說起核武器這事兒,全球就那么幾家玩得轉(zhuǎn)的,氫彈更是門檻高到天上去。美國的T-U構(gòu)型當(dāng)年被當(dāng)成金科玉律,誰想搞這個都得繞著它轉(zhuǎn)。可中國呢,1964年原子彈剛爆,三年不到就整出氫彈,還不是抄人家的作業(yè),而是自己趟出一條路。
這事兒讓美國人納悶壞了,尤其是主角于敏,這位老兄一輩子沒出過國,沒沾過洋實(shí)驗(yàn)室的邊兒,就憑著腦子里的物理公式,硬是搞出個“于敏構(gòu)型”。
這不光是技術(shù)活兒,更是腦力活兒,擱誰身上都得服氣。
于敏1926年出生在天津?qū)幒右粋€普通小職員家庭,那時候家里條件一般,姐姐在北京師范大學(xué)上學(xué),他自己從小就顯露出數(shù)學(xué)天賦。七歲上蘆臺鎮(zhèn)小學(xué),成績一直拔尖,初中轉(zhuǎn)到南開中學(xué),高中又去耀華中學(xué)。1944年高考,他考進(jìn)北大工學(xué)院機(jī)電系,本來學(xué)工程挺實(shí)用的,可他覺得太偏應(yīng)用,不夠理論味兒,兩年后轉(zhuǎn)物理系。
這轉(zhuǎn)系決定挺關(guān)鍵的,讓他扎根到量子力學(xué)和核物理里頭。北大那會兒,他的學(xué)號1234013老是掛在成績單頭名,數(shù)學(xué)玩得溜到數(shù)學(xué)系學(xué)生都服氣。暑假他能把熱力學(xué)教材啃四遍,筆記借出去大家照著學(xué)準(zhǔn)沒錯。畢業(yè)前還愛看中國古典,諸葛亮的淡泊明志、岳飛的精忠報國啥的,都影響了他后來的路子。
1949年本科畢業(yè),他留校讀研究生,到1951年完事兒,就進(jìn)了中科院近代物理研究所。那時候研究所剛起步,他跟著彭恒武和錢三強(qiáng)干核物理基礎(chǔ)研究,很快就發(fā)了好幾篇論文,填補(bǔ)了不少原子核理論的空白。1950年代,中國原子能事業(yè)剛起步,于敏參與中子散射和輕核反應(yīng)計算,工作量大但成果實(shí)打?qū)崱?/strong>
1960年,他已經(jīng)是輕核理論組組長,專攻熱核材料燃燒問題。研究所條件有限,設(shè)備簡陋,但他用手算和簡單計算尺推導(dǎo)公式,硬是產(chǎn)出六十多篇內(nèi)部報告。這些年他沒啥名氣,但圈里人知道,這是個能扛事兒的主兒。1961年1月,錢三強(qiáng)找他談話,讓他轉(zhuǎn)氫彈預(yù)研,這意味著扔掉老本行,撲騰進(jìn)全新領(lǐng)域。
他二話不說就接了,從此名字從公開論文上消失,埋頭干了28年。這段隱姓埋名的日子,說白了就是國家需要,他就把個人前途擱一邊了。想想看,那年代信息封鎖,國外情報一絲不漏都拿不到,全靠自己從物理原理推,擱現(xiàn)在人估計得崩潰。
氫彈這玩意兒,不是原子彈加個殼子就行,得解決熱核聚變的自持燃燒。1961年于敏接手時,中國剛有原子彈雛形,但氫彈路徑不明朗。美國1952年首爆氫彈,用T-U構(gòu)型,靠氚燃料驅(qū)動,那東西稀缺,半衰期短,儲存成本高,第一顆“邁克”裝置重62噸,笨得像個大家伙。
中國起步晚,資源少,只能另辟蹊徑。于敏帶隊(duì)先從輕核反應(yīng)入手,用Breit-Wigner公式嚴(yán)謹(jǐn)算了算,發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)上吹的氚氚反應(yīng)截面15巴純屬扯淡,實(shí)際頂多5巴。這一下省了大筆實(shí)驗(yàn)錢,也甩掉對氚的依賴,轉(zhuǎn)而盯上氘化鋰,這材料便宜,在原子彈中子轟擊下能現(xiàn)場生氚。
可光有材料不行,得想辦法點(diǎn)燃它。原子彈爆炸能量多散成X射線,加熱氘化鋰效率低。于敏他們從1962年起,用有限的計算機(jī)模擬一維輻射傳輸模型,算出常態(tài)密度下根本燒不起來。
1963年,他們腦洞大開,提出中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng):原子彈裂變中子打氘化鋰生氚,聚變放高能中子,再轟鈾-238裂變,形成循環(huán)。這思路一出,方向就亮堂了,從追高溫轉(zhuǎn)到追高密度壓縮。
1964年原子彈10月16日爆了,團(tuán)隊(duì)信心爆棚,于敏他們加班加點(diǎn),1965年1月在上海華東計算所用J501機(jī)跑二維模型,驗(yàn)證輻射內(nèi)爆可行。10月,他組織百日會戰(zhàn),親自部署,推導(dǎo)出兩級氫彈原理和構(gòu)形,還在計算機(jī)上數(shù)值模擬。結(jié)果呢,熱核材料壓到千倍密度,就能自持燃燒。
這過程說起來簡單,實(shí)際是死磕。于敏他們從基礎(chǔ)物理原理出發(fā),解決熱核武器物理的一系列問題,比如中子通量上升速度、14.1MeV中子數(shù)據(jù)啥的,全靠紙筆和機(jī)器咬牙算。1966年12月28日,氫彈原理試驗(yàn)成功,掌握了核心機(jī)理。1967年6月17日,第一顆氫彈“狂飆1號”空投爆炸,當(dāng)量三百萬噸,體積才一噸左右。
這速度在五核大國里最快,從原子彈到氫彈就兩年八個月。于敏的貢獻(xiàn)就在這兒,他不光是算公式,還領(lǐng)導(dǎo)攻關(guān)小組,發(fā)現(xiàn)自持燃燒條件,開創(chuàng)從原理到構(gòu)型的完整方案。擱那會兒,國外封鎖嚴(yán),中國科學(xué)家全憑自力更生,咬著牙往前拱,這股勁頭兒,現(xiàn)在回想都讓人起雞皮疙瘩。
全世界氫彈就兩種構(gòu)型,美國的T-U和中國的于敏構(gòu)型。T-U是1951年愛德華·泰勒和斯坦尼斯拉夫·烏拉姆想出來的,用初級原子彈X射線壓縮次級熱核燃料,靠氚聚變放能。但它依賴氚多,裝置大,儲存麻煩,美國第一顆就62噸,得船運(yùn),還需制冷設(shè)備
。于敏構(gòu)型呢,從輻射內(nèi)爆入手,但設(shè)計更精巧:次級裝置部件分開放置在輻射殼里,爆炸時X射線瞬間填充,金屬壁燒蝕推動壓縮,密度飆升到聚變閾值。這不光減少氚用量,還形成裂變-聚變-裂變循環(huán),威力大,成本低,儲存穩(wěn)。
蘇聯(lián)1953年爆的RDS-6s是層疊式,效率低,美蘇英法都走T-U變種,中國獨(dú)樹一幟。這區(qū)別不光技術(shù),還體現(xiàn)自力更生精神,美國人盯著中國進(jìn)展,猜不透怎么這么快,就一個沒留學(xué)的于敏領(lǐng)頭,靠理論推導(dǎo)硬扛過去。說白了,這就是中國核路子的牛氣,別人走老路,我們趟新徑。
于敏構(gòu)型一出,核威懾格局變了。中國氫彈不光爆得響,還穩(wěn)得住,長期戰(zhàn)備沒問題。國外媒體后來報道,說這是“于敏-鄧稼先構(gòu)型”,強(qiáng)調(diào)集體智慧,但于敏是靈魂人物,解決了最基礎(chǔ)理論。
比起T-U的氚依賴,我們這條路更接地氣,資源少也能玩轉(zhuǎn)。擱現(xiàn)在看,這構(gòu)型奠定中國核基礎(chǔ),影響深遠(yuǎn)。美國人到現(xiàn)在還議論,這中國人咋就這么軸,愣是沒沾洋光就整出絕活兒。
于敏干完氫彈,沒歇著,繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)核理論研究。1965年1月他任第九研究院理論部副主任,1980年當(dāng)選中國科學(xué)院學(xué)部委員(后改院士),1982年升中國工程物理研究院副院長。
1988年從一線退下,名字解禁,他低調(diào)回歸學(xué)術(shù)圈,偶爾指導(dǎo)后輩,但總推辭“氫彈之父”頭銜,說是集體成果。晚年在北京住,2014年得兩彈一星功勛獎?wù)拢?009年國家最高科學(xué)技術(shù)獎,2018年改革先鋒稱號。這些榮譽(yù)來得晚,但他從不張揚(yáng),就愛窩書房看書。
于敏一生獻(xiàn)給國防高技術(shù),填補(bǔ)核理論空白,推動氫彈從原理到實(shí)戰(zhàn)。2019年1月16日他逝世,93歲,身后留下的不光是構(gòu)型,還有那股為國不惜一切的勁兒。中國氫彈速度奇跡,靠的就是他這種人,窮學(xué)生起步,沒洋學(xué)歷,卻用腦子扛起國之重器。想想美國人那困惑勁兒,其實(shí)挺解氣的:技術(shù)不是專利,自力更生才是王道。
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