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杨振宁在清华大学讲授普通物理学课时,简单的说过于敏构型与 T
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2024.04.23 北京

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杨振宁在清华大学讲授普通物理学课时,简单的说过于敏构型与 T-U 构型的区别,可以翻出来看看。大概意思是,各国的方案没有明显区别,只不过压的方法略微有点不一样。我想,不了解个中机密的人给出的推测结果,杨振宁的意见是最靠谱的了吧。

杨振宁在这里提到的椭球两焦点方案,我觉得简洁而巧妙:从焦点发出的任意射线,经过椭球面反射,会聚焦到另一焦点上,而且所走路程相同,同时到达。

假设裂变材料从A点爆炸,聚变材料放在B点,按杨振宁的解释,A点爆炸产生X射线和冲击波,X射线速度快,能量先行聚焦到B点,将B点的材料压缩到极小时(大概是体积振动的波谷位置),冲击波恰好到达B点继续压缩,形成聚变条件。难点就在设计两轮打击的时间差与聚变材料的体积振动周期。椭球反射示意图貌似多数原理介绍的示意图都画成了胶囊型或圆柱形,没有画成椭球形状。
杨振宁的讲话节录:

……到了五十年代初,用了大计算机。今天我们所用的计算机,是在四十年代后期造出来的,来验证泰勒所用的(制造氢弹的)方法能不能成功。结果做出来以后,算了半天不成功。那个办法是什么呢,这个是秘密,不过这个秘密都漏出来了,所以大概都知道,他的办法就是说是,把一个原子弹爆一下子,比如说是在一个ellipsoid 。椭圆,你把一个椭圆的东西,假如这是一个椭圆,你把它转一下子,就变成了一个ellipsoid 。Ellipsoid 有两个focus,不是一个,不像一个球只有一个球心,一个ellipsoid有两个球心,两个球心,假如你在一个球心的地方爆炸一下子,它出来这个波,被这个ellipsoid反射了以后呢,就聚到另外那一点,这个我想是大家很容易都想到的。所以就说我在这儿放一下子,炸一下子,这个波就到了这一点,在这个地方呢,放着fusionable material,比如说是×××(这里的×××我没听出来,根据评论,应该是deuterium),那么这一块被波一压,就压小了。压缩了以后呢,如果压的够厉害,它就可以出fusion,那就出了hydrogen bomb,所以换一句话说,就是用一个atomic bomb,炸出来的东西,把一个fusionable material,给压缩,压缩到够多,它变成够热密度够大的话,它就引爆出来一个,fusion的bomb,这是泰勒的idea,可是这个idea他算了半天以后,用大计算机算了半天以后呢,不成功。那么这个以后到底是做了什么事情呢,因为我从来没参与这些都东西,我并不知道。不过呢,就是我刚才讲的,有些报纸上杂志上的消息,我可以猜想大概是这个样子,大概是有一个人叫做乌勒姆的。需要爆炸两次,你第一次爆炸了一下子,压缩了一下子,不够压缩的小,你知道一个东西压缩了以后它就变热,这我们讲热力学的时候不是说压缩了以后就变热吗,变热,变密,可是热的不够。那么怎么样呢,它因为有弹性,所以它就又张开,乌勒姆的见解是说,你再炸一下子,你再炸一下子,它在振动的时候,你第二次再一压,就把它给压炸了,那么这个idea,泰勒一听说了,说是这个idea好,然后他又加了一个见解,就是怎么样子连炸两次,那么他这个见解呢,是一个很巧妙的一个办法,他的办法是说,它第一次压,是用X-ray,你这边原子弹爆炸的时候,它先出来的是X-ray,把X-ray压缩了一下以后,然后第二次是冲击波,是pressure waves,这pressure waves的速度比较慢,所以第二次炸呢,比第一次炸来的慢,这中间差了一个时间,所以它得算一算,这两次之间速度的时间差别,正好是弹性在这个,变成一个×××(根据评论,这里×××我没听出来,应该是resonant),这个idea是正确的idea。我的印象,是所有现在的hydrogen bomb,基本上都是用了爆炸两次,而这两次的时间,要弄得正合适,是使得它第二次是inface(根据评论,这里似乎应该是in phase),把它压下去。总而言之,泰勒有了这个idea以后,就产生了美国的bomb,那么大家也许晓得,苏联,在泰勒这个idea以前,另外有苏联萨哈罗夫的idea,萨哈罗夫的idea没有泰勒的idea好,不过比泰勒的idea早。那么中国的因为比较晚,比萨哈罗夫的比泰勒的都晚,是于敏跟邓稼先的idea,我猜想,也是压了两次,不过压的方法略微有点不一样,而这个当时是极大的贡献,所以中国的氢气弹制造得这么快。这个里头你可以想象到,需要有物理的直觉,也需要有数学的能力,这两件事情结合在一起,才发生了二十世纪有practice application和没有practice application的种种的方程。
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