第六百四十二章 原子弹理论....完成！（下）

    在决定了内部分组后。

    陈能宽等人便也不再拖沓，立刻开始进行起了各自的数据计算。

    “.”

    此时此刻。

    看着面前被铺开的空白算纸，陈景润的心绪不由有些澎湃与激荡。

    他其实是个很内向的人，遇到人多的场合就会紧张的面红耳赤，用后世的话来说就是非常“社恐”。

    例如几年前。

    他因为在厦大学习成绩优异，所以获得了首都四中教学的资格，还被派去前往首都四中进行了一场演讲。

    那次演讲可不仅仅是一次心得分享，更关乎陈景润在四中的后续工作问题。

    结果在面对台下几十名学生的时候，陈景润因为太过紧张而出现了慌乱，导致准备好的演讲稿说的语无伦次。

    在这种情况下，首都四中做出了不接收陈景润的决定，将他重新退回了厦大。

    所以后世陈景润的个人资料上你可以看到这样一段工作履历——【1953年，从厦门大学毕业，后分配至首都四中任教。 1954年，任厦门大学资料员。】

    虽然在被‘退货’后厦大的校长王亚南依旧很照顾他，还在四年前将他推到了中科院数学研究所担任实习研究员。

    但说实话，陈景润过的并不算愉快。

    因为在他看似朴素内心的外表下，一直有着一颗炽热的心。

    他最喜欢的诗句出自李贺的《南园十三首》，也就是那句赫赫有名的【男儿何不带吴钩，收取关山五十州】。

    这首诗在他的一生中被摘抄了不下五十遍，书房、玄关、卧室都贴着亲手摘录的横幅，可见他对这首诗的喜爱。

    奈何由于性格原因，陈景润很清楚自己此生恐怕没有什么扛枪上一线的机会不，应该说连为国出力的机会都没多少。

    结果没想的是。

    在不久前组织上忽然找到了他，将他从中科院数学所选调到了远在金银滩草原的221基地。

    更令他惊讶的是，这处基地负责的项目居然是

    原子弹？！

    他恐怕这辈子都不会忘记抵达基地的那一天，基地厂长李觉拍着肩膀对他说的一句话：

    “景润同志，祖国需要你的大脑。”

    于是从那一天起，陈景润便做出了一个决定：

    他一定会竭尽全力，在数学这片没有硝烟的战场上为祖国开疆拓土！

    钢笔就是他的武器，算纸则是他的盾铠，基地需要什么数据他就计算什么。

    在过去的那些时间里，他曾经以数算组成员的身份辅助徐云打过很多小仗。

    但今天却不一样。

    今天他们所面临的，乃是淮海级别的决战！

    虽然看似只差临门一脚，但上一个叫嚣优势在我的秃子已经“收复失地”收到对岸去了。

    因此自己必须打起十万八千分精神，绝不可重蹈某人的覆辙。

    “.”

    随后陈景润深吸一口气，将注意力放到了面前的稿纸上。

    他和老师华罗庚此番负责的是爆压计算，这也是原子弹中比较复杂的一个参数。

    因为同种类核材料的临界质量与密度的平方成反比，临界质量极大程度取决于爆炸压缩的条件，这是一个很早就提过的概念——虽然估摸着没多少人记着了.

    而这种压缩条件在空间中是无法均匀分布的，因此必须要计算出最高的爆压数值。

    这其实不难理解。

    就像你用高压锅煮饭一样，容器的内部压力是有一个限度的，超过最大限度高压锅就会化身美乐帝的脑袋瓜，瞬间炸裂成无数块。

    爆压数值也是同理，唯一的区别就是这个爆压的方向是可控且可计算的。

    其实基地课题组早就在今天之前计算过了爆压参数，不过那个参数的精确度有限，因此陈景润必须将它再往后推两个小数点才行。

    别看【后推两个小数点】看起来好像很简单，实际上它的难度.这样说吧，你看看你银行卡的余额，想想让它在整数位多两个0是啥难度就知道了。

    因此很快。

    陈景润便在纸上写下了一道公式：

    【△P=0.084/R+0.27/R+0.7/R】。

    这是点爆炸冲击波超压的基本计算公式，属于冲击波领域最最基础的概念。

    不过这个公式描述的主要是具有空气参数强间断面的纵波，不适用于核爆条件，因此陈景润还要对它进行一些细微的改动。

    唰唰唰——

    一分钟后。

    一道进行了些许改动的简易公式出现在了纸上：

    【△P=ρ1(Du1)At(u2u1)12g04g000g00μg0νR+ρ1(Du1)At(E2+u222E1u122)13g23g101g00μg0νR+p2Au2tp1Au1t19g33g202g00μg0νR+21g29g303g00μg0νR+12g10g000g00μg1νR】

    随后看着这道公式，陈景润暗自在心中给自己定下了一个解开它的时间：

    三分钟！

    而就在陈景润等人计算着各自任务的同时。

    一旁的徐云也很尽职尽责的给大于的茶杯里倒了杯水：

    “来，大于，喝口水吧。”

    没办法。

    作为一名非原子能领域的业外人士，大于他们现在负责的计算任务徐云是真没办法办上啥忙——毕竟专业跨度真的是太大了。

    如果是别人徐云还能想想能不能在计算上打打下手，可如今他搭档的可是人形自走超算大于

    如果他硬要帮忙，保不齐他这头刚算出某个结果，大于那边就已经算到三五步以后了。

    因此徐云只能老老实实的做起了倒水机器，保证大于的水杯不会见底。

    其实徐云认为自己的工作还是蛮重要的——再强的CPU也要水冷来配合不是？

    咱的水冷水平不说是啥龙神二代三代吧，那好歹也能算是个瓦尔基里GL360嘛，高低好几百块钱呢

    嗯，俺和大于加起来真强！

    而在徐云对面。

    大于闻言先是愣了两秒钟，方才接过了徐云倒的水：

    “哦，好的，谢谢啊徐云同志。“

    “大于同志，你客气了，这都小事儿。”

    徐云闻言立马摆了摆手，同时朝大于的算纸上探了探脑袋：

    “大于，你算到哪儿了？”

    大于闻言扫了眼边上的陈能宽等人，为了不吵到其他同伴刻意压低了一些声音：

    “.你看，已经算到次级裂变的相性数据了，优化出来了两个参数。”

    徐云微微颔首。

    虽然他对于原子能领域并不算了解，但一些脉络性的概念还是知道的——虽然知道这些概念其实没啥意义.

    就像后世很多军迷对于一些枪械模组了解的头头是道，但提及武器的研发就全然一头雾水了。

    次级裂变的相性数据便是大于需要计算的次级圆柱参数，这是原子弹的一个内部递进结构，主要涉及到高能中子流。

    它的结构设计大概需要七到九个参数，七个保底，九个最好，在后世也是标准需要超算才能搞定的问题。

    不过大于的名字本身就代表着奇迹，加之这个问题再难终究还是要比氢弹容易一些的，因此大于能计算下去并没令徐云太过惊讶。

    不，准确来说应该是.

    这么些时间过去大于只算出两个参数，反倒是有点慢了。

    从徐云的角度来看，不知道是啥原因，大于今天似乎有些不在状态。

    如果自己没记错，大于也没在基地谈恋爱啊.

    不过状态这种事儿本就不是一成不变的，学霸偶尔考低分也很正常，因此徐云倒也没有太过进行深究。

    在给大于倒满水后。

    他便悄然离开了座位，推着轮椅来到了陆光达身边：

    “陆主任，您这儿怎么样了？”

    “哦，是小徐啊。”

    陆光达原本正拧着眉毛盯着个算式一言不发呢，见到徐云后顿时神色一喜：

    “来，快来看看这个问题——我正卡壳呢。”

    徐云眨了眨眼：

    “卡壳了？陆主任，我记得您计算的是六因子公式的优化吧？”

    陆光达点了点头：

    “没错。”

    会百度的同学应该都知道。

    U235每次裂变大约释放192.5MeV，释放的能量来自质量亏损，数值可以通过老爱的质能方程进行计算。

    而U235裂变又有自发裂变和诱发裂变两种，自发裂变有半衰期，诱发裂变则是要外部提供中子。

    如果满足一定条件，U235就能自给自足——这就是所谓的临界和超临界概念。

    反应堆就是要维持临界，而核弹就是要尽可能超临界。

    而具体的数值计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、中子损失因子和燃耗率。

    这同样是个非常复杂的问题，否则陆光达也不会亲自负责计算了。

    六因子公式徐云当年在选修课上倒是了解过一些，虽然不能说多熟悉，但至少也算是看得懂的范畴。

    于是他便伸过脑袋朝纸上看了几眼，但很快便微微一怔：

    “咦？陆主任，您这不是没啥问题吗？”

    只见此时陆光达面前的算纸上正写着一系列公式，其思路俨然自称一派，离最后的结果只剩下一些推导过程而言。

    这些推导过程虽然有点复杂，但在思路确定的情况下对陆光达而言，那简直和小学数学无异了。

    “嗨，谁说是六因子公式的问题了？是我在优化过程中想到了其他一些事儿。”

    徐云哦（第二声）了一下：

    “哦？您说说看？”

    陆光达连忙将身边的椅子拉开，让徐云有足够的区域放置轮椅，同时解释道：

    “你看这里，就是中子增殖比这块。”

    “咱们在原子弹爆炸的时候不是会发生中子俘获嘛，聚变期间大概可以发生三次。”

    “所以我就在想啊，如果咱们能合成一种核素，并且让中子俘获能够完全发生下去.那么它会发生什么？”

    徐云顿时一怔。

    而陆光达却仿佛来了兴致，只见他飞快的抽来了一张全新的算纸：

    “比如说U235的质子数是92，中子数是143，U236中子数则是144最多可以捕获到146。”

    “如果我们有技术让它继续捕获中子呢？比如说捕获到160、180甚至200？”

    “延森不是在48年的时候提出了幻数概念吗？我个人认为如果从这个角度出发，这种新核素或许会具备某些极其独特的稳定态。”

    “当然了，这只是我个人的猜想，毕竟库仑势垒是个大问题”

    或许是陆光达太过投入的缘故，他并没有注意到此时徐云的表情已经变得有些呆滞了起来。

    WTF

    陆光达居然想到了这一重？

    初中化学老师没被气死的同学应该都知道。

    质子数比103更大的元素称为超重元素，超重元素极其不稳定，半衰期一般最长的不过几分钟，最短的只有数毫秒甚至数微秒。

    但这并不是绝对。

    1963年诺贝尔奖得主玛丽亚·梅耶在阿贡国家实验室工作的时候发现，高丰度同位素的核子数有规律性：

    核子数为2、8、20、28、50、82、126的原子核特别稳定。

    于是她便将这些数字取名为幻数，也就是magic number。

    后来延森在假设有强自旋轨道耦合的情况下，成功地解释了幻数的存在，提出幻数的存在反映了原子核具有壳层结构：

    当原子核中存在幻数时，核子充满了某个能级，没有核子向更高的能级跃迁，因此这些原子核相当稳定。

    如果以核内的中子数为横坐标，质子数为纵坐标，把所有稳定的和放射性的核素标在核素图上，那么便可以清楚地看出，自然界中已知的原子核都沿着β稳定线分布的、在以中子数和质子数为坐标所构成的平面内形成一个连续分布的半岛。

    而幻数为2、8、20、28、50、82、126，恰好都在这个半岛的顶点。

    最终在这个理论基础上，物理学界出现一个赫赫有名的理论或者说猜想：

    倘若存在一个原子核是中子数和质子数填满闭壳的双幻核物质，那么它的核岂不是会稳定到可以承载一个耳根都不会坍塌？

    这个理论便是赫赫有名的稳定岛猜想。

    在徐云穿越来的后世。

    比较公认的稳定岛核素是Z=114，N=184的核素，也就是所谓的114号元素。

    不过那时化学界只合成到了118号元素Og，119号元素Uue还在合成中。

    当然了。

    看到这里，可能会有同学奇怪：

    不对啊，118大于114，也就是114号核素已经合成了，那为啥说稳定岛还是猜想呢？

    原因很简单，别忘了后头的那个N也就是中子数。

    光一个Z是不够的，必须要Z+N=298才行。

    到目前为止。

    科学家们已经得到了七种114号元素钅夫的同位素，原子量最小的是284，最大的是290——而稳定岛预言的原子量是298。

    因此这理论距离被证实还是有段距离的。

    但是

    一旦Z=114，N=184这个核素真的被发现且被证实符合稳定岛理论，那么乐子可就大了。

    且不说这种新核素对于物理化学模型的影响，光是它的应用之一就足以令人心跳加速——它的寿命长达1049年，这是一种可以适用于可控核聚变的核素.

    虽然这只是理论方向之一，谁都没法知晓它是真是假，但不可否认它的研究价值还是很高的。

    退一万步说。

    就算不考虑可控核聚变，稳定岛理论对于微观粒子的认知也有着很大帮助。

    如今兔子们已经有了串列式静电加速器，缺的其实就是一些理论。

    就像你手上有了大量的现代化武器，看似可以F2A上去，但实际上如果能有一套或者多套正确的战术体系，战场上的效果显然会更高。

    于是徐云想了想，对陆光达问道：

    “陆主任，您了解壳式模型吗？”

    陆光达转动了两下钢笔：

    “壳式模型.就是那个梅耶和魏格纳提出来的原子核模型？”

    徐云点了点头：

    “没错，就是那个模型——梅耶还是幻数概念的提出者。”

    壳式模型。

    这是1949年的时候由梅耶和魏格纳、简森一起提出来的一种原子核模型，后来他们还因此获得了1963年的诺贝尔奖。

    这个模型指出和原子里的电子类似，原子核里也有很多的壳层。

    对应不同能级，质子和中子位于不同的壳层上运动，还来回“跃迁”，并且它们也满足泡利不相容原理。

    惰性气体之所以化学性质稳定，是因为它的最外层被电子充满，因此具有更大的稳定性——同理，原子核里的壳层被质子、中子填满时，也将拥有较大的稳定性。

    壳式模型更好的解释了一些核素的稳定性，还可以更好的预测或解释原子核基态的自旋和宇称。

    以氧17为例。

    8个质子填满3个质子壳层，8个中子填满3个中子壳层，还多出来1个中子。

    也就是内部满壳层的总角动量为0，8个质子和8个中子的总宇称为+1。

    这意味着氧17原子核的自旋和它的宇称，完全由第9个中子的自旋决定。

    随后徐云在纸上画了个简单的图示，说道：

    “陆主任，目前壳式模型已经被证明了它的准确性，如果将这个模型引入您的想法.您说会发生什么情况？”

    这一次。

    陆光达思考了比较长的时间，方才斟酌着说道：

    “质子和中子必须遵守泡利不相容原理，同时质子之间的电磁斥力被强相互作用力抵消，半经典结合能公式成立。”

    “也就是如果库伦势垒能被突破，那么应该可以反馈在原子核磁矩的变化上——最少是部分变化？”

    啪！

    徐云笑着打了个响指：

    “宾果！”

    按照壳式模型的思路，一颗原子的内层可视为球形。

    而外部价空间的核子则高高隆起，就好像一座高耸的冰山绕着一个大水球高速旋转。

    由于质子带正电，这座“冰山”还将带起一股股电流“潮汐”。

    因此冰山量级越大，那么潮汐的能级也将随之变大。

    这部分变化的能级其实就是陆光达犹疑的库伦势垒，也就是原子核磁矩的一部分。

    在宏观.或者说数据层面，这个变化的数值便是.

    电四极矩。

    在如今基地用于串列式加速器的情况下，想要验证这个变化还是很简单的。

    毕竟后世102号以后的核素，大多数都是在加速器内部合成成功的。

    想通了这点后，陆光达的脸色顿时变得欣喜了不少。

    毕竟对于他这类人来说，一个问题要是一直卡着没被解决，内心会纠结着睡不着觉的。

    只见他面带感激的看向了徐云，用力拍了拍徐云的肩膀：

    “小徐，多谢你解惑了。”

    徐云此时的伤势还没完全好，被陆光达拍了肩膀后忍不住呲了呲牙：

    “陆主任，您太客气了哦痛痛痛痛痛”

    陆光达忍不住哈哈大笑了起来。

    随后陆光达又将心绪拉回到了现实，开始计算起了六因子公式的优化内容。

    不过到了眼下这一步。

    无论是陆光达还是陈能宽那边，剩下的基本上都只是数学的推导问题了。

    理论思路被解决后，考验的纯属个人的计算能力——而这在如今的理论组内几乎是人人具备的素养。

    三个小时后。

    吧嗒——

    大于轻轻放下手中的笔，揉了揉有些发涩的眼睛：

    “呼总算搞定了。”

    (本章完)