正文
。但是这批模型的聚变份额都很低,这表明其中的热核材料并没有充分燃烧。不过大家对此并没有太深究。或许是由于当时受到对加强型原理不被看好的思想所影响吧。
面对这批计算结果,于敏并不感到意外。事实上早在原子能研究所轻核理论组进行氢弹应用基础研究时,就曾经对原子弹中加入聚变材料的加强型原子弹进行过探索。不过那时是在缺乏必要的原子弹知识情况下进行的。当时就发现在加强型原子弹中,聚变材料虽然能起到加强原子弹威力的作用,但由于加强型中聚变材料燃烧不充分,这种加强作用是不充分的。这次于敏受理论部主任会议的委托,率领大家到上海出差,就是要研究如何把加强型原理与现实的原子弹配合起来,完成加强型装置优化设计任务。于敏有一个特点,不论做什么事情,要么不做,要做,就绝不敷衍了事,一定要全力以赴,做得最好。
在上海出差的日日夜夜,于敏总是亲自深入计算机房,埋头于输出纸带卷中仔细分析计算结果。为了找出问题所在,继续前进,他从众多的计算模型中挑出三个用不同核材料设计的模型,进行深入细致的系统分析。考虑到与他一起出差的年轻人涉足氢弹探索时间不长,大都缺乏氢弹的基本知识和科研的实践经验。为了在工作中提高他们的水平,也为了找出问题所在,于敏决定把他过去4年在原子能研究所探索氢弹机理时积累下来的物理知识,结合眼前加强型优化设计的实践给大家做了系列报告。
张锁春:
国庆节后的一天,我带蒙特卡洛组的同事去接班时,还未进入机房的门,突然听到13室的人在机房里大叫起来,说是发现了“新大陆”,得到一个意想不到的威力高达300多万吨的新结果,大家都为此很高兴、很兴奋!究竟是怎么达到的?需要作进一步的深入分析。经过分析,查找发现“新大陆”的原因时,竟然是负责计算模型数据准备的“小鬼”刘玉兰把物理参数填错了,出现不符合实际的计算结果。但这一错误不要紧,却给科研人员有了意外的提醒,要获得威力高的氢弹一个最重要的因素是提高轻核材料的密度,设计氢弹应该走高密度这条路。
蔡少辉:
10月13日,于敏开始了他在上海持续两周的一系列报告。通过这样的学术报告,使大家对加强型的热核爆震阶段和尾燃阶段的中子-氚的循环和增殖、粒子能量沉积、火球传播与激波形成等过程有了深刻的认识。也正是通过这一系列报告,于敏进一步理清了头绪,通过分析,发现加强型内中子造氚过程太慢。他在报告中明确指出,正是由于加强型内中子-氚循环过程赶不上弹体解体过程,从而导致在这批加强型的热核爆震阶段中,“火球内的能量释放率比不过能量损耗率,差了几倍!” 在如此巨大的赤字压力下,火球的温度只能每况愈下。于敏说,要摆脱这一困境,“要么设法减慢火球传播速度,要么提高能量释放率……。”
在他的指导下,大家一边学着动手分析更多的模型,一边继续尝试改进设计。然而,情况并没有很大改观。有人试着人为地提高热核材料的密度,结果却十分诱人。显然,大幅度地提高热核材料密度是一个关键!
于敏问:“你们能办到吗?”在场的众人目光刷的一下转向搞炸药爆轰和流体力学的同事们身上。这引来流体力学粗估强手徐华生的一句话:“这么高的密度要靠炸药是绝对办不到的!”是的,要实现如此高的压缩度,单靠提高炸药能量利用率的办法是绝对办不到的。
于敏紧紧抓住了问题的关键,开始了新的思考。怎么办?要靠原子能!加强型中的原子弹的能量难道没有用上吗?此前人们曾指望原子弹起爆后就能给聚变材料创造自持燃烧所需要的高温、高密度条件,如今情况并非如此,问题出在哪儿?经过深入细致分析,问题终于明朗化了。原来在加强型中,原子弹爆炸后出现许多物理因素,有的起好作用,有的起破坏作用。限于弹体的构型,它们不可能很好地配合。如何选用性能合适的材料,采取什么样的构型,才能促进起好作用的物理因素,抑制起破坏作用的物理因素?于敏又陷入苦苦的思索之中。
时值深秋,正是上海嘉定县公社稻子开镰收割时节,空气中处处弥漫着清新的稻谷香。晚饭后,只要工作允许,“五班”的同志总喜欢三三两两结伴在田间小道上走走,以寻求难得的短暂身心放松。10月29日星期五,我和于敏晚饭后在附近田间小道上散步。当我们谈到应如何创造条件让热核材料充分燃烧时,于敏直截了当地指出,加强型的构型不利于热核材料的压缩和燃烧。他详细地给我谈了他的看法,我被他的崭新思维所吸引,也被他所列举的无可辩驳的论据所折服。我说:“那我们马上就动手干吧?”于敏说:“先算两个模型看看,一个比较理想一点,另一个比较接近实际。”显然,这是他经过深思熟虑后想要走的关键两步。那天晚上我们谈得很晚,一阵阵秋风袭来,使人感到一些寒意,我们便加快步伐往回走。回到办公室,我立即找孙和生谈起于敏的想法,他十分支持。当即便去和孟昭利一起商量。
在当时情况下,按照于敏的想法,先验证原子弹能量压缩是否能使聚变材料自持燃烧。采用模拟原子弹能量通过某种机制瞬间作用在“次级”身上,而通过改变计算模型的外边界条件的办法来实现,为此准备了两个模型。
11月1日晚上,华东计算技术研究所J501机房,在柔和的灯光下,计算组组长汤敏君拨弄着计算机操作台上的键钮,台面上的小氖灯在欢快地闪烁着。我和孟昭利蹲在机房地板上忙着查阅纸带卷,检查输入、输出数据是否有差错。于敏在一旁拿着计算尺和铅笔不时地在算点什么又写点什么。计算机在忠实地执行着主人的指令,它时而发出美妙的旋律,时而又发出数值求解叠代过程中所特有的沉重循环喘息声。汤敏君说:“你们听,现在到了最难闯的阶段了,能量方程老叠代不出来,得赶紧缩小时间步长!”只见她又在操作台上拨弄几下,渐渐地机器又奏出流畅的韵律,人们在喜出望外地交换脸色。纸带卷上缓缓地输出令人兴奋的数字,一切都是那么振奋人心!最后的结果正如于敏所料。兴奋之余,临时又加算了一个材料比例不同的模型,结果也不坏。隔天,另一个模型的计算也取得了完美的结果。至此,两类共三个模型的计算结果表明,只要能驾驭原子弹的能量,我们就能设计出百万吨级的氢弹了!
11月5日,华东计算技术研究所主楼五层东侧大教室里,13室全体出差人员安静地围坐在大黑板前。我简略地介绍了上述两类三个模型的计算结果和特点,黑板上列出的数据立即引起台下一片热烈的议论。
在众人殷切的目光期待下,于敏登上讲台给大家做学术报告。本来在报告开始时,大多数人只是抱着对于敏的设想感到新奇,对计算结果感到意外前来听讲的。随着报告的深入,大家终于被他那深入浅出的语言,严密的逻辑思维,无懈可击的推理和充分的论据,从原理、材料、构形三要素把大家带进了氢弹王国,氢弹的“牛鼻子”终于被揪住了!这时会场上一片欢腾,群情激昂,气氛非常热烈。
当时孙和生便把我们在上海的室领导、小组长找来和于敏一起开会研究,一、决定加强型的优化设计是上级布置的任务,不能怠慢,必须继续抓紧完成;二、立即组织力量成立一个新原理的研究小组,抽调物理组的于庆祥、周云翔、张天树、虞锦岚四人和我一起
(加强型优化工作到12月份基本完成后,又抽调了黄书科、陈云尧、陈贵凡、陈继祖等参加)
配合于敏另辟一条突破氢弹原理的技术途径;立即着手启动大型计算机程序1303的编制工作,以适应探索新原理的需要。上述决定随后由于敏用保密电话向北京做了汇报,并得到认可。
邓稼先三下上海
蔡少辉:
11月8日,理论部主任邓稼先在获悉上海取得新发现后便立即从北京赶赴上海。他除了详细地听取了于敏有关新原理的汇报外,作为另一手准备,他还十分满意两个月来大家在加强型优化设计工作中取得的进展。然后他把我们在上海最早计算的三个理想模型和一个最新模型的计算结果一起带回北京。留在上海的同志则继续深入研究氢弹原理。12月中旬,留守北京的13副室主任徐锡申根据上海的需求,派了物态方程组的李茂生和余冠儒两人赶到上海,帮助我们用上较为严格的状态方程。此时加强型的优化设计工作已进入初步总结阶段。
吴翔:
我是12室3组组长,主要搞蒙特卡洛计算方法的。我们自己起个外号叫“蒙得快乐”组,别人开玩笑说“你们尽蒙人”。
在上海“百日会战”期间,我们“蒙得快乐”组的大多数人配合13室的同志参加了突破氢弹原理的计算。我先带了“蒙卡小分队”几个人到上海华东计算所算模型,当时华东所的J501机运算能达到每秒五万次。