第六百四十六章 于敏构型．．．．问世！（上）

“......”

此时此刻。

看着面前一脸好奇宝宝的于敏，徐云的神色却不由微微一愣。

过了片刻。

他的小心脏仿佛被人重重的揪了一下，一股热流瞬间从他的脖子直冲耳后，呼吸都随之出现了片刻的停滞。

妈耶？！

我tmd听到了啥？

早先提及过。

原子弹这玩意儿稍微键盘侠一点的说，只要有充足的核材料，其实是可以通过大量试验反复试错造出原子弹的。

虽然这种试错成本会很高，但逻辑本身是没毛病的——也就是它可以靠资源硬生生堆出来

可氢弹却不一样。

氢弹在构型确定之前的任何试验都是徒劳，而构型的理论突破非常依赖极个别天才科学家的灵感闪现。

最典型的代表就是海对面的泰勒和乌拉姆两位大佬，也是公认的海对面氢弹之父。

上世纪50年代。

就在所有核物理学家为氢弹的构型一筹莫展的时候，泰勒和乌拉姆共同发表了一篇论文，他们认为核爆产生的x射线，可能是引爆氢弹的关键。

因为要满足聚变的条件，除了核爆产生的极高温之外，还需要有高密度的聚变材料才行。

因为正常来说，核爆冲击波会将附近所有物质炸得粉碎，根本无法形成聚变所需环境。

泰-乌认为。

如果核爆后x射线能够先于冲击波释放.....虽然这个时间差小到以纳秒计算，但这几纳秒已经足够在氢弹材料被炸散之前，通过巧妙设计的构型将x射线的能量引发聚变。

这便是赫赫有名的t-U构型原理，同时这也是这是这两位氢弹之父公开发表的最后一篇论文。

此后他们就再也没有任何关于氢弹的理论或数据发表，氢弹构型被海对面列为绝密中的绝密，哪怕在2023年都依旧如此。

但另一方面。

具体的氢弹构型虽然是高度机密，可氢弹的相关理论原理还是有迹可循的。

例如氢弹的基底反应离不开三个热核反应类型，也就是氘氘聚变、氘氚聚变和氚氚聚变。

这就像你做开水白菜，肯定需要鸡肉白菜锅炉这些材料或者设备，属于最最基础的问题，保密也保密不了。

可问题是光知道这三个类型压根没多少意义，只有确定到某个具体答案才有价值。

因为无论是氘还是氚它们都是极其珍贵的材料，在眼下这个时期制备起来实在是太困难了。

氘需要从海水中提取非常昂贵，而氚的制备只能依靠核反应堆，技术难度高出品率又低，某种意义上价值远超等量的黄金。

海对面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，但对于如今一穷二白的兔子和几乎为零的工业基础来说.....眼下国内连最基本的电力供应都没法保证，谈何做成这种体系？

虽然国内去年就修建了一台核反应堆，但它的实质任务其实是充做原子弹的后手——如果铀弹搞不出来，那么这个反应堆就会提供钚来研发钚弹。

所以在原本历史中，这台核反应堆直到七年后才会正式运行。

至于临时转职用来搞氚嘛....也许八年十年可以搞定，但那时候黄花菜都凉了。

因此兔子们注定不可能沿着海对面的这套体系去复刻，它们唯一的路就是先确定氘和氚哪个更加重要，然后选定一个方向无脑莽。

这就像你买显卡，4070ti、4080、4090都还不错，最好的办法就是全部买来一张张试。

可问题是你现在没那么多预算，那么就只能先看各种测评，确定哪张卡性价比最高再入手了。

原本按照徐云此前和那位首都作家的约定，他会在时机合适的时候把这事儿告诉大于。

结果没想到他这头还没开口呢，大于那头居然就已经意识到了这一点？

随后徐云深吸一口气，假意费解的看向了大于，对他问道：

“大于，你也看到我现在才刚醒没多久，所以你刚刚说的这些我没能太跟得上...你能详细解释解释情况吗？”

大于闻言点了点头，主动走到窗户边拉开了窗帘（杨开渠已经日常去注射紫杉醇了），接着又回到了徐云身边。

只见他顺手拖了张小板凳坐下，同时对徐云解释道：

“徐云同志，你应该知道，所谓核反应截面，乃是核反应中的一个非常重要的概念——甚至可以排到前几的那种。”

徐云轻轻嗯了一声。

核反应截面，这其实是一个非常有趣的词儿。

它描述的其实并不是某个单位面积，而是表示一对粒子发生碰撞的概率。

可它不但名字叫截面，基础单位也是面积的平方米、平方厘米等等....

其实这也不奇怪。

大家可以先回忆一下宏观世界的截面概念：

如果一个球的半径为r，那么它的截面就是πr2。

当有另一球体的运动轨迹与该截面相交，它们俩就会发生碰撞。

然后再把这个情况拓展到微观领域：

假设有2个原子核，氘核和氚核，想象氚核被力场包围着，通常考虑为强核力场和电磁力场。

所以与入射粒子运动方向垂直的阴影区域就是反应截面，进入到这一区域的粒子，就会进入到强核力或电磁力的作用范围。

考虑强核力时，这个作用力区域就被称作聚变截面。

聚变截面的基础单位叫做靶恩或者巴，一巴等于0.8x10^-28平方米，不过一般会把0.8看成1，然后写成10^-24平方厘米。

随后大于又在自己的小本本上熟练的写下了几个数字，说道：

“徐云同志，在核裂变过程中，中子与U235的裂变截面为600巴——这是一个已经多方确定过的参数。”

“但核裂变截面不需要考虑约束条件，如果把情景转换成计算聚变截面，电磁斥力就需要考虑在内了——也就是2个目标核子必须有一定的....初速度。”

“海对面以此构造出了t-U构型，其中氚的占比很重。”

“但是.....我在引入了布赖特-维格纳方程计算之后，整个聚变截面在数学上却发生了一个变化。”

只见大于先是在纸上划出了一条【L】顺时针旋转90度的图像，同时语气也变得不太确定了起来：

“原本截面的图像是这样，像是个L翻转了90度，用我们汉语的写法就是先上提，然后右横。”

接着大于又划出了一条曲线：

“但在引入布莱特-维格纳方程后，聚变截面在算到小数点后第八位的时候，却变成了一条曲线。”

“也就是即使在很低的温度下，或者说两个粒子即使具有很低的动能，也能够发生聚变反应，只不过截面很小罢了。”

“而这个截面的上限就是5巴，和对面计算出来的氚氚反应最大截面为15个巴的结论相差了太多太多。”

“同时这种截面的次级形状又是圆球形，所以......”

看着有些支支吾吾的大于，徐云的心中顿时闪过了一丝恍然。

原来如此.....

他就感觉大于昨天的状态怎么有些奇怪呢，原来是他在计算的时候想到了聚变截面的事儿：

当时他负责计算的是原子弹柱状次级，虽然这玩意儿和氢弹的次级并不是一个概念，但二者的形状还是相同的。

而大于计算出来的次级却是一个圆球形，这种情况下大于便很自然的开小差了。

可即便如此，大于也依旧准时完成了计算工作，真是恐怖如斯啊......

按照原本的历史发展。

大于最快都要在两年半以后才会想到这个问题，眼下这算是直接加速了一个坤坤的成长期了吗.....

不过事情既然已经发生了，那么眼下的徐云便没有再迟疑的理由了。

于是他很快正了正身子，对大于说道：

“大于，所以你现在纠结的是对自己的结果不太有信心....或者说不知道用什么物理概念去解释这个数学结果？”

大于飞快的点了点头。

他迟疑的就是这事儿。

数学在很多时候不会说谎，但有些时候数学正确却并无法代表现实也正确。

比如后世的阿库别瑞度规....也就是曲率引擎的解析解。

这玩意儿在数学上已经完美到了无懈可击，但现实里伱可曾见到过曲率引擎出现？——p图产生的时空扭曲不算。

还有威腾的m理论，这也是个数学完美但物理没有证实的典型。

大于的性子本就极其严谨，更别说氢弹的研制关国家命运，因此这个问题他要是不搞清楚....那就不是几天睡不着的事儿了。

随后徐云朝大于做了个淡定的手势，解释道：

“大于同志，如果你是要找我讨论氢弹的具体设计...说实话我可能无能为力。”

“但这种聚变截面涉及的是粒子物理情景，所以不瞒你说，我还真了解一些。”

“其实导致这种情况的原因很简单，那就是海对面没有考虑到亚原子粒子所具有的量子效应。”

大于顿时一怔：

“量子效应？”

“没错。”

徐云用力点了点头，说道：

“准确来说，是微观粒子的隧穿效应、波动效应、以及共振效应这三个概念。”

“大于，你刚才说你引入了布莱特-维格纳方程，也就是breit-wigner方程对吧？”

“那么你肯定也推导出了这个方程的核聚变变式，也就是单能级中子俘获的共振截面是不是？”

大于立马回了声没错，将手中的笔记本往前翻了一页，露出了上头的一道公式：

σγ（Ec）=σ0ΓγΓ(E0Ec)121\/(1 y2) 2Γ(Ec?E0)。

徐云见状，暗道了一声果然如此。

大于的这道公式其实不难理解，E0就是质心坐标系**振峰的能量....也就是 Ec ΔEb与复合核激发态所匹配的能量，Γ为12共振峰值对应的总能量宽度，σ0是最大的截面，Γγ是辐射俘获宽度。

这算是布莱特-维格纳方程的基础变式之一，但更深入的一些物理意义却暂时没被解析出来。

随后徐云想了想，在脑海中过了一遍思路，对大于说道：

“大于，在这个公式的基础上，你先引入量子隧穿，然后想想会发生什么情况？”

“量子隧穿啊.....”

大于闻言摸了两下下巴，很快开始思考了起来。

量子隧穿。

它是指粒子在经典力学下无法通过能量壁垒，但在量子力学下却有一定概率穿过的现象。

其基本原理是根据量子力学的波粒二象性，粒子可以表现为波的形式，它的波函数可以在势垒外衰减，但是存在一定的概率穿透势垒并进入势垒内部。

在势垒内部，波函数的幅度和相位均受到影响，而在势垒外部，波函数的幅度随距离的增加而指数级衰减，但其相位不变。

当粒子遇到能量势垒时，根据波函数的性质，其波函数会在势垒内部反射和透射。

即使是在能量低于势垒高度的情况下，粒子也有一定概率穿过势垒并出现在势垒另一侧。

这种现象在微观尺度上很常见，如电子穿过材料的能带隙、a射线穿过物体等都是量子隧穿现象，相关概念也在数十年前就被提出了。

几分钟后。

陷入沉思的大于忽然想到了什么，眼前顿时一亮：

“徐云同志，莫非你的意思是.....”

“由于量子隧穿的存在，所以克服库仑势垒所需的温度比预期的要小，粒子克服静电屏障的概率增大，加上介质下温度下的麦克斯韦分布近似.....”

“所以碰撞聚变的粒子动能处在一个狭窄的能量窗口，从而导致聚变截面也会进一步降低？”

徐云重重点了点头：

“没错。”

量子隧穿对核聚变的影响其实是很大的，例如太阳之所以能天然发生聚变反应，原因也是在于量子隧穿的存在。

大于所提到的这个窗口其实就是赫赫有名的伽莫夫窗口，但进一步分析的话还要加上劳森判据和三乘积才行，具体就不多赘述了。

不过眼下大于纠结的核心主要在于截面差值的物理性质，因此徐云只需要帮他理清脉络就行了。

果不其然。

在被徐云点通了量子隧穿的影响后。

大于很快便将注意力放到了共振效应上。

这一次不需要徐云提示，他便很快自己做起了分析：

“如果在核聚变考虑共振效应，那么显然指的就是3a反应......”

“在非弹性散射发生后，剩下原子核仍处于激发态，被释放的中子能量必然明显小于入射中子的能量，也就是负荷和有可能释放两个或者多个中子的能量。”

”复合核有可能释放两到多个中子的能量，中子与原子核可以不发生中子吸收与复合核的形成而相互作用，这里应该就要用共振能区来解释了...嗨，这我怎么想不到呢，我真笨.....”

“然后这样这样...再那样那样....”

十多分钟后。

大于有些感慨的将圆珠笔放到了桌上，眼中闪过了一丝光芒：

“果然....所有轻核反应的截面均绝对不可能超过5巴，泰勒他们在这个数据上算错了！”

在tU双人组联名发布那篇封神之作之前...也就是1950年的时候，泰勒曾经单独发布过一篇论文。

论文中详细的推导了轻核反应的截面问题，并且极其笃定的宣称氚氚反应最大截面是15个巴。

这个结论的推导过程非常精细，绝不可能是刻意放出来诱导外人的消息——那时候欧美几大国家都在全力研究轻核反应的理论问题。

并且根据毛熊那边掌握的情况来看，t-U构型也确实顺延了这个理论结果。

也就是海对面所以得氢弹数据设计，都是按照“氚氚反应最大截面是15个巴”来做的。

这种做法并不能说有问题，因为15巴的情景显然要大于5巴。

就相当于你配了台电脑，实际总功率是550w，但你在计算的时候算错了，算成了1000w。

于是你买了个1000w的电源，这种瓦数负担550w肯定没有任何问题——电源的瓦数不怕超了多少，只怕低。

但另一方面。

1000w的电源在成本上显然要比550w高一大截，支出就凭空多了不少。

倘若你是个能随便V人50的富哥，这笔支出倒也不算啥。

但如果你是个买个鸡蛋都要货比三家的穷逼，那么这些钱就相当可观了。

眼下的兔子们便属于标准的后者，因此这个错误的纠正对于大于和国家而言，都属于一个极其令人振奋的好消息。

看着双手紧握成拳的大于，徐云便忍不住笑了笑，继续说道：

“所以大于，你的想法是正确的，在氢弹的结构设计中，确实可以不考虑氚氚反应，而用其他反应进行替代。”

“所以......”

徐云原本想说的是【你就按这个思路继续算下去吧】，然而他后半句话还没说完，大于便忽然打断了他：

“徐云同志，稍等一下！”

接着不等徐云出声，大于便猛然看向了他：

“徐云同志，如果按你所说的考虑量子隧穿，那我们能不能把它利用在材料压缩上？”

“比如说放弃某些汇聚角，然后形成一个特殊的梯度穿透冲击波？”

徐云：

“嘎？”

.....

注：

排期下来了，15手术