第六百四十六章 于敏構型....問世(上)(2/2)
他遲疑的就是這事兒。
數學在很多時候不會說謊,但有些時候數學正確卻並無法代表現實也正確。
比如後世的阿庫別瑞度規也就是曲率引擎的解析解。
這玩意兒在數學上已經完美到了無懈可擊,但現實里伱可曾見到過曲率引擎出現?——P圖產生的時空扭曲不算。
還有威騰的M理論,這也是個數學完美但物理沒有證實的典型。
大於的性子本就極其嚴謹,更別說氫彈的研製關國家命運,因此這個問題他要是不搞清楚那就不是幾天睡不著的事兒了。
隨後徐雲朝大於做了個淡定的手勢,解釋道:
「大於同志,如果你是要找我討論氫彈的具體設計說實話我可能無能為力。」
「但這種聚變截面涉及的是粒子物理情景,所以不瞞你說,我還真了解一些。」
「其實導致這種情況的原因很簡單,那就是海對面沒有考慮到亞原子粒子所具有的量子效應。」
大於頓時一怔:
「量子效應?」
「沒錯。」
徐雲用力點了點頭,說道:
「準確來說,是微觀粒子的隧穿效應、波動效應、以及共振效應這三個概念。」
「大於,你剛才說你引入了布萊特-維格納方程,也就是Breit-Wigner方程對吧?」
「那麼你肯定也推導出了這個方程的核聚變變式,也就是單能級中子俘獲的共振截面是不是?」
大於立馬回了聲沒錯,將手中的筆記本往前翻了一頁,露出了上頭的一道公式:
σγ(Ec)=σ0ΓγΓ(E0Ec)121/(1+y2)+2Γ(Ec?E0)。
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徐雲見狀,暗道了一聲果然如此。
大於的這道公式其實不難理解,E0就是質心坐標系中共振峰的能量也就是Ec+ΔEb與複合核激發態所匹配的能量,Γ為12共振峰值對應的總能量寬度,σ0是最大的截面,Γγ是輻射俘獲寬度。
這算是布萊特-維格納方程的基礎變式之一,但更深入的一些物理意義卻暫時沒被解析出來。
隨後徐雲想了想,在腦海中過了一遍思路,對大於說道:
「大於,在這個公式的基礎上,你先引入量子隧穿,然後想想會發生什麼情況?」
「量子隧穿啊」
大於聞言摸了兩下下巴,很快開始思考了起來。
量子隧穿。
它是指粒子在經典力學下無法通過能量壁壘,但在量子力學下卻有一定概率穿過的現象。
其基本原理是根據量子力學的波粒二象性,粒子可以表現為波的形式,它的波函數可以在勢壘外衰減,但是存在一定的概率穿透勢壘並進入勢壘內部。
在勢壘內部,波函數的幅度和相位均受到影響,而在勢壘外部,波函數的幅度隨距離的增加而指數級衰減,但其相位不變。
當粒子遇到能量勢壘時,根據波函數的性質,其波函數會在勢壘內部反射和透射。
即使是在能量低於勢壘高度的情況下,粒子也有一定概率穿過勢壘並出現在勢壘另一側。
這種現象在微觀尺度上很常見,如電子穿過材料的能帶隙、α射線穿過物體等都是量子隧穿現象,相關概念也在數十年前就被提出了。
幾分鐘後。
陷入沉思的大於忽然想到了什麼,眼前頓時一亮:
「徐雲同志,莫非你的意思是」
「由於量子隧穿的存在,所以克服庫侖勢壘所需的溫度比預期的要小,粒子克服靜電屏障的概率增大,加上介質下溫度下的麥克斯韋分布近似」
「所以碰撞聚變的粒子動能處在一個狹窄的能量窗口,從而導致聚變截面也會進一步降低?」
徐雲重重點了點頭:
「沒錯。」
量子隧穿對核聚變的影響其實是很大的,例如太陽之所以能天然發生聚變反應,原因也是在於量子隧穿的存在。
大於所提到的這個窗口其實就是赫赫有名的伽莫夫窗口,但進一步分析的話還要加上勞森判據和三乘積才行,具體就不多贅述了。
不過眼下大於糾結的核心主要在於截面差值的物理性質,因此徐雲只需要幫他理清脈絡就行了。
果不其然。
在被徐雲點通了量子隧穿的影響後。
大於很快便將注意力放到了共振效應上。
這一次不需要徐雲提示,他便很快自己做起了分析:
「如果在核聚變考慮共振效應,那麼顯然指的就是3α反應」
「在非彈性散射發生後,剩下原子核仍處於激發態,被釋放的中子能量必然明顯小於入射中子的能量,也就是負荷和有可能釋放兩個或者多個中子的能量。」
」複合核有可能釋放兩到多個中子的能量,中子與原子核可以不發生中子吸收與複合核的形成而相互作用,這裡應該就要用共振能區來解釋了嗨,這我怎麼想不到呢,我真笨」
「然後這樣這樣再那樣那樣」
十多分鐘後。
大於有些感慨的將原子筆放到了桌上,眼中閃過了一絲光芒:
「果然所有輕核反應的截面均絕對不可能超過5巴,泰勒他們在這個數據上算錯了!」
在TU雙人組聯名發布那篇封神之作之前也就是1950年的時候,泰勒曾經單獨發布過一篇論文。
論文中詳細的推導了輕核反應的截面問題,並且極其篤定的宣稱氚氚反應最大截面是15個巴。
這個結論的推導過程非常精細,絕不可能是刻意放出來誘導外人的消息——那時候歐美幾大國家都在全力研究輕核反應的理論問題。
並且根據毛熊那邊掌握的情況來看,T-U構型也確實順延了這個理論結果。
也就是海對面所以得氫彈數據設計,都是按照「氚氚反應最大截面是15個巴」來做的。
這種做法並不能說有問題,因為15巴的情景顯然要大於5巴。
就相當於你配了台電腦,實際總功率是550W,但你在計算的時候算錯了,算成了1000W。
於是你買了個1000W的電源,這種瓦數負擔550W肯定沒有任何問題——電源的瓦數不怕超了多少,只怕低。
但另一方面。
1000W的電源在成本上顯然要比550W高一大截,支出就憑空多了不少。
倘若你是個能隨便V人50的富哥,這筆支出倒也不算啥。
但如果你是個買個雞蛋都要貨比三家的窮逼,那麼這些錢就相當可觀了。
眼下的兔子們便屬於標準的後者,因此這個錯誤的糾正對於大於和國家而言,都屬於一個極其令人振奮的好消息。
看著雙手緊握成拳的大於,徐雲便忍不住笑了笑,繼續說道:
「所以大於,你的想法是正確的,在氫彈的結構設計中,確實可以不考慮氚氚反應,而用其他反應進行替代。」
「所以」
徐雲原本想說的是【你就按這個思路繼續算下去吧】,然而他後半句話還沒說完,大於便忽然打斷了他:
「徐雲同志,稍等一下!」
接著不等徐雲出聲,大於便猛然看向了他:
「徐雲同志,如果按你所說的考慮量子隧穿,那我們能不能把它利用在材料壓縮上?」
「比如說放棄某些匯聚角,然後形成一個特殊的梯度穿透衝擊波?」
徐云:
「嘎?」
註:
排期下來了,15手術