第382章级联分离与临界计算

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这是一间宽敞的地下大厅。
    大厅的中央，摆放着几十张宽大的办公桌。桌子上堆满了厚达半米的草稿纸、对数表、计算尺以及各种物理常数的图表。
    几十名来自各大高校的顶尖数学家和理论物理学家，在这里进行着一场没有硝烟的算力战争。
    由于经常需要近距离接触那些处于次临界状态的放射性样本进行中子截面测试，为了防止长期的低剂量辐射伤害，这些学者们都在工作服外面套上了一层厚重的铅制围裙。
    这种物理上的沉重负荷，让每一次移动和转身都变得异常艰难。
    大西北目前还没有发明出电子计算机。所有的复杂物理方程解算，完全依赖于人脑和机械。
    办公桌上，放置着一排排沉重的布伦斯维加机械手摇计算机。这些由黄铜齿轮和数字拨鼓组成的精密机器，是大西北仿制德国技术的产物。
    理论部的任务，是设计出一套完美起爆的枪式核装置。
    核裂变的物理原理是，当一块裂变材料的质量超过其临界质量时，内部产生的中子数量将大于逃逸的中子数量，链式反应将以指数级暴增，瞬间释放出庞大的能量。
    但如果只是简单地将两块次临界的铀-235拼在一起，在它们完全接触之前，反应产生的热量和膨胀力就会将它们炸开，导致绝大部分核材料无法参与裂变，这种现象被称为过早点火或哑炮。
    枪式设计的物理逻辑简单粗暴：利用一段类似火炮身管的钢管，在内部用常规高能炸药将一块次临界的铀-235子弹，以极高的速度射向另一块次临界的铀-235靶标。通过高速物理撞击，在微秒级别的时间内形成超临界质量，确保链式反应的充分进行。
    但这其中的每一个物理参数，都需要精确到令人发指的地步。
    大厅内，机械计算机的摇把被不断转动，发出连绵不绝的“咔啦咔啦”齿轮咬合声。由于长时间的高强度使用，许多摇把上的金属镀层已经被磨得锃亮。
    数学家们的手指上沾满了铅笔的石墨粉末。
    “第四组参数。关于铀-235对快中子的吸收截面数据代入运输方程。”一名戴着厚底眼镜的物理学家，擦了擦额头上的汗水，大声报出一组数据。
    旁边的几名计算员立刻在机械计算机上拨动数字轮，飞速摇动摇把进行乘除运算。
    为了减少宝贵的铀-235的用量，并提高爆炸的当量，工程师们在铀靶标的外部，设计了一层厚重的中子反射层。
    当核裂变发生时，大量的高能中子会向外逃逸。反射层的作用，就是利用自身高密度的原子核，将这些逃逸的中子像台球一样反弹回核装药内部，继续参与链式反应。
    同时，这层坚硬的反射层，还能在爆炸的瞬间提供物理惯性约束，将核材料多包裹哪怕零点几微秒的时间，让更多的铀原子发生裂变。
    “反射层厚度设定为十厘米。”
    “代入碳化钨的密度和非弹性散射截面概率。”
    “计算中子增殖系数。”
    复杂的偏微分方程无法得出解析解。数学家们只能采用暴力的数值近似法。将连续的物理空间划分为无数个微小的网格，在每一个网格内计算中子的产生、吸收和散射概率。
    这是一种纯粹体力与脑力双重透支的折磨。
    草稿纸被写满、揉皱，扔进废纸篓。铅笔的笔芯不断折断、削尖。
    一名年轻的计算员在连续摇动了十几个小时的机械计算机后，手指痉挛，厚重的铅围裙压得他喘不过气来。他扶着桌子边缘，大口地喘息着，随后又强迫自己重新握住摇把。
    这是用人类的血肉之躯，去强行解析神明的物理密码。
    经过长达半个月的日夜推演和穷举计算。
    理论计算部的主任，拿着一份厚达几十页、写满了数字和矩阵的最终报告，走进了地下基地的总指挥室。
    报告的最后几页，绘制着一张精确的机械图纸。
    那是一个长条形的装置内部结构剖面图。
    详细标明了高能炸药的装药量、炮管的内径与长度、子弹与靶标的精确质量，以及中子反射层的几何尺寸。
    所有的物理容错率被压缩到了零。
    总指挥接过这份报告，看着上面那些用墨水书写的冰冷数字。
    大西北在祁连山深处投入了天文数字的资源、海量的电力、数万台尖端设备和全国最顶尖的大脑，历经两年的时间，终于将这套终极武器的物理蓝图，完整地落实在了图纸上。
    高浓缩铀-235静静地躺在深水池底散发着幽蓝的光芒。
    机械计算机的齿轮完成了最后的定格。
    大西北在物理学意义上，正式跨过了核子时代的门槛。

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第382章 级联分离与临界计算

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