа урана. Для природного и низкообогащенного — это «всего лишь» пожар и заражение. Для высокообогащенного — добавляется риск критической аварии с мгновенным смертельным выбросом радиации.
Таким образом, попытка распилить кусок урана — это акт самоубийства и огромного преступления против окружающих. Это не способ «собрать бомбу в гараже», а стопроцентный способ оказаться в заголовках новостей как жертва собственной вопиющей безграмотности и получить посмертную «Шнобелевскую премию» по физике.
Все операции с ураном, особенно его механическая обработка, проводятся на специальных предприятиях в герметичных камерах под контролем дозиметристов, с использованием роботов и строжайшим соблюдением всех норм ядерной и радиационной безопасности.
