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《军阀李枭从1916开始》

第382章 级联分离与临界计算
��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。

    

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