想了解一下郭永懷、于敏對於中國導彈、核彈的貢獻?
錢學森大家都知道,可是于敏、郭永懷的事迹,資料不是那麼詳盡,據說于敏是一個跨時代的人,他創造性的提出了于敏構型,而且在TG宣傳中,一般都是以錢學森和鄧稼先作為兩彈元勛,所以知道他們的人好少
第一:ZG有一批逆天的科技工作者。尤其一些土專家。真的太NB了
第二:原子彈當年蘇聯有幫助一下,算是師傅領進門了。氫彈全靠自己獨立搞的
第三:氫彈好比竄天猴,原子彈好比火柴。氫彈是五大流氓看家的本領。知道氫彈製作秘密的整個地球不會超過50個人。假如那個不要命的把秘密泄露出去,那可是要遭到五大流氓集體追殺的。
第四:ZG當年 真是逆天 爆出氫彈之後 全世界都震驚! 原子彈還可以說是靠老毛子 但氫彈全是自己弄的 而且一出場就是武器級 小型化 獨立模式!直接就和美國人 蘇聯人 並排站了 其他四國 想破腦子也想不出 氫彈居然可以有第二種方法造!
第五:美帝第一枚氫彈試驗裝置80多噸呢,第一枚可投擲氫彈重達21噸,基本也就是美帝才有飛機運得動,ZG第一枚才1噸,ZG的路線和他們完全不一樣 第一次氫彈試驗 就敢用空投 直接實現小型化了 這個就證明了 ZG的方法和西方的完全不同 起點很高
而且ZG的氫彈安全性很高 可以直接放在導彈上 西方這個是經過長期多次試驗後才實現的 中共幾乎是一步到位。。ZG的氫彈起點空前的高,當時是直接填平了與領先十幾年的美帝的差距,直接達到了美帝長青氫彈MK28(服役至91年)的水平為接下來突破中子彈打下了基礎。
正是因為第一顆氫彈的表現,讓美國認為ZG造氫彈的思路和他們不一樣,所以承認是不一樣的構型。
注意,ZG的第一顆氫彈就是空投的!絕對的高大上!人類盡行過兩次導彈核武器飛行實驗,除了大家都知道的另一次是美國。其他國家打出去誰知道響不響,又沒試過。
第六:蘇聯當時說是自己獨立弄的 不過從他的氫彈小型化路程上看 基本上和美國一個模式 都是先做的很大 然後不斷改小 多次試驗 而且蘇聯解體之後 基本上都解密了 是偷師美國的所以氫彈只有兩種模式 一種美國模式 一種中國模式 這兩個模式 都是絕密。這也是為什麼ZG核武實驗次數是五大流氓裡面最少的了,(氫彈按照美國模式,必須多次試驗,一次一次的使氫彈的個頭變小,這也是為什麼美國,俄羅斯核武試驗次數這麼多)
第七:美國的叫做T-U構型,蘇聯是偷美國的 英國是美國教的 法國是英國教的.ZG是自己弄 獨立於四國之外,ZG的叫做于敏構型 。(兩種模式 當然99%是一樣的 區別在於于敏的 好像是對X射線採取聚焦的方法 讓它集中能量去激發聚變。美國模式 是用反射 的方式讓X射線 慢慢向 聚變材料集中 再激發聚變所以ZG的模式 效果更好點 聚變更徹底)
第八:ZG的模式 穩定性更好 比較安全 有效期長。美國模式不太穩定 製造出後要 在短時間能用掉 否者容易出事失效。所以因為于敏構型的彈頭好像可以長期保存,所以現在五大流氓唯一還保有戰備狀態氫彈彈頭的只有ZG。而美國模式式不穩定 保留戰備 花費太大 也沒必要 現在打戰用不到千萬噸級的氫彈的,ZG由於于敏模式比較穩定 所以也就保留戰備
ZG模式的氫彈可以長期保存。于敏是土生土長的專家,沒出過國,現在仍健在。有人說,于敏是老天爺給兔子開的作弊模式,比較形象。
第九:氫彈的難點是如何讓裂變反應把聚變材料炸散之前,把足夠的能量傳導給聚變材料,觸發真正的聚變反應。
氫彈比原子彈 難多了 法國佬 當年 弄了8年 都弄不出法國第一顆原子彈是在1960年2月13日 第一顆氫彈卻在1968年8月24日才成功
法國被ZG成功反超!1964年 中共成功實驗原子彈 於1966年12月28日成功地進行氫彈原理試驗 到1967年6月17日 就成功搞出實戰型氫彈,ZG的反超速度之快 讓戴高樂 羨慕嫉妒恨 把法國項目組成員 痛罵一頓!!法國的氫彈構造是英國教的 但英國佬只教一半 不教小型化 所以法國佬的第一顆氫彈 重達好幾頓 而且空間巨大 根本就是個實驗室!!中共教了他 怎麼小型化! ZG第一顆氫彈就是實戰型 空投引爆 把戴高樂嚇到了。
ZG當年的 前進速度 外人看上去 就是開了外掛的! 尤其是氫彈 一步就跨過了 美國十幾年的 技術積累 所以戴高樂 知道後 羨慕嫉妒恨。
ZG在 原子彈 氫彈 衛星 這三個技術上的 起點是很高的 一出場 就是高大上 而且都是在毛澤東時代獲得成功的 說中共偷美國的技術??呵呵 誰信誰是傻子
于敏老爺子我一直很佩服的。但是看到有些人攜帶私貨詆毀方先生,不得不說幾句。
有人答案里說1961年,方先生沒有接受研究氫彈邀請,而是選擇研究天體物理。暗示方先生好像為了自己的研究,不愛國,德行有虧似的。
且不說這個是不是事實,就說以下幾點:
第二,方先生先是研究原子物理的,打成右派以後不讓研究了,只好去研究激光物理,但很快激光物理研究組也被取消了。最後只好研究天體物理。
第三,如果此事屬實。那麼1961年正值「三年饑荒」。如果真的被邀請研究氫彈,如果同意,既可以生活上獲得基本保證,又相當於回到「組織」的信任圈。這時候能為了自己的信念說不,難道不是難得的大丈夫么。
可能有點跑題
記得06年在ustc某教學樓的實驗室走廊溜達,順便看看兩邊牆壁上懸掛的國內著名物理學家肖像和事迹,被郭先生的事迹深深感動
PS,這是我第一次看到這個名字
以下內容摘自百度百科:
1968年10月3日,郭永懷又一次來到試驗基地,為中國第一顆導彈熱核武器的發射以及從事試驗前的準備工作。1968年12月4日,在青海基地整整呆了兩個多月的郭永懷,在試驗中發現了一個重要線索。他要急著趕回北京,就爭分奪秒地要人抓緊聯繫飛機。他匆匆地從青海基地趕到蘭州,在蘭州換乘飛機的間隙里,他還認真地聽取了課題組人員的情況彙報。當夜幕降臨的時候,郭永懷拖疲憊的身體登上了趕赴北京的飛機。5日凌晨,飛機在首都機場徐徐降落。在離地面400多米的時候,飛機突然失去了平衡,墜毀在1公里以外的玉米地里。
當人們辯認出郭永懷的遺體時,他往常一直穿在身上的那件夾克服已燒焦了大半,和警衛員牟方東緊緊地擁抱在一起。當人們費力地將他倆分開時,才發現郭永懷的那隻裝有絕密資料的公文包安然無損地夾在他們胸前。
郭永懷犧牲的第22天――1968年12月25日,中央授予他烈士稱號。同日,中國第一顆熱核導彈試驗獲得了成功【這才是真正的大師:我國氫彈之父于敏獲國家最高科技獎】
2015-01-09 科羅廖夫
2015年1月9日上午,2014年度國家科學技術獎勵大會在北京舉行。中國著名核物理學家、核武器研究和國防高技術發展的傑出領軍人之一的于敏院士榮獲2014年度國家最高科技獎,也是此次唯一獲得該獎項的科學家。于敏被稱作設計中國氫彈的人,他曾為我國氫彈研製隱姓埋名三十年,其名字於1988年才開始解密。根據中國工程物理研究院介紹,于敏曾在中國氫彈原理突破中解決了一系列基礎問題,提出了從原理到構形基本完整的設想,起了關鍵作用。此後長期領導核武器理論研究、設計,解決了大量理論問題。對中國核武器進一步發展到國際先進水平作出了重要貢獻。從20世紀70年代起,在倡導、推動若干高科技項目研究中,發揮了重要作用。
1985年的國家科技進步特等獎——氫彈的實用和武器化,實際上就是給於敏的。1989年于敏拿了個特等獎——核武器的重大突破。于敏是中國核武器領域最偉大的科學家之一,可以毫不誇張的說,我們今天的幸福生活跟于敏的傑出研究成績有著息息相關的聯繫。就是他們這一代人,改寫了中國的命運,改變了中國的發展路程,他們,才是中國的大師。下面貼兩段關於于敏的故事,一段是網路演繹,《氫彈武器化的TU構型與于敏構型》,真假難辨,充滿黑話,讀者自己分辨;一段是正史,《中國人是如何自己突破氫彈原理的》,還原那段艱苦年代中國人是如何突破核彈研發與武器化,進而為我們迎來永久和平的故事。
【中國第一代戰術核彈:西伯利亞單程快車】
中蘇全面戰爭爆發的時候,從海拉爾機場起飛突擊西伯利亞鐵路沿線的編組站和重兵集結地,過去的解放軍是很有亮劍精神地,當年共軍還在位於西伯利亞鐵路至中國邊境最近的大興安嶺山區,修建有布蘇里要塞,是方面軍級別的大型後勤基地,這是幹啥用的,地球人一看就明白了。如果打起來,共軍一定會主動出擊後貝加爾的蘇聯戰略薄弱地帶。
【氫彈武器化的TU構型與于敏構型】
首先要說的是MD搞出來的TU構型,實際上TU構型是世界上所有氫蛋蛋,包括于敏構型的基礎,TU是取的兩個發明者的姓氏:Teller,Ulam。
TU構型的大體設想就是,蛋蛋套蛋蛋,整個的蛋蛋里,有一個小蛋蛋和一個較大的蛋蛋。小的蛋蛋先爆(初級核爆),然後利用產生的射線啥的壓迫大的蛋蛋(輻射內爆),然後在內爆的高壓下,轟的一聲大蛋蛋也爆了(次級核爆)。
這個構想大家基本上都是清楚的,但是實現這個構想,最精巧的地方就是輻射內爆的機制,換言之就是腫么收集小蛋蛋的能量並且傳遞給大蛋蛋,從而完美地,徹底地引爆大蛋蛋。
大蛋蛋裡面都是核燃料啊,可怕的啊,如果燒不幹凈,爆炸能量不夠大倒也罷了,一堆沒充分燃燒的燃料跑出來,那不就成臟彈了么?
打個比方,冬天燒煤爐,完全燃燒了很安全,不完全燃燒就會搞出一氧化碳來,又危險又污染環境。何況這個還是核煤氣啊……
所以這個輻射內爆能不能做好,就是最關鍵的了,也是現在五大流氓手上最高的機密。而自行突破這個技術的,世上唯有MD和TG的于敏。
MD具體腫么做的當然沒人知道,但是大體要腫么做,基本大家都分析差不多了。
一種辦法是,小蛋蛋核爆的時候,裡面會發出大量的X射線,射線照射在大蛋蛋上,是有壓強滴,這個被稱為輻射壓。
另外一種辦法是,在小蛋蛋里放了很多泡沫塑料(對,這不是黑話,是真的泡沫塑料),小蛋蛋一爆炸,發出了很多X射線,泡沫塑料都被X射線一燒啊,就燒成了等離子體,然後就形成了巨大的壓強,比輻射壓還大哦親,這個叫等離子壓。
為什麼大家會分析出這個飄逸的想法……因為MD曾經在某解密文件里提到過:泡沫塑料放在氫蛋蛋里,是可以打好評滴!
最後一種,也是目前公認比較接近事實的辦法是,在大蛋蛋周圍築了一圈金屬牆,小蛋蛋一爆炸,發出很多X射線,牆的外殼被X射線一燒,燒蝕啦,就往外噴。由於作用力反作用力的緣故,牆的內殼就以極高的速度向內坍陷,形成了比等離子壓還要大很多的壓強,這個叫燒蝕壓。
從上述描述菇涼們不難看出,每一種辦法,都提到了X射線,不管怎麼引爆大蛋蛋,我們基本可以推斷,怎麼引導X射線去做我們想讓它做的事情,是關竅中的關竅。
MD模擬啊,計算啊,實驗啊……搞了很多次,終於實驗出了成功的方法。毛毛熊也在家研究啊實驗啊,做不出來……腫么辦?你懂的……克格勃V5!
然後輪到兔子了,兔子在學會引爆蛋蛋這一核武器基礎操作之後,跳過了增強型蛋蛋,直奔氫彈而去,並且在兩年半之後,就破解了TU構型的關竅,引爆了氫彈。
MD的第一反應是:尼瑪你又是山寨我的吧?
但是事實回應了MD:兔子引爆的第一顆氫彈,被稱為「最完美的首發氫彈」——請允許我煽情一下——冉冉升起的蘑菇雲,沖MD呸了一聲:山寨?老子的比你的好!
更NB的地方在於,MD的氫蛋蛋經歷了無數實驗,才進行了實戰引爆。而兔子的第一顆氫蛋蛋,直接就空投了。這是對於敏構型何等的自信……
那麼于敏構型比傳統的TU構型好在哪裡呢?根據維基的說法,現有解密資料表明,于敏構型中改進了傳遞X射線的方法。具體當然沒人知道,但是我們知道,于敏動的是TU構型的關鍵之處。
換言之,TU構型的最高玄機,總共只有兩種破解方法,一種由MD科研團隊經過大量實驗求得,一種由TG一位默默無聞的國產土專家于敏,在40歲上,用一台計算速度比我們的本本還不如的破電腦算出……而于敏的這個解法,明顯優於MD實驗所得。
這就是大神!
蛋蛋光是能爆炸是不頂用的,最多你在自己家土地上爆,爆瘋了最多也只能坑一坑鄰國,自己還更倒霉(詳見腳盆自爆史)。
蛋蛋要想能扔到別人家裡去爆,就要靠飛機或者導彈。無論哪種,蛋蛋都不能太重,重了飛機/導彈背不動。
但是氫彈,它是很難做輕的。為毛咧?前面我們講過了,氫蛋蛋是逐級引爆的。必須有很高能量的爆炸才能引爆大蛋蛋——多高能呢?原子蛋蛋級的。
所以氫蛋蛋裡面,必須要有一枚原子彈。那年月,原子彈都還不容易做小咧,何況外面再套一層。
所以在氫彈的早期發展上面,最大的困擾之一,就是一個蛋蛋要又輕,當量又高,才能作為武器使用。
MD爆的第一顆氫蛋蛋,重達65噸,當量1000萬噸。八卦的菇涼們請為MD的空軍鼓掌,能把65噸重的一枚蛋蛋運到指定地點空投下去,MD運輸機V5!這個蛋蛋雖然爆成功了,但是不適合實戰。MD的第一顆可以用於實戰的氫蛋蛋,是在首發氫彈成功後4年才做出來的。
毛毛熊爆的第一顆氫蛋蛋,重達26噸,當量5800萬噸。比MD首蛋已經進化了很多。
大家一定很好奇小白兔的第一顆氫蛋蛋。答案是,當量330萬噸,自重1噸級。
也就是說,我們的第一枚氫蛋蛋,已經直接達到了可實戰核武器水準。
大家都說一旦打仗日本183天內可以組裝幾百顆核彈,我覺得那絕逼是吹牛。說日本有能力183天完成核試驗我相信,但核彈武器化日本還沒摸到那門檻。據說中國用于敏構型從法國換了不少好東西,據說換了原子鐘和第三代核電站技術。
【中國人是如何自己突破氫彈原理的】
(本文摘錄自《往事不盡如風——絕密的中國1100目標親歷》一書)
1957年10月15日,聶榮臻副總理率中國政府代表團全體成員出席在莫斯科蘇聯國防部大樓舉行的《中華人民共和國政府和蘇維埃社會主義共和國聯盟政府關於生產新式武器和軍事技術裝備以及綜合性原子工業的協定》(簡稱「國防新技術協定」)簽字儀式。在協定中,蘇聯政府答應在建立綜合性的原子工業、生產與研究原子武器、火箭武器、作戰飛機、雷達無線電設備以及試驗火箭武器、原子武器的靶場等方面對中國政府進行技術援助。其中包括:供給一個型號原子彈的樣品和生產的全部技術資料,兩個型號的原子彈以及一個型號的氫加強的原子彈的實彈樣品和有關技術資料。還規定,在中國能夠生產製造氫彈用的個別元素以後,將考慮供給製造氫彈的技術資料。
按照中蘇兩國簽訂的「國防新技術協定」的規定,蘇方應該在1958年內先向中方提供一個TNT 當量為4 萬噸的鈈裝料原子彈的樣品及相關的技術資料。
蘇聯政府在1958到1960年期間找種種借口拖延履行條約規定的原子能工業援助項目I960年7 月16日,蘇聯政府突然照會中國政府,決定自1960年7 月28日到9月1 日,撤走在中國的全部1390名蘇聯專家。到8 月23日,在二機部系統工作的233 名蘇聯專家,全部撤走回國,其中有的人還帶走了重要的圖紙資料,隨後又停止供應一切技術設備和資料。至此,赫魯曉夫領導集團完全背信棄義,單方面全部撕毀了兩國政府間簽訂的關於援助中國建設原子能工業的協定和合同。他們的行徑給正在建設中的中國原子能工業造成了很大的損失和困難。
蘇聯毀約終止援助以後,因為事先有了思想上、組織上和技術上的準備,原子能工業建設沒有出現停頓和工作混亂的情況。相反,加快了全面徹底自力更生的進程。
在自力更生方針的指引下,九所經過1960年的工作,已基本形成了一支核武器科研隊伍,創造了一定的工作條件,探索到原子彈的一些理論和技術方面的關鍵問題,並且找到了一些解決的途徑,初步掌握了原子彈某些理論計算方法和實驗技術。這為進一步繼續開展科學研究工作,掌握原子彈的基本理論和關鍵技術打下了良好的基礎。
當我國原子能工業建設和原子彈的研製工作已經從蘇聯援助轉向全面自力更生的時候,1960年秋,時任二機部部長的劉傑開始考慮氫彈研製工作如何部署展開的問題。
劉傑在1957年作為中國政府代表團成員隨聶榮臻副總理同蘇聯政府代表團談判「國防新技術協定」時,從協定的文本中清楚地看出,蘇聯準備提供給中國的一種氫加強的實彈樣品屬於原子彈,而不是氫彈。看來,氫彈和原子彈在原理與結構上可能會有很大的差異。劉傑曾找機會多次向二機部的蘇聯專家組組長詢問氫彈與原子彈在原理和結構上有什麼不同。專家組組長表示不清楚,未作任何透露。看來,蘇聯在氫彈技術上對我們是嚴格保密的。
劉傑認為,氫彈肯定比原子彈更複雜;研製氫彈必須由我們自己首先在氫彈的理論上進行探索突破;而進行氫彈理論探索,不會在短期之內獲得突破,這項工作也不能等到第一顆原子彈研製成功以後再進行安排。
一天,劉傑同錢三強商量此事。劉傑講了上述想法以後說:「九所現在正在全力進行第一顆原子彈的基本理論和關鍵技術攻關,沒有力量顧及氫彈的理論研究。
為了不分散九所的精力,原子能研究所能不能組織力量在氫彈理論研究方面進行探索,先行一步?「錢三強思索了片刻回答說:「氫彈的研製工作遲早是要進行的,早做布置好。
氫彈有自己的原理,輕核反應有它自己的規律,與輕核反應有關的理論探索工作確實需要早做安排。我很贊成。原子能研究所還有一點理論物理研究力量,可以動員投入。「劉傑聽了很高興,說:「那很好,就這麼定了。」劉傑還特意囑託錢三強:「這項工作很保密,由你代表部來直接組織領導,對部黨組全權負責。」隨後,劉傑把上述與錢三強商量好的事情告訴九局局長李覺。李覺表示完全贊同。
經劉傑同意,錢三強把二機部的上述決定向原子能研究所黨委領導人李毅等同志作了報告。錢三強在李毅的協助下,1960年第四季度,在原子能研究所第四研究室增設了一個從事氫彈理論探索研究工作的機構,名稱叫「輕核反應裝置理論探索組」(簡稱輕核理論組,保密代號為「乙項任務」),由黃祖洽任組長。一開始成立時,這個組只有黃祖洽、蔡少輝、薩本豪、劉憲輝等同志。不久,擅長粒子物理的何柞麻也加入這個組,並參與業務領導。以後又逐步增加了人員。起初,他們主要是積累有關氫彈原理的知識和收集輕核反應截面等。
為了增強輕核理論組的研究力量,黃祖洽和何柞麻多次向錢三強所長建議,調本所1955年榮獲「全國青年社會主義建設積極分子」光榮稱號的副研究員于敏來參加研究工作。錢三強考慮了再三,採納了這一建議,並準備讓于敏任輕核理論組副組長。
1961年1 月12日,錢三強約于敏到他的辦公室,嚴肅而秘密地對他說:經所里研究,報請二機部黨組批准,決定請你參加氫彈理論的預先研究。
時年34歲、已經在國內原子核理論研究領域開創性地辛勤耕耘了近10年並做出了出色成績的于敏,做夢也沒有想到領導會讓他參加氫彈理論研究工作。一開始他感到腦子有點發矇,以為自己聽錯了。當他很快明白過來,知道這是領導上的決定要他去參加氫彈理論的預先研究後,他的心中矛盾了起來。他覺得自己性格內向,喜歡寧靜,喜歡從事比較自由的基礎科學研究,不喜歡搞應用研究。況且當前的原子核理論研究正處在有可能取得更大成果的關鍵時刻,有些捨不得停下來去改行。
然而,于敏馬上又想到:中國多少年來貧窮落後,屢遭帝國主義的侵略、欺侮和蹂蹭。自己青少年時代在抗日戰爭時期淪陷區當亡國奴的屈辱生活,依然在心中留著深刻的慘痛印象。新中國剛剛成立不久,又受到西方反華勢力的戰爭威脅。
如果我們國家沒有自己的原子彈和氫彈,不強大,就不可能真正地巍然屹立於世界之林。現在國家遭受了天災人禍,經濟困難,蘇聯政府又背信棄義,撕毀協議,停止援助,撤走專家。在這樣的情祝下,中央仍然堅持要繼續搞原子彈、氫彈,顯然這是一項非常重要的戰略性的歷史任務。
「國家興亡,匹夫有責」,無國就無家,怎麼能在這個時候強調個人的興趣、志向和名譽?正是這種民族憂患意識和強烈的愛國主義情懷,促使于敏面對這樣重大、艱巨、光榮而神聖的任務,覺得自己不能再有另一種選擇,只能接受。
經過短暫的思想鬥爭以後,于敏毅然決然服從了組織上的決定,他下定決心從基礎研究轉向氫彈理論的預先研究工作。
(摘錄者的一點感想:差不多同一時候,另一位年輕一些的物理學家也被領導提出了類似要求,他以「我還是對基礎研究更感興趣一些」為由拒絕了。這個人二十年後在恆星演化方面做出相當大的成就,被一些人吹噓成「中國大陸最接近諾貝爾物理學獎的人」,說來很有意思,冷戰期間雙方基礎物理的交流還是通暢的,唯一的例外就是恆星演化。因為恆星演化研究的恆星內部高溫等離子體和核武器爆炸時高溫等離子體是一樣的。一直到80年代,雙方的天體物理學者才能再次聚首,原因和雙方都完成了核武器小型化的關鍵研究(雙方都達到了核武器的物理極限)不無關係。此時一些國家如伊朗,伊拉克,朝鮮也紛紛派出研究生到先進國家學習天體物理。真不知道為什麼霍梅尼,薩達姆,金日成這些國家領袖為什麼同時對恆星演化感興趣了呢?于敏如果堅持基礎物理研究,是否會取得類似或者更大的個人成就呢?最後提一點:上面說的那位比較年輕的物理學家就是大名鼎鼎的方勵之。
作為美國某知名大學的天體物理學教授,直到21世紀初,他仍活躍於物理學研究領域和某領域,這和由於身體原因1988年就基本淡出學術領域的于敏比起來,實在是強多了)
于敏調入輕核理論組後任副組長。當時全組共有十一二個人。1961年第四季度何柞麻等調到九所參加突破原子彈的工作。黃祖洽也在九所兼職參與原子彈的攻關,每周只有一半的時間在原子能研究所,輕核理論組的工作擔子主要落在了于敏的肩上。1963年何柞麻又重新調回了輕核理論組。在此前後,又分配來劉恭梁、沈天海、孫永盛等一些大學畢業生,這個組陸續擴充至40人左右。
錢三強具體負責主管輕核理論組的工作。大約每隔兩個星期或一個月,黃祖洽、于敏和何柞麻便向他彙報一次工作進展情況。錢三強為他們解決了許多重大決策性的問題,也為他們解決了一些具體問題。如增加調配研究人員,出面去九所請求增加幾個小時的計算機機時,要一些磁帶,安排小汽車送數學計算人員去中關村上計算機運算,等等。這些保障條件問題如果沒有錢三強的支持,是很難解決的。
黃祖洽和于敏領導有方,把全組人員按學科劃分了幾個研究小組,黃祖洽、于敏及何柞麻分管各個小組的工作。輕核理論組的研究工作從氫彈理論最基礎的部分開始探索。他們從氘和氚、氚和鋰-6等有關核反應截面的調研、整理、分析和估算上切入,對氫彈中各種物理過程進行了探討和研究。「截面」是物理學中用來表示原子核與原子核之間發生反應的概率的一個物理量。經過一段時間的工作,各個選題,特別是重點選題都取得了成果,為開始氫彈的理論探索初步提供了一些必要的核數據基礎。
接著,在黃祖洽、于敏的領導下,輕核理論組研究了等離子體中的基本物理過程,物質與粒子間能量的傳遞過程,系統中各種波的發生、發展與相互作用的規律,高溫、高壓下物質的基本物理參數……當時提倡學習太祖主席的著作《矛盾論》,于敏、何作麻以《矛盾論》中所說的「唯物辯證法認為外因是變化的條件,內因是變化的根據,外因通過內因而起作用」作為指導思想,將熱核點火和燃燒作為氫彈爆炸的內因,將輻射流體力學創造的條件作為外因,反覆研究外因與內因的辯證關係,進而研究了高溫高密度等離子體狀態下的許多基本物理現象和規律。在研究過程中,于敏最「善於抓主要矛盾」去解決問題。
1960年到1962 年,國家正值三年困難時期,每人每月的糧食定量被壓縮,大家都去挖野菜,以瓜、菜和小球藻等來充饑。許多人都因營養不良得了浮腫病。可是,由於大家知道肩負著的是國防尖端的絕密任務,所以都始終保持著飽滿的工作情緒,再苦再累也要為氫彈事業貢獻自己微薄的力量。
當時,不用說電子計算機,連手搖電動計算機也只有幾台,且歸第四研究室的數學組專用,輕核理論組的同志們主要靠的是計算尺。為了完成任務,只得在辦公室加班加點到深夜。大家都沒有自行車,工作到深夜還得從辦公室步行近半個小時回到宿舍就寢,每天沒有幾個小時的睡眠時間,但誰也不叫苦,都是拚命工作。
輕核理論組就是在這樣困難的條件下攻克了一道道科學難關,解決了大量的基礎問題。其中,在許多實質性問題和關鍵性問題上,都是于敏做出了最主要的貢獻。于敏的「物理的直觀」是極其明晰而深入的。在一些複雜紛亂的現象中,于敏總能理出頭緒,找出物理上的原因。于敏善於抓主要矛盾,總能從複雜的計算中找出其中的物理內容,使認識有所前進。他不斷地發掘問題,提出問題,分析問題,解決問題。于敏認為問題也就是矛盾。他把這一套提出問題、解決問題的方法叫做「物理學的分析方法」。許多問題到了于敏手上,他總是把其中的物理因素一一加以解剖,並估計它們的大小和影響。這樣,對許多難以解決的現象,就能夠理解了,同時,解決問題的辦法也就出來了。
1963年9 月13日,二機部黨組向周總理寫了《關於發展和試驗核武器初步設想的報告》。報告就核武器發展的方向、步驟、進度、試驗方法、需創造必備的工作條件和應採取的措施等提出了初步設想和建議。其中,報告在講了正在研製的第一顆原子彈、小當量的核導彈頭的進展情況以後,也講了加強原子彈(又名氫加強原子彈)的理論設計爭取在1965年底或1966年提出,從1967年開始進行試驗;在加強原子彈過技術關的基礎上,擬爭取在1970年開始試驗氫彈。
從1960年第四季度到1965年初,輕核理論組在第四研究室數學組和承擔輕核反應數據測量任務的輕核實驗組的大力幫助下,經過4 年扎紮實實的探索和研究,他們對氫彈有關物理過程已做了相當的研究,對氫彈的原理作了一些初步探索,對氫彈可能的整體結構也有了一些初步的設想。
提出了加強型原子彈和在液氘中實現非熱動平衡情況下燃燒兩條技術途徑並建立了相應的模型和計算參數,編製了相應的簡化計算程序。這4 年頗富成效的工作,無論對熱核反應基本現象的了解、基本條件的掌握,還是對某些規律的認識,都為後來的氫彈攻關工作奠定了一些必不可少的應用基礎,在最終突破氫彈原理中起了重要作用。
正當原子能研究所輕核理論組正在探索氫彈的可能結構以及作用機理的時候,第九研究所理論部在交出了第一顆原子彈的理論設計方案後,抽出部分研究力量從1963年9 月起,也開始了氫彈原理的探索,並由副所長、理論物理學家彭桓武先生親自指導。開始時,理論部指定李德元、王貽仁等同志研究含有熱核材料的加強型原子彈的理論模型。在研究過程中,彭桓武給部分科研人員就加強型原子彈的結構原理作了幾次學術報告。此後,彭桓武和理論部科學負責人先後得出結論:加強型原子彈結構,儘管其中伴隨著熱核反應產生,但持續代數較少,不可能成為氫彈。提出可就鈾與氘化鋰-6相疊加強禍合等技術問題展開研究。
1964年1 月29日,中央專委把成立一年多來原子能工業發展的情況和原子彈的研製情況向毛主席、黨中央寫了報告。報告中在講到今後的工作安排時提出,第三個五年計劃期間(1966-1970 年)「原子能方面的中心任務是解決核彈和熱核彈的『有無』問題「。這裡說的熱核彈是氫彈的別稱,又稱聚變彈。
1964年4 月,二機部第九研究設計院(北京第九研究所於1964 年2 月25日改稱為第九研究設計院,以下簡稱九院)理論部李德元等人對加強型原子彈理論模型進行了一次專題討論。他們認為熱核反應對這種類型的原子彈威力雖有提高,但提高有限;原子彈與氫彈之間不是簡單的聯繫,而是有質的差別;在氫彈研製中不能機械地搬用原子彈的設計理論和方法,必須針對氫彈特點開展新的探索研究。隨後,理論部明確下一步科研工作的中心是如何從加強型原子彈向氫彈過渡,並探索提高密度與熱核反應率、提高中子和氚的增值速度等方面的新路。經過努力,取得了一些有用的科研成果。
1964年10月16日,我國第一顆原子彈爆炸試驗成功。
11月2 日在研究今後的核試驗時,周總理問劉傑什麼時候研製成氫彈。劉傑回答:氫彈理論的預先研究已經在探索,現在還有許多問題吃不透。大概還得需要三五年時間。周總理說:5年是不是太慢了。周總理對劉傑說:你們想先搞起加強型彈,要由原子彈爬到氫彈,這個什麼時間能夠搞成?為什麼鈈239生產線要1967年底才建成?以上這些問題你要在下一次的中央專委會議上做出回答。
1965年1月7日下午,劉傑在二機部黨委會議上講話時,傳達了不久前太祖主席的指示。毛主席說:如果有氫彈、導彈,仗可能就打不起來,和平就更有把握了。原子彈要有,搞起來也不會多,嚇嚇人,壯壯膽。毛主席又說:還有三年才搞成氫彈,太慢了。
1月23日,毛主席在聽取國家計委關於經濟建設長遠規劃設想的彙報時指出:敵人有的,我們要有,敵人沒有的,我們也要有,原子彈要有,氫彈也要快。管他什麼國,管他什麼彈,原子彈、氫彈我們都要超過。
黨中央對掌握氫彈的要求如此緊迫,二機部領導的心情是很焦慮的。這時,氫彈研究工作的發展向劉傑飛劉西堯等二機部領導提出了一個迫切的問題:該如何對待原子能研究所輕核理論組和九院理論部這兩方面研究氫彈理論的研究力量?劉傑認為,兩方面的力量各有自己的優勢,也各有自己的不足。原子能研究所輕核理論組研究氫彈理論已長達4年多,有相當的廣度和深度,已經為氫彈的理論設計奠定了一些必要的理論基礎。但是,他們缺乏原子彈的具體知識,要突破氫彈原理還有很多的困難。在九院理論部這一方面,有突破原子彈的實踐經驗,已經掌握了原子彈的有關理論和計算技術,比較系統地查明了原子彈內部的物理圖像和各種物理規律,有條件在氫彈理論研究方面向縱深發展。但是,他們開展氫彈理論問題的研究起步晚,而且,既定的任務—空投的原子彈和上導彈的原子彈頭的理論設計任務還很重,這與「氫彈也要快」—要加速突破氫彈技術,實現力爭在1968年進行氫彈裝置的爆炸試驗的任務是很不相適應的。
面對這樣的現狀,劉傑想到:必須把這兩方面的研究力量統一起來,把兩股繩擰成一股繩,集中力量,形成拳頭,集智攻關。劉傑和劉西堯、錢三強的認識是一致的。他們的這一主張,也得到李覺等九院的領導和李毅等原子能研究所的領導的支持,兩方面正在從事氫彈理論研究的科學家也都贊同。
根據二機部黨委的決定,1965年1 月,黃祖洽、于敏等原子能研究所輕核理論組的31位科研人員攜帶著預先探索研究的所有成果和資料,調到了九院理論部,在主戰場匯合,一起攻關。黃祖洽、于敏被任命為理論部副主任。輕核理論組另外的10餘位科研人員,包括去了河南省參加「四清」社會主義教育運動的何柞麻,則留在了原子能研究所繼續從事基礎理論方面的研究工作。
1965年1 月下旬,中央專委辦公室通知二機部,周總理擬於2 月上旬召開中央專委會議。為了對周總理年前11月2 日、3 日就加速研製氫彈等問題所作的指示做出回答,二機部黨委於1965年2 月3 日重新向中央專委呈報了《關於加速發展核武器問題的報告》。
報告在講到氫彈的設計製造問題時說:目前我們在氫彈理論上的問題還沒有解決,有待進一步探索。根據現在了解,從原子彈到氫彈是一個階段性的發展,需要一個過程,這個過程美國是7 年,蘇聯是6 年,英國是5 年,法國從1960年進行原子彈試驗之後,至今尚未搞成,據說要到1968年才行。氫彈一般的含意,當量在百萬噸以上,聚變反應的能量要在30% 以上。從低級的氫彈,即比威力(單位重量的爆炸威力)和聚變比(聚變反應的能量在整個核反應中所佔的份額)較低到高級的,即比威力和聚變比較高的氫彈也有一個發展過程,從開始試驗氫彈裝置到開始試驗氫導彈頭,美國經過6 年,蘇聯經過8 年。它們都是經過一系列核爆炸試驗才突破氫彈技術的。看來影響氫核反應的因素很多,錯綜複雜,不僅許多已經理解的東西需要通過試驗去驗證,還有許多沒有理解、沒有發現的東西,需要通過試驗才能理解,才能發現。根據過去蘇聯專家零星談話記錄,製造氫彈至少需要3 種核裝料,即鈾-235,氘化鋰-6和鈈-239. 目前我們只有鈾-235和氘化鋰-6,還沒有鈈-239. 所以從原子彈爆炸到研究製造氫彈必須解決理論技術和核燃料兩個方面的問題,我們要進一步活學活用太祖思想,提高辯證唯物論的認識能力,力爭時間,儘速解決這兩個方面的問題。
報告接著說:經過將近一年,特別是最近幾個月的調查研究,初步看來,要解決氫彈設計製造的理論技術問題,必須通過各種必要的試驗摸清各種核燃料的基本性能和各種核反應的基本規律;必須抓住有關氫彈設計、製造的主要問題,在原理和結構上從多方面進行理論探索和科學實驗。我們準備再經過一個季度到兩個季度的調查、研究,提出初步的研究、實驗的規劃,力爭在1968年開始進行氫彈裝置試驗。
中央專委要求二機部在1968年前要完成三項主要任務:1.建成鈈-239生產線;2.建成第二個擴散工廠和部分建成第二套原子能工業基地;3.實現一年試驗一種核武器,并力爭於1968年進行氫彈裝置的爆炸試驗。會議還對討論的其他議題做出了決定。
中央專委會議以後,2 一3 月,九院根據二機部黨委的要求,在副院長彭桓武、朱光亞的指導下,由理論部主任鄧稼先、副主任周光召主持,組織理論部有關方面的專家和研究人員開規劃會議,討論制定突破氫彈的具體規劃。會議在回顧了前一段氫彈理論研究工作,分析了美國、蘇聯等國氫彈發展的歷史以後,制定了旨在突破氫彈技術的《氫彈科研大綱》。
在制定大綱的過程中,劉西堯經常乘坐一輛退了顏色的、不太鮮紅的「賓士」小轎車到九院理論部與大家一起討論。
這次制定的大綱中要求:氫彈研製的近期目標主要是在已有工作的基礎上,通過進一步的理論研究,突破並掌握重量輕、威力大的熱核武器的基本原理;第一步,作為這一目標的標誌,是爭取完成重量!噸左右、威力為100 萬噸級TNT當量的熱核彈頭的理論設計(當時把這一目標簡稱為「1100" )。達到上述目標的關鍵是要摸清氘化鋰-6能夠燒起來,而且燒下去的規律及所需要的條件,並研究如何創造這些條件。另外,大綱也要求理論部在原理、材料、構形、計算方法等各個方面進行多路探索,並做出部署。
在3 月10日下午的規劃會議上,領導小組成員們討論了準備進行含有熱核材料的原子彈試驗性裝置的設計工作和進行核試驗的問題。
為了給氫彈理論研究提供必要的物理參數,劉西堯和彭桓武、朱光亞等到原子能研究所商請該所緊急安排對熱核材料的核反應截面進行數據測量的任務。該所愉快地接受了任務,並抽調30餘名科研人員組成突擊隊,由實驗核物理學家何澤慧先生擔任業務總指揮。他們在該所科研人員丁大釗、蔡敦九等曾經進行過的關於輕核反應的科研工作的基礎上,經過幾個月的實驗研究,分批完成了一套熱核材料的核反應截面數據的測量,獲得了可靠的實驗數據。"1100"『目標的制定,反映了當時在領導上對研製的氫彈是要裝到導彈上去的思想是很明確的,同時,也反映了當時領導和科學家們對氫彈的正確認識,沒有把加強型原子彈與氫彈相混淆。但是,在當時,九院理論部已經掌握的技術途徑,距離要達到的「1100」這一目標還差很遠。
為了突破氫彈原理,實現「1100」目標,九院理論部分兵作戰,多路探索。鄧稼先、周光召、于敏、黃祖洽等部主任,帶領有關研究室的人員分別攻關奪隘。與他們一起工作的研究人員,大多是剛出校門不久,精力旺盛,工作起來不分白天、黑夜,經常加班加點工作到深夜,甚至是通宵達旦。每天晚上,科研大樓內燈火輝煌,幾乎每一個人都在忘我地工作,苦苦探索。大家一心只想的是怎麼快點突破氫彈原理,為國爭光,為民族爭氣!當時,理論部及研究室的黨政領導和政工人員,為了保證大家的身體健康,不要累垮,經常在晚上到辦公室去一個一個地動員大家回去休息。理論部的學術民主氣氛是非常好的。那時已經成名的專家與剛出校門的大學畢業生,自然有知識與經驗的差別,但是,在氫彈的秘密面前,大家都是平等的,誰也不知道氫彈究竟怎麼設計。那時大家的學術思想非常活躍,幾乎每周都要召開學術討論會和鳴放會。在會上,從彭桓武副院長這樣的大科學家到鄧稼先、周光召、黃祖洽、于敏等部主任直到年輕的研究人員,不論資格,人人都有發言權。不論誰有了新的想法,都可以登台各抒己見,暢所欲言。有不同的意見就展開爭論,一場爭論下來,常常大家都面紅耳赤,但誰說得對,就聽誰的,彼此都從中得到啟發。
許多好的想法,就是在你一言我一語的討論中產生出來的。通過一個個的學術報告會和學術討論會以及鳴放會,許多種突破氫彈的設想和途徑被提了出來。其中有人就提出用原子彈能量的這樣或那樣的樸素猜測。然而,氫彈畢竟是非常複雜的系統,諸多制約因素混雜。經過幾個月的探索研究,許多種試圖突破它的途徑被提出來,經過一一仔細的討論、計算和分析後,又一條條地被否定了。理論部的研究人員雖然從失敗中也吸取了一些有益的東西,但設計氫彈的關鍵並沒有掌握,也沒有找到氫彈原理的突破口。面對著困難,大家的積極性依然高漲。
1965年5 月14日,我國第一顆空投的原子彈爆炸試驗成功後,聶榮臻元帥同張愛萍及國防科委的領導一起,於5 月27日上午,找劉傑部長研究了下一步核試驗問題。劉傑彙報了與中近程地地導彈配套的縮小型原子彈頭的研製進展情況和近幾個月來氫彈理論探索研究的情況。劉傑說:理論部的專家們設想,在1966年上半年進行一次含有熱核材料的加強型原子彈空中爆炸試驗,目的是進行熱核材料試驗,為研製與中程地地導彈配套的原子彈頭和研製氫彈提供熱核聚變反應的實測數據。
下一步,準備進行威力為70萬噸TNT 當量(名義上也可稱百萬噸級)的加強型氫航彈試驗。聽完彙報後,聶帥說:我國核武器的發展,繼去年鐵塔上爆炸之後,今年又上了飛機。與中近程地地導彈配套的縮小型原子彈頭正在研製,問題不大。探索氫彈的理論研究工作正在進行。現在看來,搞大當量的地下核試驗,選場難,工程量大,周期長,使更快地發展氫彈受到限制。這就更清楚地看出,美、英、蘇三國簽訂部分禁止核試驗條約主要是遏制我們中國的。我們要放開思想,走自己的路,不受其條約的束縛。為此,下一步核試驗規劃要做些調整。另外,要考慮一下氫彈試驗場有些什麼問題,應早作準備。法國為什麼準備那麼長時間還沒有進行氫彈試驗?我們應該一切問題要早下手。
到了1965年的7月,在彭桓武副院長和理論部幾位主任的組織領導下,理論部的研究人員在過去原子能研究所輕核理論組和理論部氫彈探索的基礎上,經過半年的努力,雖然在氫彈探索的道路上有所前進,確定了熱核燃料的取捨,著重研究了突破氫彈的兩條可能的技術途徑,但計算結果表明,兩條技術途徑都有各自的困難。其中的一條途徑是加強型模型,已弄清楚了這種模型的威力與重量的關係,要想威力上去,重量就得上去;在總威力中,聚變威力所佔的份額不能隨著威力的增加而增加;這種核彈中所加的熱核材料,固然能起到加強原子彈的威力的作用,但由於熱核材料燃燒得不充分,這種加強作用又是有限的;對於好材料的作用也進行了探索。結論是:這條途徑與"1100 「這一目標相差甚遠。探索突破氫彈的技術途徑一時受阻。
在此時刻,二機部部長劉傑的思路回到了1964年12月3 日和1965年2 月3 日向中央專委呈送的《關於加速發展核武器問題的報告》上,即:力爭在1968年開始進行氫彈裝置的試驗,然後再儘快解決上導彈的氫彈。劉傑在一次部黨委會上說:「搞氫彈,先採取一切辦法,加大個頭,多加材料,暴露輕核反應的規律。」「美國經過6 次核爆炸試驗才突破氫彈技術。我們不一定試驗這麼多次,但總得要試幾次。能夠先達到聚變比佔到15% 也是很可貴的。由低到高嘛!」這就是劉傑1965年夏的心態和主張。
要達到「1100」這一目標應分兩步走。第一步,在繼續探索氫彈原理的同時,先做幾次大威力加強型核彈試驗。即重量可以放寬,先設計轟-6飛機能攜帶的威力在100 萬噸左右TNT 當量的核炸彈。通過這幾次試驗,也可能發現一些還沒有認識的東西。從哲學上講,在實踐與認識的關係中,實踐是第一性的;量變會引起質變。第二步再設計「1100」能裝到導彈頭上的氫彈。
這次規劃修訂會除對這幾次大威力試驗進行了部署外,還確定要通過講課來提高大家的知識水平,以彌補現有知識的不足,進而去發現和解決在理論工作中可能存在的還沒有被認識的東西。會後不久,鄧稼先、周光召、于敏三位主任分別在相關的研究室講了「等離子體物理」課程。
聽眾甚多,出現了等離子體物理熱。
1965年7 月10日,二機部黨委向中央專委呈送了《關於核武器研究試驗工作的報告》。這個報告是朱光亞代二機部起草的。報告說,核武器的研究試驗工作當前的主要任務有二:一是按預定計劃在1966年上半年解決原子彈與中近程地地導彈結合的問題;二是突破氫彈技術關鍵的問題。
報告在講突破氫彈技術關鍵的問題時說,當前的主要情況是: 1. 對熱核反應,我們缺乏通過自己實踐所取得的第一性資料。2.在理論上雖已進行了大量的探索研究與計算,但仍有許多問題不很清楚。因此,要突破氫彈的技術關,應首先安排以下幾項工作:一是,繼續進行理論上的探討研究,結合各種核性能與核材料在高壓狀態下的測量試驗,摸清如何使熱核材料重氫化埋燒起來、燒下去的基本規律。二是,進行若干次「熱」試驗(即裝有濃縮鈾的核爆炸試驗)。初步考慮:第一步,進行熱核材料試驗。爭取在1966年6 月進行一次含有熱核材料的原子彈(即加強型原子彈)空中爆炸試驗,以了解在數千萬度的高溫下重氫化鋰熱核反應進行情況。第二步,在上述工作的基礎上,擬於1967年內進行一次更大的三相(裂變一聚變一裂變)航彈的試驗。
報告還說,從國外資料的調研情況看,氫彈的技術關鍵的突破似乎都是從大型三相裝置的試驗開始的。我們目前還沒有鈈和超重氫,利用現有的核材料和內爆結構,能否從上述三相航彈的試驗開始突破,還有待進一步的理論研究工作,並通過熱核材料試驗之後,才能看出苗頭。我們的設想是,一方面要爭取突破,另一方面又要準備反覆。因而,在積極安排上述工作的同時,還要注意適當開展其他有關新材料、新技術的研究。
1965年8 月9 日上午、10日下午,周總理在人民大會堂河北廳主持召開中央專委第十三次會議。會議討論了下一階段核武器和導彈的研製任務和原子能工業、導彈工業的三線建設問題,並著重研究了加速實現氫彈試驗、製成核導彈等問題。
在討論關於突破氫彈技術關鍵的問題時,會議同意二機部提出的安排意見,一方面繼續進行理論上的探索研究,另一方面進行若干次「熱」試驗,並同意第一步和第二步的具體安排。會議認為,只要本著「實事求是、循序漸進」的科學態度,樹立「兢兢業業、踏踏實實,周到細緻」的工作作風,貫徹「大力協同」的精神,進一步調動各方面的積極因素,原定的計划進度是完全有可能提前實現的。這次中央專委會議後,二機部的領導要求九院理論部儘快交出一個威力儘可能接近100萬噸TNT 當量、轟六投彈飛機能夠攜帶的核裝置的理論設計方案。理論部主任會議決定,理論部的大部分人力在北京利用中國科學院計算技術研究所研製的119計算機(運算速度為每秒5 萬次)繼續探索突破氫彈的途徑;由於敏副主任率領13研究室的一部分研究人員到上海華東計算技術研究所出差,利用該所的J501計算機(運算速度為每秒5 萬次),完成加強型核裝置——三相氫航彈優化設計的任務。
8月27日,理論部召開全體人員大會,鄧稼先宣布了上述決定。鄧稼先和各位副主任在講話中都要求去上海出差的人員在國慶節前趕到上海,以便利用華東計算技術研究所國慶節假日期間空出的全部機時,集中突擊一些天,用當時已掌握的加強彈原理,選用可能取得的最好的核材料為後盾,依靠拼材料、拼重量的辦法,完成當量為百萬噸級的三相氫航彈優化設計的任務。考慮到我國空軍轟一飛機最大載重量和機艙體積的限制,鄧稼先和秦元勛(理論部副主任)還給了三個要掌握的技術指標:一是儘可能加大尺寸,多裝核材料;二是核裝置總威力要盡量達到100 萬噸TNT 當量;三是要保證一定的聚變比。
理論部大會以後,13研究室領導研究決定,由室主任孫和生和副主任蔡少輝、彭清泉帶領4 個與武器設計直接有關小組的科研人員及幾名科研輔助人員共50多人,於9 月底前赴上海。隨後,各小組都開始抓緊做好出發前的準備工作。他們請彭桓武、黃祖洽、于敏、秦元勛等專家給大家講了他們個人對加強彈的看法,也請了其他研究室一些從事過加強彈理論設計經驗較豐富的研究人員給大家傳授經驗。副組長孟昭利等還根據幾位部主任的意見準備了一批到上海計算的模型。
9月27日,在孫和生的帶領下,50多位出差人員攜帶自己的被褥、臉盆等生活用品(當時華東計算技術研究所只能安排這50多位出差人員住辦公室,為每人準備一個鋪有稻草墊子的雙層鐵床的鋪位)、計算軟體、科研筆記本等資料,乘火車奔往上海。28日,他們來到了坐落在上海郊區嘉定縣城外、被一大片金黃色稻田包圍著的華東計算技術研究所。于敏也一同到達,並與大家同吃、同住、同工作。
到上海安頓好以後,大家馬上著手安裝從北京帶來的各種程序,進行調試和對算。首先解決了程序計算中中子不守恆的計算方法問題。數學組的同志日夜加班,很快編出了大型計算機程序,開始了三相氫航彈的優化設計,進行了大量的數值模擬計算。由於當時的計算機性能不很穩定,機時又很寶貴,一旦機器有跳動,算出的結果就不對,將會前功盡棄,浪費很多機時。為了減少差錯和機時的損失,每次算題除計算員、程序員必須在場外,還需要有物理專業人員陪伴,以便及時發現和解決問題。因此,全體物理工作者和數學工作者以及科研輔助人員一起混合編組排班,夜以繼日地輪番到計算機機房算題。每去一次計算機機房,大家就抱回一大堆印滿阿拉伯數字的紙帶。接著,就忙於看紙帶,處理這些紙帶上的數據,畫圖、登記、分析計算結果,討論和準備下一步上機計算的物理模型。
儘管困難不少,很辛苦,但在強烈的使命感的鼓舞下,大家熱情高漲,幹勁十足,很快就算出了一批模型。從結果看,離領導上的要求並不太遠,只要加入少量的貴重好材料,威力就可以提高到100 萬噸TNT當量。
但是,這批模型的聚變份額都很低,這表明其中的熱核材料並沒有充分燃燒。面對這批計算結果,于敏並不感到意外。因為他早在原子能研究所輕核理論組進行氫彈應用基礎理論的預先研究時,就曾經對原子彈中加入聚變材料的加強型原子彈進行過探索。不過那時是在缺乏必要的原子彈知識的情況下進行的。當時就發現在加強型原子彈中,聚變材料雖然能起到加強原子彈威力的作用,但由於加強彈中聚變材料燃燒不充分,這種加強作用也是不充分的。如今,于敏受理論部主任會議的委託,率領大家來上海出差,就是要研究如何把加強型原理與現實的原子彈結合起來,完成加強型核裝置—三相氫航彈的優化設計任務,因此,他決定全力以赴,把任務完成得很好。
于敏經常深入到計算機機房,平日里大部分時間都是埋頭於堆積如山的計算機列印的紙帶中,聚精會神地仔細分析計算結果,一看就是幾個小時,常常顧不上吃飯。大家幫他把飯打來,他就邊吃飯、邊思考問題。為了找出優化設計中的問題所在,繼續前進,于敏從計算的多個模型中選了三個用不同核材料設計的模型,進行了深入細緻的系統分析。他考慮到一起來上海出差的這些年輕人,大部分缺乏氫彈的基礎知識,科研工作的實踐經驗也不多,深感自己有責任通過講課來提高他們。為了在工作中提高他們的水平,也為了找出優化設計中的問題所在,于敏決定把他以前在原子能研究所探索氫彈機理時積累下來的氫彈物理知識結合現在加強型核裝置優化設計的實踐,給大家作系列學術報告。
10月13日,于敏開始了他持續大約兩周的系列報告的第一講。他從炸藥爆炸開始,對加強彈的全部發展過程和各個階段的特徵物理量進行了分析。他還結合物理粗估,對內爆動力學、中子學、熱核反應動力學、輻射流體力學等有關現象進行了系統分析。于敏通過這樣的系列學術報告,一方面使大家學會如何分析計算結果,抓物理實質;另一方面也是一次教學相長,他進一步理清了頭緒,獲得了啟發。于敏分析了決定氚一中子循環次數的幾個物理量,看出設計氫彈的途徑不外乎兩條:一是高溫度道路,一是高密度道路。
溫度道路已經探索過,知道其中的困難所在。從分析加強型原子彈模型看出,這種模型中氚一中子之所以達不到多次循環,是因為熱核材料沒有被極高地壓縮,沒有達到極高的密度。大幅度提高熱核材料的密度是一個關鍵!而熱核材料之所以達不到極高的壓縮密度,是因為這種加強型核裝置模型的壓縮靠的是炸藥的能量,而炸藥可利用的能量是有限的,要使熱核材料達到極高的壓縮密度,單靠提高炸藥能量利用率的辦法是絕對辦不到的。
于敏緊緊抓住了問題的關鍵,開始了新的思考。怎麼辦呢?于敏認為,要達到極高的壓縮度,只有利用原子能才有可能。經過進一步深入分析,于敏認為:在加強彈中原子彈爆炸後出現許多物理因素,有的起好作用,有的起破壞作用。限於彈體的構形,它們不可能很好地配合。如何選用性能良好的材料,採取什麼樣的構形,才能夠促進起好作用的物理因素並抑制起破壞作用的物理因素呢?于敏又陷入苦苦的思索之中。于敏比一般人懂得多、想得深、算得快,並且善於透過複雜現象抓住事物的本質。他又苦苦思索、估算了幾天幾夜。他首先分析了原子彈爆炸所釋放的各種能量形式,比較了它們的特性與在總能量中所佔的比例,明確了一種比較容易控制、駕馭的能量形式。然後,他想出了一個減少這種能量損失、提高其利用率的精巧的結構,估計了有多少能量可以被利用,又有多少可以用來壓縮熱核材料氘化鋰-6,如何有效地利用這些能量,氘化鋰-6能壓縮到什麼程度,如何使它點火和自持(自行維持下去)燃燒等。
10月29日(星期五)晚飯後,于敏和13研究室副主任蔡少輝在處地附近田間小道上散步,以得到短暫的身心放鬆。當他倆談到應如何創造條件讓熱核材料充分燃燒時,于敏直截了當地談到加強型核裝置的構形不利於熱核材料的壓縮和燃燒。
接著,于敏向蔡少輝詳細地談了他幾天幾夜以來苦苦思索出的想法。蔡少輝被于敏的嶄新思維所吸引,也被于敏所列舉的無可辯駁的論據所折服,並馬上說:「那我們就馬上動手干吧!」于敏說:「可以先計算兩個模型看看。其中的一個會比較理想……另一個則比較接近實際……」顯然,這是于敏經過深思熟慮後想要走的關鍵兩步。
那天晚上他們倆談到很晚,陣陣秋風使他倆感到有幾分寒意。他倆便加快步伐往回走去。回到住處後,蔡少輝立即向研究室主任孫和生講了于敏的想法。孫和生聽後表示十分支持。當即找到物理小組的副組長孟昭利一起商量落實。在當時的情況下,要在計算機上對於敏想出的複雜構形的氫彈進行數值模擬計算是不可能的。按照于敏的想法,得先驗證原子能壓縮能否使聚變材料自持燃燒。
為此準備了兩個模型。通過改變計算模型的外邊界條件的辦法,來模擬原子彈能量通過某種機制瞬間作用在由相當數量的聚變材料氘化鋰-6及其他材料構形的氫彈主體上。
(摘錄者的感言,簡單的四個字「複雜構形」,在西方世界,它被叫做Taylor-Ulan模型,在俄羅斯人們自豪的宣稱這是他們的天才薩哈羅夫獨立發明的,應該叫薩哈羅夫模型,並且對任何諸如「薩哈羅夫是在克格勃取得的情報啟發下得出模型」的說法嗤之以鼻。這個構形可能是這個世界上被最嚴格保守的秘密。托米表哥是從他的山姆表弟那裡得到了這個模型,高傲的高盧人花了十多年也沒法想出這個構形,最後還是托米告訴了他們訣竅,作為報酬,他們甚至讓托米這個內鬼混進了歐共體,惹來了無窮無盡的麻煩。我們的鄰國印度,有不少於我們的文明史,有十億生活在民主開放多元化社會的人民,有拉曼,錢德拉塞卡這樣偉大的頭腦。但是1998年5 月來自拉賈斯坦邦地下的第三聲悶響宣告這個國家可能永遠也無法掌握這個「複雜構形」了。未來某一天,某個印度天才或許可以想出一個完美的構形,但是怎麼證明他沒有犯1999年第三顆啞彈那樣的錯誤呢,只有炸一下,但是印度已經承受不起再炸一次了。如果不能證明,那麼誰敢說他就是正確的呢。
讀者中有誰有志於了解這個「複雜構形」,我倒是可以介紹一個捷徑,西北工業大學和國防科技大學分別有「原子彈工程物理」和「氫彈工程物理」這兩個「黑色」專業,可以去考,畢業後再去考中國工程物理研究院相關專業的碩士博士,運氣好的話,大概十多年以後就會有人把這個構形告訴你了,之後你就離不開這個圈子了。即使叛逃出國,第一個來幹掉你的也許就是CIA 的特工,因為「你知道一個他已經知道的秘密,他不想讓別人知道這個秘密」。)
11月1日晚,先計算第一個模型。在J501計算機機房裡柔和的燈光下,計算組組長湯敏君在拔動著計算機操作台上的鍵鈕。蔡少輝和孟昭利趴在機房地板上忙著查閱紙帶卷,檢查輸入與輸出的數據有無差錯。于敏在一旁拿著計算尺和鉛筆不時地在計算著什麼和寫著什麼。計算機在忠實地執行著主人的指令,紙帶卷上緩緩地輸出令人興奮的數字。最後的結果就如于敏事前所料。在場的人都很興奮。接著,于敏同大家一起商量,臨時又加算了一個材料比例不同的模型。結果也不壞。11月3 日,計算了另一個模型,也取得了完美的結果。至此,兩類共三個模型的計算結果表明,只要能駕馭原子彈能量,我們就可以設計出百萬噸級的氫彈來!在華東計算技術研究所主樓五層東側的大教室里,13研究室的全體出差人員安靜地坐在大黑板前,準備聽於敏的學術報告。蔡少輝先向大家簡要介紹了上述兩類三個模型的計算結果和特點。寫在黑板上的數據,立即引起了大家熱烈的議論。
在大家殷切的期待下,于敏走上講台給大家做「氫彈原理設想」的學術報告。他先向大家介紹了新模型的設計思想。他說:「過去大家都很重視對原子彈的壓縮,現在看來,熱核材料的壓縮更重要。」接著,于敏列舉了物理小組陳輔之等人最近算的一個理想模型的結果,當人為地把熱核材料壓縮度提高一倍後,加強彈的燒氘量和威力都大幅度地增加了。于敏強調說:「要實現這麼大的壓縮度,靠炸藥不行,要靠原子能!」于敏在指出了以前理論部在北京的學術報告會、討論會和鳴放會上有人提出過用原子彈能量的這樣或那樣的樸素猜測之所以不能實現的原因以後,又詳細論證了原子彈能量的利用和兩級氫彈構形等一系列問題。
來聽學術報告的不少人是抱著對於敏的設想感到新奇,對計算結果感到意外而來聽講的。隨著于敏報告的深入,大家隨著他那深入淺出的語言,嚴密的邏輯思維,無懈可擊的推理和充分的論據進入了氫彈王國。于敏的大膽設想和他堅實的基礎理論知識,使大家由衷地信服、欽佩。
這時,大家極為興奮,群情激昂,認為經過多年的苦苦探索,今天終於抓住了使熱核材料充分燃燒的關鍵因素和創造這些因素的技術途徑了。報告會以後,孫和生主任把蔡少輝、彭清泉兩位副主任及各位小組長找到一起,同於敏一起開會研究決定:加強型三相氫航彈的優化設計是上級布置的任務,必須繼續抓緊完成;同時,抽調物理組的幾位同志和蔡少輝一起,配合于敏另外開闢一條突破氫彈新原理和技術的途徑;立即啟動大型計算機程序的編製工作,以適應突破氫彈新原理工作的需要。
此後,蔡少輝和彭清泉一起研究了計算機程序的編製問題,並抽調相關科研人員開始編製程序工作。在北京的九院理論部12研究室也派出人員前來支援。經過大家廢寢忘食、夜以繼日的努力工作,以驚人的高速度,使程序於11月14日投入使用。
另外,氫彈新原理小組也在於敏的領導下向縱深發展,戰果也擴大了。于敏為了證明氫彈新原理中採用的特殊構形是有充分的理論根據的,就找理論部當時也在華東計算技術研究所出差的「蒙特卡羅」小組的組長吳翔,請他計算一個問題。于敏把想要計算的問題和設想仔細地說了一遍後,問吳翔:能不能用蒙特卡羅方法把它計算出來。吳翔回答:可以。
於是,吳翔和同小組的同志們放下原來的工作,著手進行這一問題的計算機程序編製。經過他們一個多星期的奮戰,完成了平常需要1 一2 個月的時間才能完成的程序設計工作。隨後,吳翔等人上計算機進行了三天三夜的計算。由於小組裡從事物理分析的人只有吳翔一人,他在房裡堅持了三天三夜,最後累得連站著的時候都會睡著。于敏也常抽時間到機房同吳翔一起分析計算出的紙帶。但是,他們計算出的結果有問題。於是,吳翔等人忍著極度疲勞又開始了幾天新的戰鬥,徹底檢查了編製的程序,找到了原因,修正了程序。經過新的計算,只用了幾個小時,就得到了最後結果,證明于敏用原子彈引爆氫彈主體的具體方案是切實可行的。為了使結論萬無一失,于敏又根據對氫彈新原理的物理過程的定性分析,鼓勵昊翔等人考慮把複雜的物理問題作近似處理,編製出抓住物理實質又簡化計算的程序。
吳翔等人按于敏的要求做了。這些工作為後來編製氫彈工程設計所需的定量計算軟體做好了充分的技術準備,並成為理論部重要的設計工具。
在此期間,孟昭利參加的小組也經過大量計算不斷改進氫彈主體壓縮的近似條件,最後得到了一個很好的解析函數描述的氫彈主體接收輻射能的邊界條件。此後,氫彈新原理小組在於敏的領導下繼續做了許多工作。經過這一段時間的系統工作,發現了一批重要的物理現象和規律。這些規律對隨後的氫彈物理設計和核試驗診斷都有重要的指導意義。
于敏把各方面的研究成果歸納整理成從氫彈初級到能量傳輸到氫彈次級的原理、材料和構形基本完整的氫彈物理方案以後,又一次向大家做了學術報告。于敏逐一分析了氫彈反應各個過程的現象、規律和物理因素,描繪出一幅氫彈反應過程的比較完整的物理圖像。做完報告後,會場上一片歡欣,大家興奮的心情再也無法按捺。立即有人嚷著提議:「老於請客!」有人也跟著喊:「老於請客!老於請客!」于敏高興地馬上答應:「我請客!我請客!」11月下旬,突破氫彈原理的電話用暗語打到北京後,鄧稼先主任第二天就飛至上海。一到嘉定,鄧稼先立即聽取了于敏等人的彙報,並與大家一起通宵達旦地分析計算結果,詳細討論技術問題。他對新原理表示首肯,和大家的心情一樣興奮,可說是歡欣鼓舞。
當時大家的工資都很低,除于敏以外,幾乎每人的月工資不是46元,就是56元,個別人是62元。于敏是副研究員,月工資180 元左右,但他的家庭負擔較重,經濟上不很寬裕。鄧稼先若不在場,通常是于敏請客;如鄧稼先在場,則必定是老鄧請客。那時,九院理論部上下關係融洽,部、室主任都很平易近人,普通科研人員從不叫他們的官銜,一律以「老鄧」、「老於」、「老周」、「老黃」等等相稱。鄧稼先是三級教授,工資略高一些,月工資230 元上下,無家庭負擔,樂意請客,大家都親切地把他當成「財神爺」。
這次大家一見到老鄧來了,都歡呼雀躍,要他請客。于敏也跟著湊熱鬧說「財神爺」到了,要老鄧搞勞大家。晚上,鄧稼先在一家餐館請大家美美地吃了一頓螃蟹。鄧稼先原打算只在上海停留三天,以便赴青海221 廠參加12月10日前後召開的九院科研、生產兩年規劃會議,研究確定1966年至1967年的工作任務,現在他決定在嘉定多留幾天。他不僅詳細地與大家討論了氫彈新原理,還十分滿意地聽取了兩個月來大家在加強型三相氫航彈優化設計工作上所取得的進展。當他聽說優化設計中有的模型威力可以達到83萬噸TNT 當量時,他要求再加大。科研人員馬上設計了一個威力更大的模型,並上計算機計算:鄧稼先同科研人員一起上機看計算結果,結果很好。他要求孫和生組織大家把在上海所取得的重要成果趕決整理好。
12月初,鄧稼先與孫和生一起把于敏他們在上海發現的有關物理現象、規律和突破氫彈原理的設想方案等重要成果帶回北京。于敏留在上海,帶領大家繼續深入研究。幾天後,于敏也奉調回北京彙報,吳翔等人一同回到北京。留在上海的研究人員,在蔡少輝副主任的組織下,繼續深入研究氫彈原理,並在物態方程小組的研究人員幫助下,用較為嚴格的狀態方程進行計算。隨後,他們對加強型三相氫航彈的優化設計工作進行總結,開始編寫科研報告。1966年1 月4 日,他們終於帶著在上海奮戰了近100 個日日夜夜的豐碩成果回到北京。
于敏等回到北京後,向理論部的研究人員和上級領導作了多次學術報告,詳細彙報了在上海的工作進展和氫彈新原理設想方案。吳翔也作了氫彈引爆方案的論證報告。鄧稼先組織理論部具有各方面專長的專家和研究人員對這個設想方案進行了反覆的討論和推敲,分析技術難點,尋求解決的途徑。大家補充了一些非常好的重要改進意見,不但提高了原子能的利用率,而且克服了爆轟過程中出現的一些不利因素,使氫彈原理理論設想方案更臻於完善。當時大家估計這就是突破氫彈的技術途徑。
這個氫彈原理理論設想方案的基本思想是:氫彈是把熱核裝料(通常用氘化鋰-6)加熱到高溫發生聚變反應,在瞬時釋放出巨大的能量。發生聚變反應的先決條件是高溫、高密度。要使熱核裝料燃燒充分,必須使燃燒區的高溫維持足夠長的時間,這就需要創造一種自持聚變反應的條件,這個條件要由原子彈爆炸來創造。
因而,氫彈包含有初級和次級兩個部分。
用來為自持聚變反應創我是物理白痴啊,歷史也不咋的,只能說一些知道的,因為我喜歡看八卦,家裡很多那種很老的書,我都翻看,尤其對工科生有一種莫名的崇拜感,當一個工程師一直以來是我的心愿,對於這些我願意了解,但是我是門外漢,只知皮毛或者有時候知道的又是錯的.
在中國宣傳兩彈元勛主要是錢學森和鄧稼先,如果不是偶然情況,我連于敏是誰都不知道。目前知道的是氫彈有兩種構型于敏構型和美帝家的,而且據說我們的更加優化,不過我也不知道到底是哪裡,畢竟這些都是機密,郭永懷也是一個偉大的科學家,據說學術水平不亞於錢老,只是當初在氫彈理論出來後,氫彈的扳機不穩定,於是搞了一次核試驗,郭永懷先生就犧牲在帶著這次實驗的數據回北京的飛機上。當時他和警衛員犧牲了,但是裝數據的文件夾夾在兩個人的遺體之間完好無損。這個事迹十分感人,當初聽到我就眼淚唰唰的留下來,這些是什麼,為了理想獻身啊,當今又有多少人能夠做大,,我心裡的崇敬之情就像泡泡一樣湧現出來,我只希望能多了解一下這兩個偉大的科學家,多知道一點他們的事迹,我相信在相關領域一定還流傳著他們的傳說...蘇英法的氫彈構型都源自美國的T-U構型,而于敏構型獨立於世界主流之外。據說是于敏在浦東的田埂上閑步的時候受到啟發想出來的。現在知道為什麼要開發浦東設立浦東新區了吧......
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