|
氢弹的研究过程 于敏最为人所知的称号是所谓的“氢弹之父”，曾经我还看到有人质疑说夸张和过誉，其实如果仅仅是氢弹之父这一个头衔，最多也只能把于敏一生的成就概括了不到五分之一！ 1960年，于敏被调进轻核理论小组，做一些预先研究。由于西方严密的技术封锁，当时尚不能确定氘氘聚变、氘氚聚变和氚氚聚变哪种热核反应适用于氢弹。 由于氘从海水中提取非常昂贵，而氚的制备只能依靠核反应堆，都是极为稀缺且获取困难的材料，价值远超等量的黄金。 美国人用的方法是，修建海水提纯氘的工厂，再用提取出的氘在反应堆中人工嬗变造出氚，然后做氚靶和氚束加速器进行打靶实验来测量轻核反应的反应截面。 这是最自然不过的步骤了，但对于当时一穷二白的中国和几乎为零的工业基础来说，连最基本的电力供应都没法保证，这就还需要修发电站，有了发电站，还要修铁路运煤炭给电站发电，等这一切都造完就绪，多少年都过去了！ 更重要的是中国到底需不需要生产氚，如果氚是氢弹中不可缺少的材料的话，又不是说造第二天就能造出来的，要用的时候没有，直接就是死路一条… 轻核的反应截面完全是一个实验参数，也绕不过去，怎么办，要做饭难道不用米？ 大神就这样第一次登场了，于敏当然没有条件做试验，只能用理论方法。于敏并没有直接计算各个轻核反应的反应截面，而是用一种巧妙的近似方法估算出了所有轻核反应的反应截面的上限，发现氚氚反应并不具有特殊优越性，进而否定了该路线，确立了氘化锂材料核反应中现场造氚的技术路线。 令人感叹神乎技的就是仅用了一支笔加草稿纸就顶替了数十万人去建工厂做实验，光这一项成果而少走的弯路恐怕至少让氢弹提前五年！ 氘化锂材料在常温下是固体，最简单直接的想法就是可不可以在原子弹外面套一层氘化锂做的壳子？这种结构最简单，最符合一般的思路。 那有了聚变材料做成的壳子，该如何来点燃聚变材料？聚变点火所需的要达到劳森判据的能量该通过何种方式来传输？用原子弹爆炸产生的冲击波来传输能量是否可行？ 举个简单的例子，如果用同样能量的一块煤和一块炸药来做个烤肉，煤可以点个小火把肉烤熟，而炸药只能把肉炸飞，因为煤的能量是缓慢释放的，而炸药的能量是瞬间释放的。 点燃氘化锂发生热核聚变就好比要烤肉，原子弹就是炸药，氘化锂就是要烤的肉，如果用爆炸冲击波来传输能量，那么最直接的问题就是肉在被烤熟之前就已经被炸飞了… 于敏认为必须用光辐射来传递能量，原子弹爆炸产生的冲击波速度是340米/秒，而产生的光辐射的速度是30万千米/秒，两者相差6个数量级，就是这6个数量级的时间差，如果通过巧妙的设计将光辐射聚焦就可以在冲击波到来之前先把肉烤熟，然后再随着冲击波的到来一齐飞散，叠加在一起释放能量，这也被称作放光模型。 当所有人都认为放光模型就是可能的氢弹构型的时候，于敏又是只用笔和草稿纸就把这个方案直接击碎，原因就是于敏证明了氘化锂中的核外电子会把放光能量全部吃掉，能量无法被用作聚变。 1964年10月原子弹爆炸成功之后，于敏所在的轻核理论小组整体加入九院理论部，从预先研究的闲棋冷子瞬间变成了炙手可热的主力队员。 一时间理论部群英荟萃猛将云集。为尽快突破氢弹原理，主管理论部的著名理论物理学家彭桓武院士将科研人员按照不同的技术路线分为三个小组，分别由于敏、黄祖洽和周光召领衔。 于敏小组一开始提出的“放光模型”和黄祖洽小组提出的“挡光模型”都被证明不可行，理论部的一位科学家感叹说“这光挡也挡不住，放也放不出”。 周光召小组则陷入冲击波聚焦传输能量的泥潭…研究处处碰壁，几乎无法继续进行。没办法只能大鸣大放，不管是谁，每天都要提出一个点子，有的科研人员说家乡的东北小扁锅烧开水大锅不开小锅开，都拿出来当理论模型…… 此时，高层对于能否研制出氢弹心里也完全没底，不得已根据形势需要，把主要任务转变为尽快研制出一颗一吨重100万吨爆炸当量中心加入聚变材料的加强型原子弹，被称为“1100计划”。 由于当时中科院只有一台计算机，无奈之下于敏小组于1965年9月远赴位于上海嘉定的华东计算所，那里拥有全中国另外一台电子计算机，由此开始了中国核武器发展历史上最激动人心的“百日会战”。这里摘抄一段亲历者的回忆： 1965 年9 月，理论部决定由于敏副主任率领13 研究室的一部分研究人员到上海华东计算技术研究所出差，利用该所的J501 计算机（运算速度为每秒5 万次），完成加强型核航弹的优化设计任务。 邓稼先主任要求去上海出差的人员在国庆节前赶到上海，以便利用华东计算技术研究所国庆节假日期间空出的全部机时，集中突击。 4 个组的科研人员和为数不多的科研辅助人员共50 多人参加此次任务。
| 
发表于 2021-11-15 11:09:49
