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第五百八十六章 提前問世的非線性中子運輸方程(1/2)

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「????」

密室內。

聽到華雲嘴中說出的這番話。

陸光達被稱為『娃娃博士』的白淨圓臉上,很是突兀的出現了一個懵逼的表情:

什麼?

中子運輸方程是非線性的?

這怎麼可能?

要知道。

中子運輸方程的現象實質,就是對慢化+擴散的求導。

慢化過程可以用能降的方式進行描述。

擴散的過程則是引入了流密度——這兩個概念此前都提及過。

擴散過程是大規模的熱中子在反應堆中自由擴散,參與裂變反應,維持核反應堆的運行。

這是核裂變中最核心最為關鍵,同時也是比較複雜的研究對象。

但歸根結底。

所謂的擴散過程,還是屬於一種中子分布情況隨著核反應的進行而發生的演化。

與此同時。

上頭已經定義出了中子通量密度ϕ的概念,也就是流密度。

中子密度的變化顯然分為三部分:

首先,源來產生中子。

其次,中子被吸收消耗用於裂變。

最後,中子泄露出體系。

這裡可以把源記為 S(r,t),泄露以一個散度來表示∇⋅J(r,t),其中 J(r,t)是中子離開體系的流密度。

核反應率如上 R=Σaϕ。

如果以n表示中子密度,便有一個連續性方程出現了:

∂n(r,t)∂t=S(r,t)−Σaϕ(r,t)−∇⋅J(r,t)

同時中子流進流出體系是靠分布驅動的,也就是梯度決定的。

J(r,t)=−D∇ϕ(r,t)。

其中D=λs/3是係數,稱為擴散係數。

從這裡不難看出。

中子運輸方程顯然是個線性的偏微分方程等等!

想到這裡。

陸光達忽然意識到了什麼,整個人勐然看向了二組組長華云:

「老華,你的意思是中子運輸方程,其實存在一個類似非線性薛丁格方程的情況?」

華雲用力點了點頭:

「沒錯。」

說起薛丁格的大名,大家想必都不算陌生——營銷號口中薛仁貴的後代,知名的虐貓狂人。

而這位大老的諸多事跡中,薛丁格方程顯然是一個重點。

他是薛丁格親自提出的量子力學中的一個基本方程,也是量子力學的一個基本假定。

在徐雲穿越來的後世。

很多人將其視為現代物理學中最重要的方程,甚至沒有之一。

與此同時呢。

它也是一個非常複雜線性偏微分方程。

任何原子——只要電子所受的力場可以用有心力場表示,其薛丁格方程都可以分離變量。

因此在幾乎所有情境下。

薛丁格方程都是標準的線性方程。

但有一種情況非常特殊。

那就是當勢場依賴于波函數時,推導出的薛丁格方程是非線性的。

這種情況在應用領域一般出現在等離子體或者光學方面,算是一種極其少見的情況。

而眼下按照華雲所說。

如果中子運輸方程的ϕ在特定區域發生了變化,這似乎

還真有可能?

想到這裡。

陸光達便一把拿起華雲帶過來的文件,認真看了起來。

文件擺在最上頭的是毛細彼得羅夫反應堆的一張報告,這也是兔子們手上僅有的十多張非冷爆的核反應堆中心數據之一。

不過這張報告倒不是兔子們通過特殊渠道傳回國的,而是毛熊給出的嘉獎:

三年前。

王淦昌在毛熊杜布納聯合原子核研究所任研究員的時候,他從4萬對底片中找到了一個產生反西格馬負超子的事例,這也是人類歷史上第一次發現超子的反粒子。

負超子當時屬於毛熊和海對面都在爭奪的關鍵領域之一,王淦昌的發現讓毛熊在理論物理領域得到了一枚相當有用的棋子。

因此毛熊便把這張圖贈送給了王淦昌老爺子,算是一種獎勵。

當然了。

根據後世解密的一些情況來看,這份獎勵應該是兔子們在經過內部討論後,主動做出的一個選擇。

另外,當時毛熊還給了王淦昌老爺子一個邀請:

只要他改變國籍,就可以永遠留在莫斯科。

不過王老爺子最終還是拒絕了這份邀請,義無反顧的回到了祖國。(這是我查這份報告資料的時候才知道的事兒,所以當初介紹王老爺子的時候沒寫上,那個時代真的啥事兒都能見到這些前輩的影子)

好了。

視線再回到現實。

不過這份文件上的數據載體並不是很多人以為的黑白圖像,而是科學界早期的一種特殊工具:

紙帶。

看紙帶在60、70年代堪稱一種神功,中外都有大量頂尖高手存在,可惜現已幾近失傳。

在看紙帶的過程中,科學家們便會腦補數值模擬的圖像來分析紙帶上所記錄的計算數據。

例如當年的曼哈頓計劃。

西伯格和勞倫斯便是看紙帶的專家,在海對面原子彈的研發過程中起到了很關鍵的作用。

隨後陸光達小心的拿起捲紙帶,認真的看了起來:

「編號45242的碰撞記錄,裂變次級中子取各向同性近似」

「高次中子占優勢的能區在12到16,單能強中子源的能級是」

「V1則是2738厘米每微秒,上級能區」

結果看著看著。

陸光達驟然童孔一縮:

「咦?這是」

只見此時此刻。

一條紙帶上赫然記錄著一組數字:

27^14g/cm³。

而這組數字對標的參數,則清清楚楚寫著

裝置內的中子密度!

隨後陸光達死死盯著這組數字,整個人一言不發。

眾所周知。

中子輸運方程之所以可以被視為線性方程,本質是因為系統中的中子密度通常比原子核密度小得多——這裡是小指的是量級上的差距,也就是所謂的【遠小於】的程度。

比如地球和西瓜,又比如人和螞蟻。

這正是推導中子輸運方程時,所作的基本物理假設之一,是一切後續推論的根基。

在這一假設下。

可以只考慮中子與介質原子核的碰撞,而忽略中子之間的碰撞,最終得到線性的中子輸運方程。

但如果中子密度很高,以至於接近原子核密度或二者相當的時候

這個假設自然就失效了。

而一般情況下。

原子核密度的量級通常是

14^14g/cm³!

這個數字和紙帶上的中子密度雖然並不完全一致,但二者已經不存在量級上的區別了:

好比A和B兩個人,A有100萬資產,B有80萬資產。

你可以說A比B有錢,但二者的差距並不大,說不定沒幾個月B就趕上A了。

換而言之

在這種情境下。

中子輸運方程便沒法再看做是線性方程了。

隨後陸光達又先後看了其他幾組數據。

最終發現中子密度在一些特殊情況中密度確實會暴增,接近甚至達到原子核密度的量級。

這些數據包括了中美毛熊三個國家的大量機構,不可能會出現偶發性的錯誤。

也就是說

諾里斯·布拉德伯里設計的理論的確是錯誤的。

見此情形。

陸光達的心緒忽然變得有些恍忽了起來。

他不是在感傷項目組在錯誤的路上花費了大量的時間,而是在驚訝

海對面設計的方案,居然也會出錯?

不過很快。

陸光達的腦海中便冒出了另一個問題:

海對面的權威也是人,一切技術沒有落地,為什麼不能出錯呢?

別的不說。

如果他們真的無敵到一切都是正確的,還會在半島上被咱們打的那麼慘?

還有基地內的王淦昌、趙忠堯,以及還在海對面的老楊以及陸光達本人,過去不也是糾正過海對面大量的錯誤理論嗎?——只是高度沒有核武器這麼驚人罷了。

想到這裡。

陸光達不由深吸一口氣,目光也不再縹緲,而是逐漸被一抹堅定之色所取代。

隨後他沉吟片刻,抬頭看向了華雲,開口說道:

「老華,這次辛苦你了,很明顯,你的驗證是正確的。」

「在這裡我要對你還有瑞平同志道個歉,之前因為我們沒有發現模型中的問題,讓二組和三組的同志無端受到了一些指責和壓力。」

「作為項目組的負責人,這是我的失職,下次的總結會議上我會對這事進行主動檢討。」

說罷。

陸光達又轉向了一旁的徐雲,臉上的表情也跟著柔和了許多:

「韓立同志,我也要向你表示感謝——不但感謝你找出了結症所在,更重要的是讓我明白了一個道理。」

「那就是海對面雖然實現了原子彈技術,但還是遠遠沒有把它完全吃透,還存在很多即便是諾里斯·布拉德伯里這種權威都無法發現的錯漏。」

「這無疑是一個好消息,代表著咱們雖然暫時落後,但卻還沒有被拉開到難以望其項背的程度!」

「或許有一天咱們還能超過他們也說不定。」

陸光達說話的時候右手還在空氣里揮舞了幾下,顯得極其有力。

聽聞此言。

徐雲卻連忙擺了擺手,飛快的搖起了頭:

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