11月1 日晚,先计算第一个模型。在J501计算机机房里柔和的灯光下,计算组组长汤敏君在拔动着计算机操作台上的键钮。蔡少辉和孟昭利趴在机房地板上忙着查阅纸带卷,检查输入与输出的数据有无差错。于敏在一旁拿着计算尺和铅笔不时地在计算着什么和写着什么。计算机在忠实地执行着主人的指令,纸带卷上缓缓地输出令人兴奋的数字。最后的结果就如于敏事前所料。在场的人都很兴奋。接着,于敏同大家一起商量,临时又加算了一个材料比例不同的模型。结果也不坏。11月3 日,计算了另一个模型,也取得了完美的结果。至此,两类共三个模型的计算结果表明,只要能驾驭原子弹能量,我们就可以设计出百万吨级的氢弹来!
在华东计算技术研究所主楼五层东侧的大教室里,13研究室的全体出差人员安静地坐在大黑板前,准备听于敏的学术报告。蔡少辉先向大家简要介绍了上述两类三个模型的计算结果和特点。写在黑板上的数据,立即引起了大家热烈的议论。
在大家殷切的期待下,于敏走上讲台给大家做“氢弹原理设想”的学术报告。他先向大家介绍了新模型的设计思想。他说:“过去大家都很重视对原子弹的压缩,现在看来,热核材料的压缩更重要。”接着,于敏列举了物理小组陈辅之等人最近算的一个理想模型的结果,当人为地把热核材料压缩度提高一倍后,加强弹的烧氘量和威力都大幅度地增加了。于敏强调说:“要实现这么大的压缩度,靠炸药不行,要靠原子能!”
于敏在指出了以前理论部在北京的学术报告会、讨论会和鸣放会上有人提出过用原子弹能量的这样或那样的朴素猜测之所以不能实现的原因以后,又详细论证了原子弹能量的利用和两级氢弹构形等一系列问题。
来听学术报告的不少人是抱着对于敏的设想感到新奇,对计算结果感到意外而来听讲的。随着于敏报告的深入,大家随着他那深入浅出的语言,严密的逻辑思维,无懈可击的推理和充分的论据进入了氢弹王国。于敏的大胆设想和他坚实的基础理论知识,使大家由衷地信服、钦佩。
这时,大家极为兴奋,群情激昂,认为经过多年的苦苦探索,今天终于抓住了使热核材料充分燃烧的关键因素和创造这些因素的技术途径了。
报告会以后,孙和生主任把蔡少辉、彭清泉两位副主任及各位小组长找到一起,同于敏一起开会研究决定:加强型三相氢航弹的优化设计是上级布置的任务,必须继续抓紧完成;同时,抽调物理组的几位同志和蔡少辉一起,配合于敏另外开辟一条突破氢弹新原理和技术的途径;立即启动大型计算机程序的编制工作,以适应突破氢弹新原理工作的需要。
此后,蔡少辉和彭清泉一起研究了计算机程序的编制问题,并抽调相关科研人员开始编制程序工作。在北京的九院理论部12研究室也派出人员前来支援。经过大家废寝忘食、夜以继日的努力工作,以惊人的高速度,使程序于11月14日投入使用。
另外,氢弹新原理小组也在于敏的领导下向纵深发展,战果也扩大了。于敏为了证明氢弹新原理中采用的特殊构形是有充分的理论根据的,就找理论部当时也在华东计算技术研究所出差的“蒙特卡罗”
小组的组长吴翔,请他计算一个问题。于敏把想要计算的问题和设想仔细地说了一遍后,问吴翔:能不能用蒙特卡罗方法把它计算出来。吴翔回答:可以。于是,吴翔和同小组的同志们放下原来的工作,着手进行这一问题的计算机程序编制。经过他们一个多星期的奋战,完成了平常需要1 一2 个月的时间才能完成的程序设计工作。
随后,吴翔等人上计算机进行了三天三夜的计算。由于小组里从事物理分析的人只有吴翔一人,他在机房里坚持了三天三夜,最后累得连站着的时候都会睡着。
于敏也常抽时间到机房同吴翔一起分析计算出的纸带。但是,他们计算出的结果有问题。于是,吴翔等人忍着极度疲劳又开始了几天新的战斗,彻底检查了编制的程序,找到了原因,修正了程序。经过新的计算,只用了几个小时,就得到了最后结果,证明于敏用原子弹引爆氢弹主体的具体方案是切实可行的。为了使结论万无一失,于敏又根据对氢弹新原理的物理过程的定性分析,鼓励昊翔等人考虑把复杂的物理问题作近似处理,编制出抓住物理实质又简化计算的程序。吴翔等人按于敏的要求做了。这些工作为后来编制氢弹工程设计所需的定量计算软件做好了充分的技术准备,并成为理论部重要的设计工具。
在此期间,孟昭利参加的小组也经过大量计算不断改进氢弹主体压缩的近似条件,最后得到了一个很好的解析函数描述的氢弹主体接收辐射能的边界条件。
此后,氢弹新原理小组在于敏的领导下继续做了许多工作。经过这一段时间的系统工作,发现了一批重要的物理现象和规律。这些规律对随后的氢弹物理设计和核试验诊断都有重要的指导意义。
于敏把各方面的研究成果归纳整理成从氢弹初级到能量传输到氢弹次级的原理、材料和构形基本完整的氢弹物理方案以后,又一次向大家做了学术报告。于敏逐一分析了氢弹反应各个过程的现象、规律和物理因素,描绘出一幅氢弹反应过程的比较完整的物理图像。做完报告后,会场上一片欢欣,大家兴奋的心情再也无法按捺。立即有人嚷着提议:“老于请客!”有人也跟着喊:“老于请客!老于请客!”于敏高兴地马上答应:“我请客!我请客!”
11月下旬,突破氢弹原理的电话用暗语打到北京后,邓稼先主任第二天就飞至上海。一到嘉定,邓稼先立即听取了于敏等人的汇报,并与大家一起通宵达旦地分析计算结果,详细讨论技术问题。他对新原理表示首肯,和大家的心情一样兴奋,可说是欢欣鼓舞。
当时大家的工资都很低,除于敏以外,几乎每人的月工资不是46元,就是56元,个别人是62元。于敏是副研究员,月工资180 元左右,但他的家庭负担较重,经济上不很宽裕。邓稼先若不在场,通常是于敏请客;如邓稼先在场,则必定是老邓请客。那时,九院理论部上下关系融洽,部、室主任都很平易近人,普通科研人员从不叫他们的官衔,一律以“老邓”、“老于”、“老周”、“老黄”等等相称。邓稼先是三级教授,工资略高一些,月工资230 元上下,无家庭负担,乐意请客,大家都亲切地把他当成“财神爷”。
这次大家一见到老邓来了,都欢呼雀跃,要他请客。于敏也跟着凑热闹说“财神爷”到了,要老邓搞劳大家。晚上,邓稼先在一家餐馆请大家美美地吃了一顿螃蟹。
邓稼先原打算只在上海停留三天,以便赴青海221 厂参加12月10日前后召开的九院科研、生产两年规划会议,研究确定1966年至1967年的工作任务,现在他决定在嘉定多留几天。他不仅详细地与大家讨论了氢弹新原理,还十分满意地听取了两个月来大家在加强型三相氢航弹优化设计工作上所取得的进展。当他听说优化设计中有的模型威力可以达到83万吨TNT 当量时,他要求再加大。科研人员上设计了一个威力更大的模型,并上计算机计算:邓稼先同科研人员一起上机计算结果,结果很好。他要求孙和生组织大家把在上海所取得的重要成果赶决整理好。
12月初,邓稼先与孙和生一起把于敏他们在上海发现的有关物理现象、规律和突破氢弹原理的设想方案等重要成果带回北京。于敏留在上海,带领大家继续深入研究。
几天后,于敏也奉调回北京汇报,吴翔等人一同回到北京。留在上海的研究人员,在蔡少辉副主任的组织下,继续深入研究氢弹原理,并在物态方程小组的研究人员帮助下,用较为严格的状态方程进行计算。随后,他们对加强型三相氢航弹的优化设计工作进行总结,开始编写科研报告。1966年1 月4 日,他们终于带着在上海奋战了近100 个日日夜夜的丰硕成果回到北京。
于敏等回到北京后,向理论部的研究人员和上级领导作了多次学术报告,详细汇报了在上海的工作进展和氢弹新原理设想方案。吴翔也作了氢弹引爆方案的论证报告。邓稼先组织理论部具有各方面专长的专家和研究人员对这个设想方案进行了反复的讨论和推敲,分析技术难点,寻求解决的途径。大家补充了一些非常好的重要改进意见,不但提高了原子能的利用率,而且克服了爆轰过程中出现的一些不利因素,使氢弹原理理论设想方案更臻于完善。当时大家估计这就是突破氢弹的技术途径。
这个氢弹原理理论设想方案的基本思想是:氢弹是把热核装料(通常用氘化锂-6)
加热到高温发生聚变反应,在瞬时释放出巨大的能量。发生聚变反应的先决条件是高温、高密度。要使热核装料燃烧充分,必须使燃烧区的高温维持足够长的时间,这就需要创造一种自持聚变反应的条件,这个条件要由原子弹爆炸来创造。
因而,氢弹包含有初级和次级两个部分。
用来为自持聚变反应创造条件起引爆作用的原子弹爆炸装置,称为“初级”或“扳机”(后来我们又把它称为引爆弹)。使热核装料发生聚变反应释放出能量和中子并诱发铀一238 外壳发生裂变反应释放出更多能量的氢弹主体部分,称为“次级”或“被扳机”(后来我们又把它称为氢弹主体)。高威力氢弹爆炸时释放的巨大能量,主要来源于氢弹主体部分。
从以上较详细的文字叙述里可以看出,氢弹原理理论设想方案的诞生不是偶然的,是原子能研究所轻核理论组和九院理论部的科研人员,前后历时近5 年时间弹精竭虑地探索和研究的结果,是集体辛劳和智慧的结晶。集体是由若干人组成的,没有每个人的努力和奉献,集体成果便空无一物。从氢弹理论研究的历程中我们可以清楚地看出,无论是在氢弹的基础理论探索研究方面,还是在氢弹原理的突破方面,于敏同志都起了极为关键的作用,做出了重大贡献。他作为中国氢弹理论研究集体的突出代表是当之无愧的。彭桓武、邓稼先、周光召、黄祖洽、秦元勋、江泽培、周毓麟、何桂莲等等,也都在氢弹理论和氢弹原理的突破工作中做出了重要贡献。
刘杰部长12月初在北京获悉九院理论部已突破氢弹原理后,喜出望外。正在青海221 厂主持“四清”社会主义教育运动的刘西尧副部长得知氢弹原理已经被突破的消息后,也很高兴。他在征得刘杰的同意后,立即指示九院副院长吴际霖,要在即将召开的该院科研、生产两年规划会议上优先讨论研究新突破的氢弹原理。
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