第六百四十二章 原子彈理論....完成(下)

走進不科學 第六百四十二章 原子彈理論....完成(下)

在決定了內部分組后。

陳能寬等人便也不再拖沓，立刻開始進行起了各自的數據計算。

此時此刻。

看著面前被鋪開的空白算紙，陳景潤的心緒不由有些澎湃與激蕩。

他其實是個很內向的人，遇到人多的場合就會緊張的面紅耳赤，用后世的話來說就是非常“社恐”。

例如幾年前。

他因為在廈大學習成績優異，所以獲得了首都四中教學的資格，還被派去前往首都四中進行了一場演講。

那次演講可不僅僅是一次心得分享，更關乎陳景潤在四中的后續工作問題。

結果在面對臺下幾十名學生的時候，陳景潤因為太過緊張而出現了慌亂，導致準備好的演講稿說的語無倫次。

在這種情況下，首都四中做出了不接收陳景潤的決定，將他重新退回了廈大。

所以后世陳景潤的個人資料上你可以看到這樣一段工作履歷——1953年，從廈門大學畢業，后分配至首都四中任教。1954年，任廈門大學資料員。

雖然在被‘退貨’后廈大的校長王亞南依舊很照顧他，還在四年前將他推到了中科院數學研究所擔任實習研究員。

但說實話，陳景潤過的并不算愉快。

因為在他看似樸素內心的外表下，一直有著一顆熾熱的心。

他最喜歡的詩句出自李賀的《南園十三首》，也就是那句赫赫有名的男兒何不帶吳鉤，收取關山五十州。

這首詩在他的一生中被摘抄了不下五十遍，書房、玄關、臥室都貼著親手摘錄的橫幅，可見他對這首詩的喜愛。

奈何由于性格原因，陳景潤很清楚自己此生恐怕沒有什么扛槍上一線的機會不，應該說連為國出力的機會都沒多少。

結果沒想的是。

在不久前組織上忽然找到了他，將他從中科院數學所選調到了遠在金銀灘草原的221基地。

更令他驚訝的是，這處基地負責的項目居然是

原子彈？！

他恐怕這輩子都不會忘記抵達基地的那一天，基地廠長李覺拍著肩膀對他說的一句話：

“景潤同志，祖國需要你的大腦。”

于是從那一天起，陳景潤便做出了一個決定：

他一定會竭盡全力，在數學這片沒有硝煙的戰場上為祖國開疆拓土！

鋼筆就是他的武器，算紙則是他的盾鎧，基地需要什么數據他就計算什么。

在過去的那些時間里，他曾經以數算組成員的身份輔助徐云打過很多小仗。

但今天卻不一樣。

今天他們所面臨的，乃是淮海級別的決戰！

雖然看似只差臨門一腳，但上一個叫囂優勢在我的禿子已經“收復失地”收到對岸去了。

因此自己必須打起十萬八千分精神，絕不可重蹈某人的覆轍。

隨后陳景潤深吸一口氣，將注意力放到了面前的稿紙上。

他和老師華羅庚此番負責的是爆壓計算，這也是原子彈中比較復雜的一個參數。

因為同種類核材料的臨界質量與密度的平方成反比，臨界質量極大程度取決于爆炸壓縮的條件，這是一個很早就提過的概念——雖然估摸著沒多少人記著了.

而這種壓縮條件在空間中是無法均勻分布的，因此必須要計算出最高的爆壓數值。

這其實不難理解。

就像你用高壓鍋煮飯一樣，容器的內部壓力是有一個限度的，超過最大限度高壓鍋就會化身美樂帝的腦袋瓜，瞬間炸裂成無數塊。

爆壓數值也是同理，唯一的區別就是這個爆壓的方向是可控且可計算的。

其實基地課題組早就在今天之前計算過了爆壓參數，不過那個參數的精確度有限，因此陳景潤必須將它再往后推兩個小數點才行。

別看后推兩個小數點看起來好像很簡單，實際上它的難度.這樣說吧，你看看你銀行卡的余額，想想讓它在整數位多兩個0是啥難度就知道了。

因此很快。

陳景潤便在紙上寫下了一道公式：

這是點爆炸沖擊波超壓的基本計算公式，屬于沖擊波領域最最基礎的概念。

不過這個公式描述的主要是具有空氣參數強間斷面的縱波，不適用于核爆條件，因此陳景潤還要對它進行一些細微的改動。

唰唰唰——

一分鐘后。

一道進行了些許改動的簡易公式出現在了紙上：

隨后看著這道公式，陳景潤暗自在心中給自己定下了一個解開它的時間：

三分鐘！

而就在陳景潤等人計算著各自任務的同時。

一旁的徐云也很盡職盡責的給大于的茶杯里倒了杯水：

“來，大于，喝口水吧。”

沒辦法。

作為一名非原子能領域的業外人士，大于他們現在負責的計算任務徐云是真沒辦法辦上啥忙——畢竟專業跨度真的是太大了。

如果是別人徐云還能想想能不能在計算上打打下手，可如今他搭檔的可是人形自走超算大于

如果他硬要幫忙，保不齊他這頭剛算出某個結果，大于那邊就已經算到三五步以后了。

因此徐云只能老老實實的做起了倒水機器，保證大于的水杯不會見底。

其實徐云認為自己的工作還是蠻重要的——再強的CPU也要水冷來配合不是？

咱的水冷水平不說是啥龍神二代三代吧，那好歹也能算是個瓦爾基里GL360嘛，高低好幾百塊錢呢

嗯，俺和大于加起來真強！

而在徐云對面。

大于聞言先是愣了兩秒鐘，方才接過了徐云倒的水：

“哦，好的，謝謝啊徐云同志。“

“大于同志，你客氣了，這都小事兒。”

徐云聞言立馬擺了擺手，同時朝大于的算紙上探了探腦袋：

“大于，你算到哪兒了？”

大于聞言掃了眼邊上的陳能寬等人，為了不吵到其他同伴刻意壓低了一些聲音：

“.你看，已經算到次級裂變的相性數據了，優化出來了兩個參數。”

徐云微微頷首。

雖然他對于原子能領域并不算了解，但一些脈絡性的概念還是知道的——雖然知道這些概念其實沒啥意義.

就像后世很多軍迷對于一些槍械模組了解的頭頭是道，但提及武器的研發就全然一頭霧水了。

次級裂變的相性數據便是大于需要計算的次級圓柱參數，這是原子彈的一個內部遞進結構，主要涉及到高能中子流。

它的結構設計大概需要七到九個參數，七個保底，九個最好，在后世也是標準需要超算才能搞定的問題。

不過大于的名字本身就代表著奇跡，加之這個問題再難終究還是要比氫彈容易一些的，因此大于能計算下去并沒令徐云太過驚訝。

不，準確來說應該是.

這么些時間過去大于只算出兩個參數，反倒是有點慢了。

從徐云的角度來看，不知道是啥原因，大于今天似乎有些不在狀態。

如果自己沒記錯，大于也沒在基地談戀愛啊.

不過狀態這種事兒本就不是一成不變的，學霸偶爾考低分也很正常，因此徐云倒也沒有太過進行深究。

在給大于倒滿水后。

他便悄然離開了座位，推著輪椅來到了陸光達身邊：

“陸主任，您這兒怎么樣了？”

“哦，是小徐啊。”

陸光達原本正擰著眉毛盯著個算式一言不發呢，見到徐云后頓時神色一喜：

“來，快來看看這個問題——我正卡殼呢。”

徐云眨了眨眼：

“卡殼了？陸主任，我記得您計算的是六因子公式的優化吧？”

陸光達點了點頭：

“沒錯。”

會百度的同學應該都知道。

U235每次裂變大約釋放192.5MeV，釋放的能量來自質量虧損，數值可以通過老愛的質能方程進行計算。

而U235裂變又有自發裂變和誘發裂變兩種，自發裂變有半衰期，誘發裂變則是要外部提供中子。

如果滿足一定條件，U235就能自給自足——這就是所謂的臨界和超臨界概念。

反應堆就是要維持臨界，而核彈就是要盡可能超臨界。

而具體的數值計算就是四因子或者六因子公式，也就是燃料增殖比、中子增殖比、中子繁殖比、中子利用率、中子損失因子和燃耗率。

這同樣是個非常復雜的問題，否則陸光達也不會親自負責計算了。

六因子公式徐云當年在選修課上倒是了解過一些，雖然不能說多熟悉，但至少也算是看得懂的范疇。

于是他便伸過腦袋朝紙上看了幾眼，但很快便微微一怔：

“咦？陸主任，您這不是沒啥問題嗎？”

只見此時陸光達面前的算紙上正寫著一系列公式，其思路儼然自稱一派，離最后的結果只剩下一些推導過程而言。

這些推導過程雖然有點復雜，但在思路確定的情況下對陸光達而言，那簡直和小學數學無異了。

“嗨，誰說是六因子公式的問題了？是我在優化過程中想到了其他一些事兒。”

徐云哦（第二聲）了一下：

“哦？您說說看？”

陸光達連忙將身邊的椅子拉開，讓徐云有足夠的區域放置輪椅，同時解釋道：

“你看這里，就是中子增殖比這塊。”

“咱們在原子彈爆炸的時候不是會發生中子俘獲嘛，聚變期間大概可以發生三次。”

“所以我就在想啊，如果咱們能合成一種核素，并且讓中子俘獲能夠完全發生下去.那么它會發生什么？”

徐云頓時一怔。

而陸光達卻仿佛來了興致，只見他飛快的抽來了一張全新的算紙：

“比如說U235的質子數是92，中子數是143，U236中子數則是144最多可以捕獲到146。”

“如果我們有技術讓它繼續捕獲中子呢？比如說捕獲到160、180甚至200？”

“延森不是在48年的時候提出了幻數概念嗎？我個人認為如果從這個角度出發，這種新核素或許會具備某些極其獨特的穩定態。”

“當然了，這只是我個人的猜想，畢竟庫侖勢壘是個大問題”

或許是陸光達太過投入的緣故，他并沒有注意到此時徐云的表情已經變得有些呆滯了起來。

陸光達居然想到了這一重？

初中化學老師沒被氣死的同學應該都知道。

質子數比103更大的元素稱為超重元素，超重元素極其不穩定，半衰期一般最長的不過幾分鐘，最短的只有數毫秒甚至數微秒。

但這并不是絕對。

1963年諾貝爾獎得主瑪麗亞·梅耶在阿貢國家實驗室工作的時候發現，高豐度同位素的核子數有規律性：

核子數為2、8、20、28、50、82、126的原子核特別穩定。

于是她便將這些數字取名為幻數，也就是magicnumber。

后來延森在假設有強自旋軌道耦合的情況下，成功地解釋了幻數的存在，提出幻數的存在反映了原子核具有殼層結構：

當原子核中存在幻數時，核子充滿了某個能級，沒有核子向更高的能級躍遷，因此這些原子核相當穩定。

如果以核內的中子數為橫坐標，質子數為縱坐標，把所有穩定的和放射性的核素標在核素圖上，那么便可以清楚地看出，自然界中已知的原子核都沿著β穩定線分布的、在以中子數和質子數為坐標所構成的平面內形成一個連續分布的半島。

而幻數為2、8、20、28、50、82、126，恰好都在這個半島的頂點。

最終在這個理論基礎上，物理學界出現一個赫赫有名的理論或者說猜想：

倘若存在一個原子核是中子數和質子數填滿閉殼的雙幻核物質，那么它的核豈不是會穩定到可以承載一個耳根都不會坍塌？

這個理論便是赫赫有名的穩定島猜想。

在徐云穿越來的后世。

比較公認的穩定島核素是Z114，N184的核素，也就是所謂的114號元素。

不過那時化學界只合成到了118號元素Og，119號元素Uue還在合成中。

當然了。

看到這里，可能會有同學奇怪：

不對啊，118大于114，也就是114號核素已經合成了，那為啥說穩定島還是猜想呢？

原因很簡單，別忘了后頭的那個N也就是中子數。

光一個Z是不夠的，必須要ZN298才行。

到目前為止。

科學家們已經得到了七種114號元素钅夫的同位素，原子量最小的是284，最大的是290——而穩定島預言的原子量是298。

因此這理論距離被證實還是有段距離的。

一旦Z114，N184這個核素真的被發現且被證實符合穩定島理論，那么樂子可就大了。

且不說這種新核素對于物理化學模型的影響，光是它的應用之一就足以令人心跳加速——它的壽命長達1049年，這是一種可以適用于可控核聚變的核素.

雖然這只是理論方向之一，誰都沒法知曉它是真是假，但不可否認它的研究價值還是很高的。

退一萬步說。

就算不考慮可控核聚變，穩定島理論對于微觀粒子的認知也有著很大幫助。

如今兔子們已經有了串列式靜電加速器，缺的其實就是一些理論。

就像你手上有了大量的現代化武器，看似可以F2A上去，但實際上如果能有一套或者多套正確的戰術體系，戰場上的效果顯然會更高。

于是徐云想了想，對陸光達問道：

“陸主任，您了解殼式模型嗎？”

陸光達轉動了兩下鋼筆：

“殼式模型.就是那個梅耶和魏格納提出來的原子核模型？”

徐云點了點頭：

“沒錯，就是那個模型——梅耶還是幻數概念的提出者。”

殼式模型。

這是1949年的時候由梅耶和魏格納、簡森一起提出來的一種原子核模型，后來他們還因此獲得了1963年的諾貝爾獎。

這個模型指出和原子里的電子類似，原子核里也有很多的殼層。

對應不同能級，質子和中子位于不同的殼層上運動，還來回“躍遷”，并且它們也滿足泡利不相容原理。

惰性氣體之所以化學性質穩定，是因為它的最外層被電子充滿，因此具有更大的穩定性——同理，原子核里的殼層被質子、中子填滿時，也將擁有較大的穩定性。

殼式模型更好的解釋了一些核素的穩定性，還可以更好的預測或解釋原子核基態的自旋和宇稱。

以氧17為例。

8個質子填滿3個質子殼層，8個中子填滿3個中子殼層，還多出來1個中子。

也就是內部滿殼層的總角動量為0，8個質子和8個中子的總宇稱為1。

這意味著氧17原子核的自旋和它的宇稱，完全由第9個中子的自旋決定。

隨后徐云在紙上畫了個簡單的圖示，說道：

“陸主任，目前殼式模型已經被證明了它的準確性，如果將這個模型引入您的想法.您說會發生什么情況？”

這一次。

陸光達思考了比較長的時間，方才斟酌著說道：

“質子和中子必須遵守泡利不相容原理，同時質子之間的電磁斥力被強相互作用力抵消，半經典結合能公式成立。”

“也就是如果庫倫勢壘能被突破，那么應該可以反饋在原子核磁矩的變化上——最少是部分變化？”

徐云笑著打了個響指：

“賓果！”

按照殼式模型的思路，一顆原子的內層可視為球形。

而外部價空間的核子則高高隆起，就好像一座高聳的冰山繞著一個大水球高速旋轉。

由于質子帶正電，這座“冰山”還將帶起一股股電流“潮汐”。

因此冰山量級越大，那么潮汐的能級也將隨之變大。

這部分變化的能級其實就是陸光達猶疑的庫倫勢壘，也就是原子核磁矩的一部分。

在宏觀.或者說數據層面，這個變化的數值便是.

電四極矩。

在如今基地用于串列式加速器的情況下，想要驗證這個變化還是很簡單的。

畢竟后世102號以后的核素，大多數都是在加速器內部合成成功的。

想通了這點后，陸光達的臉色頓時變得欣喜了不少。

畢竟對于他這類人來說，一個問題要是一直卡著沒被解決，內心會糾結著睡不著覺的。

只見他面帶感激的看向了徐云，用力拍了拍徐云的肩膀：

“小徐，多謝你解惑了。”

徐云此時的傷勢還沒完全好，被陸光達拍了肩膀后忍不住呲了呲牙：

“陸主任，您太客氣了哦痛痛痛痛痛”

陸光達忍不住哈哈大笑了起來。

隨后陸光達又將心緒拉回到了現實，開始計算起了六因子公式的優化內容。

不過到了眼下這一步。

無論是陸光達還是陳能寬那邊，剩下的基本上都只是數學的推導問題了。

理論思路被解決后，考驗的純屬個人的計算能力——而這在如今的理論組內幾乎是人人具備的素養。

三個小時后。

吧嗒——

大于輕輕放下手中的筆，揉了揉有些發澀的眼睛：

“呼總算搞定了。”

(本章完)