"ČERVENÁ RTUŤ" - mýtus nebo skutečnost?
Sovětský svaz proslul ve světě jako země plná záhad. Průměrný občan země, kde zítra znamenalo včera, byl propagandou dennodeně přesvědčován o tom, že na socialistické skutečnosti podléhající přísnému utajení číhají celé mraky nepřátelských sil. Tato posedlost vyvrcholila ve Stalinově éře. Nejenomže nebylo nikdy dost různých tajných výzkumných laboratoří na liduprázdných pláních a pustinách Sibiře byla budována celá města-laboratoře zcela nepřístupná normálním smrtelníkům, zakletá nerozluštitelnými kryptokódy. PoStalinově smrti se toho příliš mnoho nezměnilo. Například otec sovětské kosmonautiky, Sergej Koroljov, až do své smrti figuroval ve všech oficiálních pramenech a dokumentech jako Hlavní Konstruktér. Nikdy totiž není dost revoluční obezřetnosti a bdělosti.
Jakákoliv záhada je vždy zdrojem mýtu. Stále se oficiálně neví, co všechno bylo v přísně utajovaných sibiřských laboratořích "vyplichtěno". Až příliš mnoho domněnek a záhad se týká substance běžně nazývané "červená rtuť". Informace o ní se stále objevují na stránkách denního tisku, zvláště v okurkové sezóně, kde s úspěchem konkurují zprávám o yetim a příšeře z jezera Loch Ness. Často jsou předloženy zcela průkazné důkazy potvrzující její existenci. Někdo ji nakoupí za těžké peníze, načež se ukáže, že se nejednalo o červenou rtuť, ale o semletou cihlu nebo - v případě vychytralejších podvodníků - ze školních kabinetů ukradený oxid rtuťnatý. Zcela objektivně chybí jakékoliv seriózní informace týkající se opravdu neobvyklých vlastností této bájné substance. Je to o to více nepříjemnější s ohledem na skutečnost, že nikdo vlastně neví, v čem by ony vlastně měly spočívat. Dokonce se ani neví, zda tato substance má cokoliv společného se rtutí a čemu má vlastně sloužit. Jisté se zdá být jen jedno jediné: je to produkt vojensko-průmyslového komplexu bývalého Svazu Sovětských Socialistických Republik. Jedna z mnoha teorií hovoří o tom, že se jedná o velice silný výbušný materiál. Právě z tohoto důvodu se po této substanci shánějí téměř všechny teroristické skupiny a organizace na světě.
Snem každého teroristy je téměř ideální výbušný materiál, který by ve zlomku vteřiny byl schopen zcela zlikvidovat objekt jeho zájmu. V praxi je tomu různě: špatná nebo nevhodně umístěná rozbuška může být příčinou odpálení jen části výbušniny, stejně jako samotná nekvalitní výbušnina může být příčinou toho, že i když vybuchne, nezničí objekt, který jí měl být zničen. Každý aspoň trochu zkušený sapér ví, že na rozbití kusu skály je nutné použít zcela jinou výbušninu než na vyhození obří železobetonové budovy do vzduchu.
Malou účinností svých pumových útoků znechucení teroristé nepřestávají snít o ideální výbušnině, nejlépe atomové. Proč se jim ji však zatím nepodařilo sestrojit? Schéma pro její sestrojení mohou najít jak na internetu, tak svým způsobem v každé učebnici fyziky pro žáky základní školy: za pomocí konvenční výbušniny se "sestřeluje" do jednoho celku patřičné množství jaderného materiálu tak, aby byla překročeno kritické množství hmoty. Samočinně probíhající rětězová reakce pak uvolňuje velké množství energie. Toť vše. Máme apokalyptické "bum", o které nám jde.
Když je to tak prosté, proč se zatím nikomu, kromě vládou řízených institucí, nepodařilo atomovou bombu sestrojit? Prostě proto, že jaderná reakce vyžaduje splnění několika dosti tvrdých podmínek. Především je nutné "sestřelit" dohromady části jaderného materiálu s patřičnou rychlostí. Pokud se nepodaří dosáhnout požadovaných parametrů (samotná rětězová reakce musí proběhnout během několika mikrosekund, což se v domácích podmínkách zatím nepodařilo uskutečnit), pak výsledkem takového nepodařeného "jaderného" výbuchu je pouze tzv. tepelný výbuch. Do reakce vstoupí pouze část jaderného materiálu. Vzniklý tlak způsobí rozptýlení zbývajícího jaderného materiálu. Místo malé jaderné apokalypsy dojde k radioaktivnímu zamoření prostředí v okruhu několika set metrů. Právě v tomto okamžiku vstupuje na scénu "červená rtuť".
V článku otištěném v New Scientist ze dne 29. dubna 1994 bylo uvedeno několik názorů významných vědců na téma této záhadné substance. Frank Barnaby, bývalý ředitel Stockholmského Mírového Institutu tvrdí, že existence této substatnce je "pravděpodobná". Jeho podřízení pracovníci měli rozmlouvat s pěti ruskými vědci, kteří si přáli, aby jejich totožnost nebyla odhalena. Podle nich je "červená rtuť" polymer na bázi želé obsahující antimon a rtuť. Své neobvyklé vlastnosti získává po dvacetidenním ozařování v jaderném reaktoru. Poprvé měla být tato substance vyrobena v Centru jaderných výzkumů v Dubném.
Barnaby dále tvrdí, že tato substance je vyráběna v relativně malých množstvích v chemických závodech v Jekatěrinburgu a v donedávna pouze čísly označovaných ruských městech (v Krasnojarsku na Sibiři a v Penze, asi pět set kilometrů jihovýchodně od Moskvy). Rusové uvádějí, že se ročně vyrobí zhruba kolem 60 kg této substance. Podle Barnabyho je možné používat "červenou rtuť" jak při výrobě "klasických" atomových zbraní, tak i zbraní termojaderných (vodíkových pum).
Na druhé straně existence této substance je popírána jak vládními místy v USA, Velké Británii a SRN, tak i celou řadou nezávislých vědců. K těm patří i Ted Taylor, který byl v padesátých letech projektantem atomových bomb v americké laboratoři vyvíjející atomové zbraně v Los Alamos. Taylorse domnívá, že jediným možným způsobem, jak lze pomocí hypotetického polymeru získat obrovské množství chemické energie, je dislokace (změna orbitalů) elektronů antimonu a rtuti. Zároveň však tvrdí, že je zcela nemožné udržet takovou substanci ve stabilním stavu natolik dlouho, aby ji bylo možné prakticky použít. Vyražené elektrony by se okamžitě vracely zpátky na své původní místo. Navzdory této skepsi Taylor soudí, že že výzkumy v této oblasti, které by vedly k přípravě substance, jež by silou svého výbuchu stonásobně nebo i tisícinásobně převyšovala TNT (trinitrotoluen), mají mnohem větší význam než další štěpení jádra. Mohou radikálně změnit kosmické cesty a přispět k rozvoji nových kategorií jaderných zbraní.
Díky tomuto novému druhu supersilné výbušniny může být konstrukce konvenční atomové pumy typu A velice zjednodušena. Podobná substance může vyřešit problém dostatečně rychlého přiblížení se k sobě jednotlivých částí jaderného materiálu. K tomu by již nebylo zapotřebí superlaboratoře, ale zcela by k tomu stačila příruční souprava typu "Mladý nukleonik". Je ještě jedna nesporná výhoda takové substance: nestabilní materiál, jakým by musela "červená rtuť" být, by se zcela ideálně hodil jako optimální nekonvenční rozbuška iniciovaná například zábleskem rentgenového záření. Umožnilo by to neslýchaně precizní časové ovládání (řádově v nanosekundách). Co víc, v tak krátkém časovém okamžiku by bylo možné iniciovat celý radioaktivní materiál. Tento čas je zhruba tisíckrát kratší než předpokládaný čas termonukleární reakce. I ne příliš precizní umístění výbušného materiálu kolem nukleární nálože by vyvolalo žádaný efekt. Jestliže by "červená rtuť" měla jen tuto vlastnost, tzn. snadné, precizní odpálení a průměrnou sílou výbuchu, tak by se mohla stát důležitou součástí atomové bomby. Kdyby dsiponovala pouze gigantickou výbušnou silou, stala by se zhmotněním snu každého teroristy. Za pomocí velmi malého množství výbušniny by šlo vyhodit do vzduchu prakticky cokoliv.
Jiným možným využitím neobvykle silných výbušnin je konstrukce termojaderných zbraní. Jak tvrdí autoři výše citovaného článku, takové využití "červené rtuti" očekává americký vědec Sam Cohen, tvůrce neutronové bomby. Podle jeho názoru je červená rtuť více než reálná substance a může být použita k výrobě neutronové bomby velikosti baseballového míčku, který by byl schopen zabít vše živé v okruhu 600 metrů.
Jedinou dodnes používanou metodou iniciace termojaderné syntézy je aplikace atomové bomby jako rozbušky. Díky ní se dosahuje teploty řádově několika desítek miliónu stupňů Celsia, ve které jádra atomů sedraná ze svých elektronových slupek, hnána obrovským tlakem, se mohou setkávat. Jádra deuteria se mění v jádra atomů hélia. Tato přesně opačná reakce než k jaké dochází v atomové bombě (kde se energie získává rozpadem jader atomů) vytváří obrovské množství energie. Proto vodíková bomba bez jakýchkoliv problémů dosahuje síly mnoha desítek megatun v porovnání s několika kilotunami klasických atomových bomb. "Červená rtuť" by mohla úspěšně nahradit klasickou rozbušku ve formě atomové bomby. Ano. Ale jak?
Přírodu není snadné jen tak přemluvit k tomu, co chceme. Aby bylo možné vytvořit substanci s reakční teplotou stonásoně vyšší než je teplota konvenčních výbušnin, tolikrát více je nutné zvětšit energii částic vstupujících do této reakce. Toho nelze v žádném případě docílit chemickou reakcí. Něco musí "dovézt" dodatečnou energii ke konkrétnímu atomu. V případě chemických reakcí to může být pouze druhý atom.. Ten však může s sebou přinést jen několik ubohých elektronvoltů (eV) energie. Je toho možné dosáhnout například pomocí neutronu nebo kvanta elektromagnetického záření. Avšak množství energie předávané jednorázově nemůže překročit energii držící atomy pohromadě v krystalické mřížce nebo jednotlivé částice při sobě. V opačném případě jde všechno k čertu. Otud plyne následující premisa: energii je nutné dodávat na splátky, několikrát po sobě. Takový proces si lze jen těžko představit v čistě chemických kategoriích. V průběhu chemické reakce, která proběhne jen jednou, vzniká produkt. V tomto případě je reakci nutné několikrát opakovat.
Zdálo by se, že tento nutný požadavek ideálně splňuje radioaktivní záření. Něco však musí onu dodatkovou energii přijímat a uskladňovat. K dispozici jsou však pouze elektrony. Jinými slovy řečeno je nutný prvek s natolik komplikovanou slupkou svého elekronového obalu atomového jádra, s natolik velkým množstvím energie chemických vazeb, která by vydržela hypotetický proces "natahování" - "nabíjení" elektronů (podobně je tomu například u laserů). Takovým prvkem je například rtuť, která má mnoho elektronů na mnoha orbitalech. Můžeme si představit proces jejich "přesunování" aniž by se oddělily od jádra. Tímto způsobem by šlo získat energii několika desítek elektronvoltů získanou díky rozdílu mezi dřívější a současnou hodnotou ionizační energie. Nejpravděpodobněji je toho možné dosáhnout pomocí neutronového záření. Zcela určitě toho není možné dosáhnout pomocí chemické reakce. Kdybychom věděli, jak to všechno technicky provést, získali bychom to, o čem sní všichni teroristé: materiál, který je schopen absorbovat stonásobně větší energii než tu získávanou chemicky - mýtickou "červenou rtuť".
Výše popsaný hypotetický proces překvapivě připomíná tzv. Wingerův jev, ke kterému dochází v grafitu používaném ve starých typech jaderných reaktorů, spočívájícím v hromadění defektů (přemisťování atomů v krystalické mřížce) pod proudem neutronů. Tento jev hraje důležitou roli s ohledem na množství energie, která se uvolňuje, když se grafit vrací z "defektního" stavu do stavu "normálního". Je téměř ekvivaletní energii získané pálením černého prachu (2 000 kJ/kg). Možná, že právě díky studiu Wingerova jevu byla objevena a vynalezena "červená rtuť".
Konstrukce neutronové bomby za využití této vysoce energetické substance by mohla spočívat ve slepení malého "pupenu" z "červené rtuti", který by byl vyplněn nádivkou z TNT. Podobné pokusy byly prováděny s cílem vyvolání řízené termojaderné reakce. Kulička s jaderným palivem o průměru 1 mm byla zabalena do konvenční výbušniny. Pak byla umístěna do komory, kde byla bombardována laserovými paprsky. Spojení účinků laserových paprsků a explodující výbušniny (která v důsledku záření explodovala za vzniku tlakové vlny běžící doprostřed kuličky) vytvořilo podmínky, během kterých došlo k jaderné syntéze. Reakce se však účastnilo příliš málo atomů, aby tento pokus mohl být prakticky využíván. Pro úspěšné provedení pokusu by bylo zapotřebí výbušniny s mnohem silnějším účinkem, která by patřičně potencovala konečný efekt reakce. A opět se dostáváme k "červené rtuti", k možnému klíči k jak boršč levné energii získávané z řízené termonukleární reakce.
Příroda i dnes skrývá ještě mnoho tajemství. V New Scientist otištěném článku o "červené rtuti" se k této problematice vyjádřilo několik renomovaných vědců, aniž by dospěli k jednotnému závěru. Všichni se však shodují v tom, že s ohledem jak na její předpokládané vlastnosti, tak i s ohledem na černý trh s "červenou rtutí" by její prodej a distribuce měla být omezena stejně jako prodej a distribuce jaderných materiálů. Jedno je však jisté zcela určitě: jestliže "červená rtuť" opravdu existuje, může být stejně dobře klíčem do Edenu levné energie, jako vraty do Armageddonu nukleární záhuby.
RNDr. Dittmar CHMELAŘ
Schéma hypotetického procesu "nabíjení" atomu.
Horní obrázek: "stimulace", "buzení" atomu. Tři elektrony (e) jsou ze svých základních orbitalových drah (jsou znázorněny plnou čarou) přeneseny na metastabilní orbitalové dráhy (přerušované čáry). Každý elektron je "vybuzen" neutronem (n) a je přenášen na metastabilní orbitalovou dráhu. Přitom pohltí energii o velikosti 5 eV. Atom pohltí dohromady energii o velikosti 15 eV.
Dolní obrázek. Elektrony přeskakují z metastabilního stavu (orbitalu) do základního stavu. Emitovaná energie představuje hodnotu 15 eV. Elektrony jsou vybuzovány individuálně (ne současně), a energie je předávána v jednom okamžiku.
 |
